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

Theorem idlimc 45582
Description: Limit of the identity function. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
idlimc.a (𝜑𝐴 ⊆ ℂ)
idlimc.f 𝐹 = (𝑥𝐴𝑥)
idlimc.x (𝜑𝑋 ∈ ℂ)
Assertion
Ref Expression
idlimc (𝜑𝑋 ∈ (𝐹 lim 𝑋))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝑋   𝜑,𝑥
Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem idlimc
Dummy variables 𝑤 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 idlimc.x . 2 (𝜑𝑋 ∈ ℂ)
2 simpr 484 . . . 4 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ+) → 𝑤 ∈ ℝ+)
3 simpr 484 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥𝐴)
4 idlimc.f . . . . . . . . . . . . . 14 𝐹 = (𝑥𝐴𝑥)
54fvmpt2 7027 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥𝐴𝑥𝐴) → (𝐹𝑥) = 𝑥)
63, 3, 5syl2anc 584 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐹𝑥) = 𝑥)
76fvoveq1d 7453 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝐴) → (abs‘((𝐹𝑥) − 𝑋)) = (abs‘(𝑥𝑋)))
87adantr 480 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ (abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑥) − 𝑋)) = (abs‘(𝑥𝑋)))
9 simpr 484 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ (abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤) → (abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤)
108, 9eqbrtrd 5170 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ (abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑥) − 𝑋)) < 𝑤)
1110adantrl 716 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ (𝑥𝑋 ∧ (abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤)) → (abs‘((𝐹𝑥) − 𝑋)) < 𝑤)
1211ex 412 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴) → ((𝑥𝑋 ∧ (abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑥) − 𝑋)) < 𝑤))
1312adantlr 715 . . . . . 6 (((𝜑𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝐴) → ((𝑥𝑋 ∧ (abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑥) − 𝑋)) < 𝑤))
1413ralrimiva 3144 . . . . 5 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ+) → ∀𝑥𝐴 ((𝑥𝑋 ∧ (abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑥) − 𝑋)) < 𝑤))
15 nfcv 2903 . . . . . . . . 9 𝑧𝑥
16 nfcv 2903 . . . . . . . . 9 𝑧𝑋
1715, 16nfne 3041 . . . . . . . 8 𝑧 𝑥𝑋
18 nfv 1912 . . . . . . . 8 𝑧(abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤
1917, 18nfan 1897 . . . . . . 7 𝑧(𝑥𝑋 ∧ (abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤)
20 nfv 1912 . . . . . . 7 𝑧(abs‘((𝐹𝑥) − 𝑋)) < 𝑤
2119, 20nfim 1894 . . . . . 6 𝑧((𝑥𝑋 ∧ (abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑥) − 𝑋)) < 𝑤)
22 nfv 1912 . . . . . . 7 𝑥(𝑧𝑋 ∧ (abs‘(𝑧𝑋)) < 𝑤)
23 nfcv 2903 . . . . . . . . 9 𝑥abs
24 nfmpt1 5256 . . . . . . . . . . . 12 𝑥(𝑥𝐴𝑥)
254, 24nfcxfr 2901 . . . . . . . . . . 11 𝑥𝐹
26 nfcv 2903 . . . . . . . . . . 11 𝑥𝑧
2725, 26nffv 6917 . . . . . . . . . 10 𝑥(𝐹𝑧)
28 nfcv 2903 . . . . . . . . . 10 𝑥
29 nfcv 2903 . . . . . . . . . 10 𝑥𝑋
3027, 28, 29nfov 7461 . . . . . . . . 9 𝑥((𝐹𝑧) − 𝑋)
3123, 30nffv 6917 . . . . . . . 8 𝑥(abs‘((𝐹𝑧) − 𝑋))
32 nfcv 2903 . . . . . . . 8 𝑥 <
33 nfcv 2903 . . . . . . . 8 𝑥𝑤
3431, 32, 33nfbr 5195 . . . . . . 7 𝑥(abs‘((𝐹𝑧) − 𝑋)) < 𝑤
3522, 34nfim 1894 . . . . . 6 𝑥((𝑧𝑋 ∧ (abs‘(𝑧𝑋)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑧) − 𝑋)) < 𝑤)
36 neeq1 3001 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥𝑋𝑧𝑋))
37 fvoveq1 7454 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑧 → (abs‘(𝑥𝑋)) = (abs‘(𝑧𝑋)))
3837breq1d 5158 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑧 → ((abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤 ↔ (abs‘(𝑧𝑋)) < 𝑤))
3936, 38anbi12d 632 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑧 → ((𝑥𝑋 ∧ (abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤) ↔ (𝑧𝑋 ∧ (abs‘(𝑧𝑋)) < 𝑤)))
4039imbrov2fvoveq 7456 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑧 → (((𝑥𝑋 ∧ (abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑥) − 𝑋)) < 𝑤) ↔ ((𝑧𝑋 ∧ (abs‘(𝑧𝑋)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑧) − 𝑋)) < 𝑤)))
4121, 35, 40cbvralw 3304 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 ((𝑥𝑋 ∧ (abs‘(𝑥𝑋)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑥) − 𝑋)) < 𝑤) ↔ ∀𝑧𝐴 ((𝑧𝑋 ∧ (abs‘(𝑧𝑋)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑧) − 𝑋)) < 𝑤))
4214, 41sylib 218 . . . 4 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ+) → ∀𝑧𝐴 ((𝑧𝑋 ∧ (abs‘(𝑧𝑋)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑧) − 𝑋)) < 𝑤))
43 brimralrspcev 5209 . . . 4 ((𝑤 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑧𝐴 ((𝑧𝑋 ∧ (abs‘(𝑧𝑋)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑧) − 𝑋)) < 𝑤)) → ∃𝑦 ∈ ℝ+𝑧𝐴 ((𝑧𝑋 ∧ (abs‘(𝑧𝑋)) < 𝑦) → (abs‘((𝐹𝑧) − 𝑋)) < 𝑤))
442, 42, 43syl2anc 584 . . 3 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ+) → ∃𝑦 ∈ ℝ+𝑧𝐴 ((𝑧𝑋 ∧ (abs‘(𝑧𝑋)) < 𝑦) → (abs‘((𝐹𝑧) − 𝑋)) < 𝑤))
4544ralrimiva 3144 . 2 (𝜑 → ∀𝑤 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑧𝐴 ((𝑧𝑋 ∧ (abs‘(𝑧𝑋)) < 𝑦) → (abs‘((𝐹𝑧) − 𝑋)) < 𝑤))
46 idlimc.a . . . . 5 (𝜑𝐴 ⊆ ℂ)
4746sselda 3995 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ ℂ)
4847, 4fmptd 7134 . . 3 (𝜑𝐹:𝐴⟶ℂ)
4948, 46, 1ellimc3 25929 . 2 (𝜑 → (𝑋 ∈ (𝐹 lim 𝑋) ↔ (𝑋 ∈ ℂ ∧ ∀𝑤 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑧𝐴 ((𝑧𝑋 ∧ (abs‘(𝑧𝑋)) < 𝑦) → (abs‘((𝐹𝑧) − 𝑋)) < 𝑤))))
501, 45, 49mpbir2and 713 1 (𝜑𝑋 ∈ (𝐹 lim 𝑋))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1537  wcel 2106  wne 2938  wral 3059  wrex 3068  wss 3963   class class class wbr 5148  cmpt 5231  cfv 6563  (class class class)co 7431  cc 11151   < clt 11293  cmin 11490  +crp 13032  abscabs 15270   lim climc 25912
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5285  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230  ax-pre-sup 11231
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-tp 4636  df-op 4638  df-uni 4913  df-int 4952  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8505  df-er 8744  df-map 8867  df-pm 8868  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-fi 9449  df-sup 9480  df-inf 9481  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-4 12329  df-5 12330  df-6 12331  df-7 12332  df-8 12333  df-9 12334  df-n0 12525  df-z 12612  df-dec 12732  df-uz 12877  df-q 12989  df-rp 13033  df-xneg 13152  df-xadd 13153  df-xmul 13154  df-fz 13545  df-seq 14040  df-exp 14100  df-cj 15135  df-re 15136  df-im 15137  df-sqrt 15271  df-abs 15272  df-struct 17181  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-plusg 17311  df-mulr 17312  df-starv 17313  df-tset 17317  df-ple 17318  df-ds 17320  df-unif 17321  df-rest 17469  df-topn 17470  df-topgen 17490  df-psmet 21374  df-xmet 21375  df-met 21376  df-bl 21377  df-mopn 21378  df-cnfld 21383  df-top 22916  df-topon 22933  df-topsp 22955  df-bases 22969  df-cnp 23252  df-xms 24346  df-ms 24347  df-limc 25916
This theorem is referenced by:  fourierdlem53  46115  fourierdlem60  46122  fourierdlem61  46123  fourierdlem73  46135  fourierdlem74  46136  fourierdlem75  46137  fourierdlem76  46138
  Copyright terms: Public domain W3C validator