HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  h2hlm Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem h2hlm 28749
Description: The limit sequences of Hilbert space. (Contributed by NM, 6-Jun-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 13-May-2014.) (Proof shortened by Peter Mazsa, 2-Oct-2022.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
h2hl.1 𝑈 = ⟨⟨ + , · ⟩, norm
h2hl.2 𝑈 ∈ NrmCVec
h2hl.3 ℋ = (BaseSet‘𝑈)
h2hl.4 𝐷 = (IndMet‘𝑈)
h2hl.5 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
Assertion
Ref Expression
h2hlm 𝑣 = ((⇝𝑡𝐽) ↾ ( ℋ ↑m ℕ))

Proof of Theorem h2hlm
Dummy variables 𝑥 𝑓 𝑦 𝑗 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-hlim 28741 . . 3 𝑣 = {⟨𝑓, 𝑥⟩ ∣ ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)}
21relopabi 5687 . 2 Rel ⇝𝑣
3 relres 5875 . 2 Rel ((⇝𝑡𝐽) ↾ ( ℋ ↑m ℕ))
41eleq2i 2902 . . 3 (⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ ⇝𝑣 ↔ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ {⟨𝑓, 𝑥⟩ ∣ ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)})
5 opabidw 5403 . . 3 (⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ {⟨𝑓, 𝑥⟩ ∣ ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)} ↔ ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
6 h2hl.3 . . . . . . . 8 ℋ = (BaseSet‘𝑈)
76hlex 28667 . . . . . . 7 ℋ ∈ V
8 nnex 11636 . . . . . . 7 ℕ ∈ V
97, 8elmap 8427 . . . . . 6 (𝑓 ∈ ( ℋ ↑m ℕ) ↔ 𝑓:ℕ⟶ ℋ)
109anbi1i 625 . . . . 5 ((𝑓 ∈ ( ℋ ↑m ℕ) ∧ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽)) ↔ (𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽)))
11 df-br 5058 . . . . . . 7 (𝑓(⇝𝑡𝐽)𝑥 ↔ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽))
12 h2hl.5 . . . . . . . . 9 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
13 h2hl.2 . . . . . . . . . 10 𝑈 ∈ NrmCVec
14 h2hl.4 . . . . . . . . . . 11 𝐷 = (IndMet‘𝑈)
156, 14imsxmet 28461 . . . . . . . . . 10 (𝑈 ∈ NrmCVec → 𝐷 ∈ (∞Met‘ ℋ))
1613, 15mp1i 13 . . . . . . . . 9 (𝑓:ℕ⟶ ℋ → 𝐷 ∈ (∞Met‘ ℋ))
17 nnuz 12273 . . . . . . . . 9 ℕ = (ℤ‘1)
18 1zzd 12005 . . . . . . . . 9 (𝑓:ℕ⟶ ℋ → 1 ∈ ℤ)
19 eqidd 2820 . . . . . . . . 9 ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑓𝑘) = (𝑓𝑘))
20 id 22 . . . . . . . . 9 (𝑓:ℕ⟶ ℋ → 𝑓:ℕ⟶ ℋ)
2112, 16, 17, 18, 19, 20lmmbrf 23857 . . . . . . . 8 (𝑓:ℕ⟶ ℋ → (𝑓(⇝𝑡𝐽)𝑥 ↔ (𝑥 ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦)))
22 eluznn 12310 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → 𝑘 ∈ ℕ)
23 ffvelrn 6842 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑓𝑘) ∈ ℋ)
24 h2hl.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑈 = ⟨⟨ + , · ⟩, norm
2524, 13, 6, 14h2hmetdval 28747 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑓𝑘) ∈ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((𝑓𝑘)𝐷𝑥) = (norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)))
2623, 25sylan 582 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((𝑓𝑘)𝐷𝑥) = (norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)))
2726breq1d 5067 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦 ↔ (norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
2827an32s 650 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦 ↔ (norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
2922, 28sylan2 594 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ (𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → (((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦 ↔ (norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
3029anassrs 470 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → (((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦 ↔ (norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
3130ralbidva 3194 . . . . . . . . . . 11 (((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑗 ∈ ℕ) → (∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦 ↔ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
3231rexbidva 3294 . . . . . . . . . 10 ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦 ↔ ∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
3332ralbidv 3195 . . . . . . . . 9 ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦 ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
3433pm5.32da 581 . . . . . . . 8 (𝑓:ℕ⟶ ℋ → ((𝑥 ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦) ↔ (𝑥 ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)))
3521, 34bitrd 281 . . . . . . 7 (𝑓:ℕ⟶ ℋ → (𝑓(⇝𝑡𝐽)𝑥 ↔ (𝑥 ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)))
3611, 35syl5bbr 287 . . . . . 6 (𝑓:ℕ⟶ ℋ → (⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽) ↔ (𝑥 ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)))
3736pm5.32i 577 . . . . 5 ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽)) ↔ (𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)))
3810, 37bitr2i 278 . . . 4 ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)) ↔ (𝑓 ∈ ( ℋ ↑m ℕ) ∧ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽)))
39 anass 471 . . . 4 (((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦) ↔ (𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)))
40 opelres 5852 . . . . 5 (𝑥 ∈ V → (⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ ((⇝𝑡𝐽) ↾ ( ℋ ↑m ℕ)) ↔ (𝑓 ∈ ( ℋ ↑m ℕ) ∧ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽))))
4140elv 3498 . . . 4 (⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ ((⇝𝑡𝐽) ↾ ( ℋ ↑m ℕ)) ↔ (𝑓 ∈ ( ℋ ↑m ℕ) ∧ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽)))
4238, 39, 413bitr4i 305 . . 3 (((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦) ↔ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ ((⇝𝑡𝐽) ↾ ( ℋ ↑m ℕ)))
434, 5, 423bitri 299 . 2 (⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ ⇝𝑣 ↔ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ ((⇝𝑡𝐽) ↾ ( ℋ ↑m ℕ)))
442, 3, 43eqrelriiv 5656 1 𝑣 = ((⇝𝑡𝐽) ↾ ( ℋ ↑m ℕ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wb 208  wa 398   = wceq 1531  wcel 2108  wral 3136  wrex 3137  Vcvv 3493  cop 4565   class class class wbr 5057  {copab 5119  cres 5550  wf 6344  cfv 6348  (class class class)co 7148  m cmap 8398  1c1 10530   < clt 10667  cn 11630  cuz 12235  +crp 12381  ∞Metcxmet 20522  MetOpencmopn 20527  𝑡clm 21826  NrmCVeccnv 28353  BaseSetcba 28355  IndMetcims 28360  chba 28688   + cva 28689   · csm 28690  normcno 28692   cmv 28694  𝑣 chli 28696
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1905  ax-6 1964  ax-7 2009  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2154  ax-12 2170  ax-ext 2791  ax-rep 5181  ax-sep 5194  ax-nul 5201  ax-pow 5257  ax-pr 5320  ax-un 7453  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606  ax-pre-sup 10607  ax-addf 10608  ax-mulf 10609
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1083  df-3an 1084  df-tru 1534  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2064  df-mo 2616  df-eu 2648  df-clab 2798  df-cleq 2812  df-clel 2891  df-nfc 2961  df-ne 3015  df-nel 3122  df-ral 3141  df-rex 3142  df-reu 3143  df-rmo 3144  df-rab 3145  df-v 3495  df-sbc 3771  df-csb 3882  df-dif 3937  df-un 3939  df-in 3941  df-ss 3950  df-pss 3952  df-nul 4290  df-if 4466  df-pw 4539  df-sn 4560  df-pr 4562  df-tp 4564  df-op 4566  df-uni 4831  df-iun 4912  df-br 5058  df-opab 5120  df-mpt 5138  df-tr 5164  df-id 5453  df-eprel 5458  df-po 5467  df-so 5468  df-fr 5507  df-we 5509  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-pred 6141  df-ord 6187  df-on 6188  df-lim 6189  df-suc 6190  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-riota 7106  df-ov 7151  df-oprab 7152  df-mpo 7153  df-om 7573  df-1st 7681  df-2nd 7682  df-wrecs 7939  df-recs 8000  df-rdg 8038  df-er 8281  df-map 8400  df-pm 8401  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-sup 8898  df-inf 8899  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-div 11290  df-nn 11631  df-2 11692  df-3 11693  df-n0 11890  df-z 11974  df-uz 12236  df-q 12341  df-rp 12382  df-xneg 12499  df-xadd 12500  df-xmul 12501  df-seq 13362  df-exp 13422  df-cj 14450  df-re 14451  df-im 14452  df-sqrt 14586  df-abs 14587  df-topgen 16709  df-psmet 20529  df-xmet 20530  df-met 20531  df-bl 20532  df-mopn 20533  df-top 21494  df-topon 21511  df-bases 21546  df-lm 21829  df-grpo 28262  df-gid 28263  df-ginv 28264  df-gdiv 28265  df-ablo 28314  df-vc 28328  df-nv 28361  df-va 28364  df-ba 28365  df-sm 28366  df-0v 28367  df-vs 28368  df-nmcv 28369  df-ims 28370  df-hvsub 28740  df-hlim 28741
This theorem is referenced by:  axhcompl-zf  28767  hlimadd  28962  hhlm  28968
  Copyright terms: Public domain W3C validator