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

Theorem h2hlm 30233
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 π‘ˆ = ⟨⟨ +β„Ž , Β·β„Ž ⟩, normβ„ŽβŸ©
h2hl.2 π‘ˆ ∈ NrmCVec
h2hl.3 β„‹ = (BaseSetβ€˜π‘ˆ)
h2hl.4 𝐷 = (IndMetβ€˜π‘ˆ)
h2hl.5 𝐽 = (MetOpenβ€˜π·)
Assertion
Ref Expression
h2hlm ⇝𝑣 = ((β‡π‘‘β€˜π½) β†Ύ ( β„‹ ↑m β„•))

Proof of Theorem h2hlm
Dummy variables π‘₯ 𝑓 𝑦 𝑗 π‘˜ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-hlim 30225 . . 3 ⇝𝑣 = {βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∣ ((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘₯ ∈ β„‹) ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦)}
21relopabiv 5821 . 2 Rel ⇝𝑣
3 relres 6011 . 2 Rel ((β‡π‘‘β€˜π½) β†Ύ ( β„‹ ↑m β„•))
41eleq2i 2826 . . 3 (βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ ⇝𝑣 ↔ βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ {βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∣ ((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘₯ ∈ β„‹) ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦)})
5 opabidw 5525 . . 3 (βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ {βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∣ ((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘₯ ∈ β„‹) ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦)} ↔ ((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘₯ ∈ β„‹) ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦))
6 h2hl.3 . . . . . . . 8 β„‹ = (BaseSetβ€˜π‘ˆ)
76hlex 30151 . . . . . . 7 β„‹ ∈ V
8 nnex 12218 . . . . . . 7 β„• ∈ V
97, 8elmap 8865 . . . . . 6 (𝑓 ∈ ( β„‹ ↑m β„•) ↔ 𝑓:β„•βŸΆ β„‹)
109anbi1i 625 . . . . 5 ((𝑓 ∈ ( β„‹ ↑m β„•) ∧ βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ (β‡π‘‘β€˜π½)) ↔ (𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ (β‡π‘‘β€˜π½)))
11 df-br 5150 . . . . . . 7 (𝑓(β‡π‘‘β€˜π½)π‘₯ ↔ βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ (β‡π‘‘β€˜π½))
12 h2hl.5 . . . . . . . . 9 𝐽 = (MetOpenβ€˜π·)
13 h2hl.2 . . . . . . . . . 10 π‘ˆ ∈ NrmCVec
14 h2hl.4 . . . . . . . . . . 11 𝐷 = (IndMetβ€˜π‘ˆ)
156, 14imsxmet 29945 . . . . . . . . . 10 (π‘ˆ ∈ NrmCVec β†’ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜ β„‹))
1613, 15mp1i 13 . . . . . . . . 9 (𝑓:β„•βŸΆ β„‹ β†’ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜ β„‹))
17 nnuz 12865 . . . . . . . . 9 β„• = (β„€β‰₯β€˜1)
18 1zzd 12593 . . . . . . . . 9 (𝑓:β„•βŸΆ β„‹ β†’ 1 ∈ β„€)
19 eqidd 2734 . . . . . . . . 9 ((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (π‘“β€˜π‘˜) = (π‘“β€˜π‘˜))
20 id 22 . . . . . . . . 9 (𝑓:β„•βŸΆ β„‹ β†’ 𝑓:β„•βŸΆ β„‹)
2112, 16, 17, 18, 19, 20lmmbrf 24779 . . . . . . . 8 (𝑓:β„•βŸΆ β„‹ β†’ (𝑓(β‡π‘‘β€˜π½)π‘₯ ↔ (π‘₯ ∈ β„‹ ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)((π‘“β€˜π‘˜)𝐷π‘₯) < 𝑦)))
22 eluznn 12902 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑗 ∈ β„• ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ π‘˜ ∈ β„•)
23 ffvelcdm 7084 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (π‘“β€˜π‘˜) ∈ β„‹)
24 h2hl.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 π‘ˆ = ⟨⟨ +β„Ž , Β·β„Ž ⟩, normβ„ŽβŸ©
2524, 13, 6, 14h2hmetdval 30231 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((π‘“β€˜π‘˜) ∈ β„‹ ∧ π‘₯ ∈ β„‹) β†’ ((π‘“β€˜π‘˜)𝐷π‘₯) = (normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)))
2623, 25sylan 581 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘˜ ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ β„‹) β†’ ((π‘“β€˜π‘˜)𝐷π‘₯) = (normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)))
2726breq1d 5159 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘˜ ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ β„‹) β†’ (((π‘“β€˜π‘˜)𝐷π‘₯) < 𝑦 ↔ (normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦))
2827an32s 651 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘₯ ∈ β„‹) ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (((π‘“β€˜π‘˜)𝐷π‘₯) < 𝑦 ↔ (normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦))
2922, 28sylan2 594 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘₯ ∈ β„‹) ∧ (𝑗 ∈ β„• ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (((π‘“β€˜π‘˜)𝐷π‘₯) < 𝑦 ↔ (normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦))
3029anassrs 469 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘₯ ∈ β„‹) ∧ 𝑗 ∈ β„•) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (((π‘“β€˜π‘˜)𝐷π‘₯) < 𝑦 ↔ (normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦))
3130ralbidva 3176 . . . . . . . . . . 11 (((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘₯ ∈ β„‹) ∧ 𝑗 ∈ β„•) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)((π‘“β€˜π‘˜)𝐷π‘₯) < 𝑦 ↔ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦))
3231rexbidva 3177 . . . . . . . . . 10 ((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘₯ ∈ β„‹) β†’ (βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)((π‘“β€˜π‘˜)𝐷π‘₯) < 𝑦 ↔ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦))
3332ralbidv 3178 . . . . . . . . 9 ((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘₯ ∈ β„‹) β†’ (βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)((π‘“β€˜π‘˜)𝐷π‘₯) < 𝑦 ↔ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦))
3433pm5.32da 580 . . . . . . . 8 (𝑓:β„•βŸΆ β„‹ β†’ ((π‘₯ ∈ β„‹ ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)((π‘“β€˜π‘˜)𝐷π‘₯) < 𝑦) ↔ (π‘₯ ∈ β„‹ ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦)))
3521, 34bitrd 279 . . . . . . 7 (𝑓:β„•βŸΆ β„‹ β†’ (𝑓(β‡π‘‘β€˜π½)π‘₯ ↔ (π‘₯ ∈ β„‹ ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦)))
3611, 35bitr3id 285 . . . . . 6 (𝑓:β„•βŸΆ β„‹ β†’ (βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ (β‡π‘‘β€˜π½) ↔ (π‘₯ ∈ β„‹ ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦)))
3736pm5.32i 576 . . . . 5 ((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ (β‡π‘‘β€˜π½)) ↔ (𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ (π‘₯ ∈ β„‹ ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦)))
3810, 37bitr2i 276 . . . 4 ((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ (π‘₯ ∈ β„‹ ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦)) ↔ (𝑓 ∈ ( β„‹ ↑m β„•) ∧ βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ (β‡π‘‘β€˜π½)))
39 anass 470 . . . 4 (((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘₯ ∈ β„‹) ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦) ↔ (𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ (π‘₯ ∈ β„‹ ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦)))
40 opelres 5988 . . . . 5 (π‘₯ ∈ V β†’ (βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ ((β‡π‘‘β€˜π½) β†Ύ ( β„‹ ↑m β„•)) ↔ (𝑓 ∈ ( β„‹ ↑m β„•) ∧ βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ (β‡π‘‘β€˜π½))))
4140elv 3481 . . . 4 (βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ ((β‡π‘‘β€˜π½) β†Ύ ( β„‹ ↑m β„•)) ↔ (𝑓 ∈ ( β„‹ ↑m β„•) ∧ βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ (β‡π‘‘β€˜π½)))
4238, 39, 413bitr4i 303 . . 3 (((𝑓:β„•βŸΆ β„‹ ∧ π‘₯ ∈ β„‹) ∧ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ β„• βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(normβ„Žβ€˜((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’β„Ž π‘₯)) < 𝑦) ↔ βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ ((β‡π‘‘β€˜π½) β†Ύ ( β„‹ ↑m β„•)))
434, 5, 423bitri 297 . 2 (βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ ⇝𝑣 ↔ βŸ¨π‘“, π‘₯⟩ ∈ ((β‡π‘‘β€˜π½) β†Ύ ( β„‹ ↑m β„•)))
442, 3, 43eqrelriiv 5791 1 ⇝𝑣 = ((β‡π‘‘β€˜π½) β†Ύ ( β„‹ ↑m β„•))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   ↔ wb 205   ∧ wa 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  βˆ€wral 3062  βˆƒwrex 3071  Vcvv 3475  βŸ¨cop 4635   class class class wbr 5149  {copab 5211   β†Ύ cres 5679  βŸΆwf 6540  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409   ↑m cmap 8820  1c1 11111   < clt 11248  β„•cn 12212  β„€β‰₯cuz 12822  β„+crp 12974  βˆžMetcxmet 20929  MetOpencmopn 20934  β‡π‘‘clm 22730  NrmCVeccnv 29837  BaseSetcba 29839  IndMetcims 29844   β„‹chba 30172   +β„Ž cva 30173   Β·β„Ž csm 30174  normβ„Žcno 30176   βˆ’β„Ž cmv 30178   ⇝𝑣 chli 30180
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188  ax-addf 11189  ax-mulf 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-er 8703  df-map 8822  df-pm 8823  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-sup 9437  df-inf 9438  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-q 12933  df-rp 12975  df-xneg 13092  df-xadd 13093  df-xmul 13094  df-seq 13967  df-exp 14028  df-cj 15046  df-re 15047  df-im 15048  df-sqrt 15182  df-abs 15183  df-topgen 17389  df-psmet 20936  df-xmet 20937  df-met 20938  df-bl 20939  df-mopn 20940  df-top 22396  df-topon 22413  df-bases 22449  df-lm 22733  df-grpo 29746  df-gid 29747  df-ginv 29748  df-gdiv 29749  df-ablo 29798  df-vc 29812  df-nv 29845  df-va 29848  df-ba 29849  df-sm 29850  df-0v 29851  df-vs 29852  df-nmcv 29853  df-ims 29854  df-hvsub 30224  df-hlim 30225
This theorem is referenced by:  axhcompl-zf  30251  hlimadd  30446  hhlm  30452
  Copyright terms: Public domain W3C validator