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

Theorem h2hlm 28316
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 28308 . . 3 𝑣 = {⟨𝑓, 𝑥⟩ ∣ ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)}
21relopabi 5416 . 2 Rel ⇝𝑣
3 relres 5603 . 2 Rel ((⇝𝑡𝐽) ↾ ( ℋ ↑𝑚 ℕ))
41eleq2i 2836 . . 3 (⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ ⇝𝑣 ↔ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ {⟨𝑓, 𝑥⟩ ∣ ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)})
5 opabid 5145 . . 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 28233 . . . . . . 7 ℋ ∈ V
8 nnex 11286 . . . . . . 7 ℕ ∈ V
97, 8elmap 8093 . . . . . 6 (𝑓 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ) ↔ 𝑓:ℕ⟶ ℋ)
109anbi1i 617 . . . . 5 ((𝑓 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ) ∧ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽)) ↔ (𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽)))
11 df-br 4812 . . . . . . 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 28026 . . . . . . . . . 10 (𝑈 ∈ NrmCVec → 𝐷 ∈ (∞Met‘ ℋ))
1613, 15mp1i 13 . . . . . . . . 9 (𝑓:ℕ⟶ ℋ → 𝐷 ∈ (∞Met‘ ℋ))
17 nnuz 11930 . . . . . . . . 9 ℕ = (ℤ‘1)
18 1zzd 11661 . . . . . . . . 9 (𝑓:ℕ⟶ ℋ → 1 ∈ ℤ)
19 eqidd 2766 . . . . . . . . 9 ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑓𝑘) = (𝑓𝑘))
20 id 22 . . . . . . . . 9 (𝑓:ℕ⟶ ℋ → 𝑓:ℕ⟶ ℋ)
2112, 16, 17, 18, 19, 20lmmbrf 23355 . . . . . . . 8 (𝑓:ℕ⟶ ℋ → (𝑓(⇝𝑡𝐽)𝑥 ↔ (𝑥 ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦)))
22 eluznn 11966 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → 𝑘 ∈ ℕ)
23 ffvelrn 6551 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑓𝑘) ∈ ℋ)
24 h2hl.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑈 = ⟨⟨ + , · ⟩, norm
2524, 13, 6, 14h2hmetdval 28314 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑓𝑘) ∈ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((𝑓𝑘)𝐷𝑥) = (norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)))
2623, 25sylan 575 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((𝑓𝑘)𝐷𝑥) = (norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)))
2726breq1d 4821 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦 ↔ (norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
2827an32s 642 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦 ↔ (norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
2922, 28sylan2 586 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ (𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → (((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦 ↔ (norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
3029anassrs 459 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → (((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦 ↔ (norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
3130ralbidva 3132 . . . . . . . . . . 11 (((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑗 ∈ ℕ) → (∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦 ↔ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
3231rexbidva 3196 . . . . . . . . . 10 ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)((𝑓𝑘)𝐷𝑥) < 𝑦 ↔ ∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦))
3332ralbidv 3133 . . . . . . . . 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 574 . . . . . . . 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 270 . . . . . . 7 (𝑓:ℕ⟶ ℋ → (𝑓(⇝𝑡𝐽)𝑥 ↔ (𝑥 ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)))
3611, 35syl5bbr 276 . . . . . 6 (𝑓:ℕ⟶ ℋ → (⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽) ↔ (𝑥 ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)))
3736pm5.32i 570 . . . . 5 ((𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽)) ↔ (𝑓:ℕ⟶ ℋ ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(norm‘((𝑓𝑘) − 𝑥)) < 𝑦)))
3810, 37bitr2i 267 . . . 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 460 . . . 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 5573 . . . . 5 (𝑥 ∈ V → (⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ ((⇝𝑡𝐽) ↾ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) ↔ (𝑓 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ) ∧ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽))))
4140elv 3354 . . . 4 (⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ ((⇝𝑡𝐽) ↾ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) ↔ (𝑓 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ) ∧ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡𝐽)))
4238, 39, 413bitr4i 294 . . 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 288 . 2 (⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ ⇝𝑣 ↔ ⟨𝑓, 𝑥⟩ ∈ ((⇝𝑡𝐽) ↾ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)))
442, 3, 43eqrelriiv 5385 1 𝑣 = ((⇝𝑡𝐽) ↾ ( ℋ ↑𝑚 ℕ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wb 197  wa 384   = wceq 1652  wcel 2155  wral 3055  wrex 3056  Vcvv 3350  cop 4342   class class class wbr 4811  {copab 4873  cres 5281  wf 6066  cfv 6070  (class class class)co 6846  𝑚 cmap 8064  1c1 10194   < clt 10332  cn 11279  cuz 11893  +crp 12035  ∞Metcxmet 20020  MetOpencmopn 20025  𝑡clm 21326  NrmCVeccnv 27918  BaseSetcba 27920  IndMetcims 27925  chba 28255   + cva 28256   · csm 28257  normcno 28259   cmv 28261  𝑣 chli 28263
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7151  ax-cnex 10249  ax-resscn 10250  ax-1cn 10251  ax-icn 10252  ax-addcl 10253  ax-addrcl 10254  ax-mulcl 10255  ax-mulrcl 10256  ax-mulcom 10257  ax-addass 10258  ax-mulass 10259  ax-distr 10260  ax-i2m1 10261  ax-1ne0 10262  ax-1rid 10263  ax-rnegex 10264  ax-rrecex 10265  ax-cnre 10266  ax-pre-lttri 10267  ax-pre-lttrn 10268  ax-pre-ltadd 10269  ax-pre-mulgt0 10270  ax-pre-sup 10271  ax-addf 10272  ax-mulf 10273
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-iun 4680  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-riota 6807  df-ov 6849  df-oprab 6850  df-mpt2 6851  df-om 7268  df-1st 7370  df-2nd 7371  df-wrecs 7614  df-recs 7676  df-rdg 7714  df-er 7951  df-map 8066  df-pm 8067  df-en 8165  df-dom 8166  df-sdom 8167  df-sup 8559  df-inf 8560  df-pnf 10334  df-mnf 10335  df-xr 10336  df-ltxr 10337  df-le 10338  df-sub 10527  df-neg 10528  df-div 10944  df-nn 11280  df-2 11340  df-3 11341  df-n0 11544  df-z 11630  df-uz 11894  df-q 11997  df-rp 12036  df-xneg 12153  df-xadd 12154  df-xmul 12155  df-seq 13016  df-exp 13075  df-cj 14140  df-re 14141  df-im 14142  df-sqrt 14276  df-abs 14277  df-topgen 16386  df-psmet 20027  df-xmet 20028  df-met 20029  df-bl 20030  df-mopn 20031  df-top 20994  df-topon 21011  df-bases 21046  df-lm 21329  df-grpo 27827  df-gid 27828  df-ginv 27829  df-gdiv 27830  df-ablo 27879  df-vc 27893  df-nv 27926  df-va 27929  df-ba 27930  df-sm 27931  df-0v 27932  df-vs 27933  df-nmcv 27934  df-ims 27935  df-hvsub 28307  df-hlim 28308
This theorem is referenced by:  axhcompl-zf  28334  hlimadd  28529  hhlm  28535
  Copyright terms: Public domain W3C validator