Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  fourierdlem53 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fourierdlem53 42801
Description: The limit of 𝐹(𝑠) at (𝑋 + 𝐷) is the limit of 𝐹(𝑋 + 𝑠) at 𝐷. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
fourierdlem53.1 (𝜑𝐹:ℝ⟶ℝ)
fourierdlem53.2 (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
fourierdlem53.3 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
fourierdlem53.g 𝐺 = (𝑠𝐴 ↦ (𝐹‘(𝑋 + 𝑠)))
fourierdlem53.xps ((𝜑𝑠𝐴) → (𝑋 + 𝑠) ∈ 𝐵)
fourierdlem53.b (𝜑𝐵 ⊆ ℝ)
fourierdlem53.sned ((𝜑𝑠𝐴) → 𝑠𝐷)
fourierdlem53.c (𝜑𝐶 ∈ ((𝐹𝐵) lim (𝑋 + 𝐷)))
fourierdlem53.d (𝜑𝐷 ∈ ℂ)
Assertion
Ref Expression
fourierdlem53 (𝜑𝐶 ∈ (𝐺 lim 𝐷))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑠   𝐵,𝑠   𝐷,𝑠   𝐹,𝑠   𝑋,𝑠   𝜑,𝑠
Allowed substitution hints:   𝐶(𝑠)   𝐺(𝑠)

Proof of Theorem fourierdlem53
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fourierdlem53.xps . . . . . . 7 ((𝜑𝑠𝐴) → (𝑋 + 𝑠) ∈ 𝐵)
2 fourierdlem53.1 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐹:ℝ⟶ℝ)
3 fourierdlem53.b . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐵 ⊆ ℝ)
42, 3fssresd 6519 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹𝐵):𝐵⟶ℝ)
54fdmd 6497 . . . . . . . . 9 (𝜑 → dom (𝐹𝐵) = 𝐵)
65eqcomd 2804 . . . . . . . 8 (𝜑𝐵 = dom (𝐹𝐵))
76adantr 484 . . . . . . 7 ((𝜑𝑠𝐴) → 𝐵 = dom (𝐹𝐵))
81, 7eleqtrd 2892 . . . . . 6 ((𝜑𝑠𝐴) → (𝑋 + 𝑠) ∈ dom (𝐹𝐵))
9 fourierdlem53.2 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
109recnd 10658 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑋 ∈ ℂ)
1110adantr 484 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝐴) → 𝑋 ∈ ℂ)
12 fourierdlem53.3 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
1312sselda 3915 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑠𝐴) → 𝑠 ∈ ℝ)
1413recnd 10658 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝐴) → 𝑠 ∈ ℂ)
15 fourierdlem53.d . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐷 ∈ ℂ)
1615adantr 484 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝐴) → 𝐷 ∈ ℂ)
17 fourierdlem53.sned . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝐴) → 𝑠𝐷)
1811, 14, 16, 17addneintrd 10836 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑠𝐴) → (𝑋 + 𝑠) ≠ (𝑋 + 𝐷))
1918neneqd 2992 . . . . . . 7 ((𝜑𝑠𝐴) → ¬ (𝑋 + 𝑠) = (𝑋 + 𝐷))
209adantr 484 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝐴) → 𝑋 ∈ ℝ)
2120, 13readdcld 10659 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑠𝐴) → (𝑋 + 𝑠) ∈ ℝ)
22 elsng 4539 . . . . . . . 8 ((𝑋 + 𝑠) ∈ ℝ → ((𝑋 + 𝑠) ∈ {(𝑋 + 𝐷)} ↔ (𝑋 + 𝑠) = (𝑋 + 𝐷)))
2321, 22syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑠𝐴) → ((𝑋 + 𝑠) ∈ {(𝑋 + 𝐷)} ↔ (𝑋 + 𝑠) = (𝑋 + 𝐷)))
2419, 23mtbird 328 . . . . . 6 ((𝜑𝑠𝐴) → ¬ (𝑋 + 𝑠) ∈ {(𝑋 + 𝐷)})
258, 24eldifd 3892 . . . . 5 ((𝜑𝑠𝐴) → (𝑋 + 𝑠) ∈ (dom (𝐹𝐵) ∖ {(𝑋 + 𝐷)}))
2625ralrimiva 3149 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑠𝐴 (𝑋 + 𝑠) ∈ (dom (𝐹𝐵) ∖ {(𝑋 + 𝐷)}))
27 eqid 2798 . . . . 5 (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)) = (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))
2827rnmptss 6863 . . . 4 (∀𝑠𝐴 (𝑋 + 𝑠) ∈ (dom (𝐹𝐵) ∖ {(𝑋 + 𝐷)}) → ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)) ⊆ (dom (𝐹𝐵) ∖ {(𝑋 + 𝐷)}))
2926, 28syl 17 . . 3 (𝜑 → ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)) ⊆ (dom (𝐹𝐵) ∖ {(𝑋 + 𝐷)}))
30 eqid 2798 . . . 4 (𝑠𝐴𝑋) = (𝑠𝐴𝑋)
31 eqid 2798 . . . 4 (𝑠𝐴𝑠) = (𝑠𝐴𝑠)
32 ax-resscn 10583 . . . . . 6 ℝ ⊆ ℂ
3312, 32sstrdi 3927 . . . . 5 (𝜑𝐴 ⊆ ℂ)
3430, 33, 10, 15constlimc 42266 . . . 4 (𝜑𝑋 ∈ ((𝑠𝐴𝑋) lim 𝐷))
3533, 31, 15idlimc 42268 . . . 4 (𝜑𝐷 ∈ ((𝑠𝐴𝑠) lim 𝐷))
3630, 31, 27, 11, 14, 34, 35addlimc 42290 . . 3 (𝜑 → (𝑋 + 𝐷) ∈ ((𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)) lim 𝐷))
37 fourierdlem53.c . . 3 (𝜑𝐶 ∈ ((𝐹𝐵) lim (𝑋 + 𝐷)))
3829, 36, 37limccog 42262 . 2 (𝜑𝐶 ∈ (((𝐹𝐵) ∘ (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))) lim 𝐷))
39 simpr 488 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))) → 𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)))
4027elrnmpt 5792 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)) → (𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)) ↔ ∃𝑠𝐴 𝑦 = (𝑋 + 𝑠)))
4140adantl 485 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))) → (𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)) ↔ ∃𝑠𝐴 𝑦 = (𝑋 + 𝑠)))
4239, 41mpbid 235 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))) → ∃𝑠𝐴 𝑦 = (𝑋 + 𝑠))
43 nfv 1915 . . . . . . . . . 10 𝑠𝜑
44 nfmpt1 5128 . . . . . . . . . . . 12 𝑠(𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))
4544nfrn 5788 . . . . . . . . . . 11 𝑠ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))
4645nfcri 2943 . . . . . . . . . 10 𝑠 𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))
4743, 46nfan 1900 . . . . . . . . 9 𝑠(𝜑𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)))
48 nfv 1915 . . . . . . . . 9 𝑠 𝑦𝐵
49 simp3 1135 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑠𝐴𝑦 = (𝑋 + 𝑠)) → 𝑦 = (𝑋 + 𝑠))
5013adant3 1129 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑠𝐴𝑦 = (𝑋 + 𝑠)) → (𝑋 + 𝑠) ∈ 𝐵)
5149, 50eqeltrd 2890 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑠𝐴𝑦 = (𝑋 + 𝑠)) → 𝑦𝐵)
52513exp 1116 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑠𝐴 → (𝑦 = (𝑋 + 𝑠) → 𝑦𝐵)))
5352adantr 484 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))) → (𝑠𝐴 → (𝑦 = (𝑋 + 𝑠) → 𝑦𝐵)))
5447, 48, 53rexlimd 3276 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))) → (∃𝑠𝐴 𝑦 = (𝑋 + 𝑠) → 𝑦𝐵))
5542, 54mpd 15 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))) → 𝑦𝐵)
5655ralrimiva 3149 . . . . . 6 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))𝑦𝐵)
57 dfss3 3903 . . . . . 6 (ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)) ⊆ 𝐵 ↔ ∀𝑦 ∈ ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))𝑦𝐵)
5856, 57sylibr 237 . . . . 5 (𝜑 → ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)) ⊆ 𝐵)
59 cores 6069 . . . . 5 (ran (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)) ⊆ 𝐵 → ((𝐹𝐵) ∘ (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))) = (𝐹 ∘ (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))))
6058, 59syl 17 . . . 4 (𝜑 → ((𝐹𝐵) ∘ (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))) = (𝐹 ∘ (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))))
6121, 27fmptd 6855 . . . . 5 (𝜑 → (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)):𝐴⟶ℝ)
62 fcompt 6872 . . . . 5 ((𝐹:ℝ⟶ℝ ∧ (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)):𝐴⟶ℝ) → (𝐹 ∘ (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))) = (𝑥𝐴 ↦ (𝐹‘((𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))‘𝑥))))
632, 61, 62syl2anc 587 . . . 4 (𝜑 → (𝐹 ∘ (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))) = (𝑥𝐴 ↦ (𝐹‘((𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))‘𝑥))))
64 fourierdlem53.g . . . . . 6 𝐺 = (𝑠𝐴 ↦ (𝐹‘(𝑋 + 𝑠)))
6564a1i 11 . . . . 5 (𝜑𝐺 = (𝑠𝐴 ↦ (𝐹‘(𝑋 + 𝑠))))
66 oveq2 7143 . . . . . . . 8 (𝑠 = 𝑥 → (𝑋 + 𝑠) = (𝑋 + 𝑥))
6766fveq2d 6649 . . . . . . 7 (𝑠 = 𝑥 → (𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) = (𝐹‘(𝑋 + 𝑥)))
6867cbvmptv 5133 . . . . . 6 (𝑠𝐴 ↦ (𝐹‘(𝑋 + 𝑠))) = (𝑥𝐴 ↦ (𝐹‘(𝑋 + 𝑥)))
6968a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (𝑠𝐴 ↦ (𝐹‘(𝑋 + 𝑠))) = (𝑥𝐴 ↦ (𝐹‘(𝑋 + 𝑥))))
70 eqidd 2799 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)) = (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠)))
7166adantl 485 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑠 = 𝑥) → (𝑋 + 𝑠) = (𝑋 + 𝑥))
72 simpr 488 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥𝐴)
739adantr 484 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑋 ∈ ℝ)
7412sselda 3915 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ ℝ)
7573, 74readdcld 10659 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑋 + 𝑥) ∈ ℝ)
7670, 71, 72, 75fvmptd 6752 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴) → ((𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))‘𝑥) = (𝑋 + 𝑥))
7776eqcomd 2804 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑋 + 𝑥) = ((𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))‘𝑥))
7877fveq2d 6649 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐹‘(𝑋 + 𝑥)) = (𝐹‘((𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))‘𝑥)))
7978mpteq2dva 5125 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥𝐴 ↦ (𝐹‘(𝑋 + 𝑥))) = (𝑥𝐴 ↦ (𝐹‘((𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))‘𝑥))))
8065, 69, 793eqtrrd 2838 . . . 4 (𝜑 → (𝑥𝐴 ↦ (𝐹‘((𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))‘𝑥))) = 𝐺)
8160, 63, 803eqtrd 2837 . . 3 (𝜑 → ((𝐹𝐵) ∘ (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))) = 𝐺)
8281oveq1d 7150 . 2 (𝜑 → (((𝐹𝐵) ∘ (𝑠𝐴 ↦ (𝑋 + 𝑠))) lim 𝐷) = (𝐺 lim 𝐷))
8338, 82eleqtrd 2892 1 (𝜑𝐶 ∈ (𝐺 lim 𝐷))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399  w3a 1084   = wceq 1538  wcel 2111  wne 2987  wral 3106  wrex 3107  cdif 3878  wss 3881  {csn 4525  cmpt 5110  dom cdm 5519  ran crn 5520  cres 5521  ccom 5523  wf 6320  cfv 6324  (class class class)co 7135  cc 10524  cr 10525   + caddc 10529   lim climc 24465
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-rep 5154  ax-sep 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5231  ax-pr 5295  ax-un 7441  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-nel 3092  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rmo 3114  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-pss 3900  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-uni 4801  df-int 4839  df-iun 4883  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-tr 5137  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6116  df-ord 6162  df-on 6163  df-lim 6164  df-suc 6165  df-iota 6283  df-fun 6326  df-fn 6327  df-f 6328  df-f1 6329  df-fo 6330  df-f1o 6331  df-fv 6332  df-riota 7093  df-ov 7138  df-oprab 7139  df-mpo 7140  df-om 7561  df-1st 7671  df-2nd 7672  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-1o 8085  df-oadd 8089  df-er 8272  df-map 8391  df-pm 8392  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-fin 8496  df-fi 8859  df-sup 8890  df-inf 8891  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11626  df-2 11688  df-3 11689  df-4 11690  df-5 11691  df-6 11692  df-7 11693  df-8 11694  df-9 11695  df-n0 11886  df-z 11970  df-dec 12087  df-uz 12232  df-q 12337  df-rp 12378  df-xneg 12495  df-xadd 12496  df-xmul 12497  df-fz 12886  df-seq 13365  df-exp 13426  df-cj 14450  df-re 14451  df-im 14452  df-sqrt 14586  df-abs 14587  df-struct 16477  df-ndx 16478  df-slot 16479  df-base 16481  df-plusg 16570  df-mulr 16571  df-starv 16572  df-tset 16576  df-ple 16577  df-ds 16579  df-unif 16580  df-rest 16688  df-topn 16689  df-topgen 16709  df-psmet 20083  df-xmet 20084  df-met 20085  df-bl 20086  df-mopn 20087  df-cnfld 20092  df-top 21499  df-topon 21516  df-topsp 21538  df-bases 21551  df-cnp 21833  df-xms 22927  df-ms 22928  df-limc 24469
This theorem is referenced by:  fourierdlem74  42822  fourierdlem75  42823  fourierdlem76  42824  fourierdlem84  42832
  Copyright terms: Public domain W3C validator