MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  iscauf Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem iscauf 23888
Description: Express the property "𝐹 is a Cauchy sequence of metric 𝐷 " presupposing 𝐹 is a function. (Contributed by NM, 24-Jul-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Dec-2013.)
Hypotheses
Ref Expression
iscau3.2 𝑍 = (ℤ𝑀)
iscau3.3 (𝜑𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
iscau3.4 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
iscau4.5 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) = 𝐴)
iscau4.6 ((𝜑𝑗𝑍) → (𝐹𝑗) = 𝐵)
iscauf.7 (𝜑𝐹:𝑍𝑋)
Assertion
Ref Expression
iscauf (𝜑 → (𝐹 ∈ (Cau‘𝐷) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐵𝐷𝐴) < 𝑥))
Distinct variable groups:   𝑗,𝑘,𝑥,𝐷   𝑗,𝐹,𝑘,𝑥   𝜑,𝑗,𝑘,𝑥   𝑗,𝑋,𝑘,𝑥   𝑗,𝑀   𝑗,𝑍,𝑘,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥,𝑗,𝑘)   𝐵(𝑥,𝑗,𝑘)   𝑀(𝑥,𝑘)

Proof of Theorem iscauf
StepHypRef Expression
1 iscau3.3 . . . . . 6 (𝜑𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
2 elfvdm 6681 . . . . . 6 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝑋 ∈ dom ∞Met)
31, 2syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑋 ∈ dom ∞Met)
4 cnex 10611 . . . . 5 ℂ ∈ V
53, 4jctir 524 . . . 4 (𝜑 → (𝑋 ∈ dom ∞Met ∧ ℂ ∈ V))
6 iscauf.7 . . . . 5 (𝜑𝐹:𝑍𝑋)
7 iscau3.2 . . . . . 6 𝑍 = (ℤ𝑀)
8 uzssz 12256 . . . . . . 7 (ℤ𝑀) ⊆ ℤ
9 zsscn 11981 . . . . . . 7 ℤ ⊆ ℂ
108, 9sstri 3927 . . . . . 6 (ℤ𝑀) ⊆ ℂ
117, 10eqsstri 3952 . . . . 5 𝑍 ⊆ ℂ
126, 11jctir 524 . . . 4 (𝜑 → (𝐹:𝑍𝑋𝑍 ⊆ ℂ))
13 elpm2r 8411 . . . 4 (((𝑋 ∈ dom ∞Met ∧ ℂ ∈ V) ∧ (𝐹:𝑍𝑋𝑍 ⊆ ℂ)) → 𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ))
145, 12, 13syl2anc 587 . . 3 (𝜑𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ))
1514biantrurd 536 . 2 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹𝐴𝑋 ∧ (𝐴𝐷𝐵) < 𝑥) ↔ (𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹𝐴𝑋 ∧ (𝐴𝐷𝐵) < 𝑥))))
161adantr 484 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
17 iscau4.6 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗𝑍) → (𝐹𝑗) = 𝐵)
1817adantrr 716 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → (𝐹𝑗) = 𝐵)
196adantr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → 𝐹:𝑍𝑋)
20 simprl 770 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → 𝑗𝑍)
2119, 20ffvelrnd 6833 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → (𝐹𝑗) ∈ 𝑋)
2218, 21eqeltrrd 2894 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → 𝐵𝑋)
237uztrn2 12254 . . . . . . . . . . 11 ((𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → 𝑘𝑍)
24 iscau4.5 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) = 𝐴)
2523, 24sylan2 595 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → (𝐹𝑘) = 𝐴)
26 ffvelrn 6830 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹:𝑍𝑋𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ 𝑋)
276, 23, 26syl2an 598 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → (𝐹𝑘) ∈ 𝑋)
2825, 27eqeltrrd 2894 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → 𝐴𝑋)
29 xmetsym 22958 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵𝑋𝐴𝑋) → (𝐵𝐷𝐴) = (𝐴𝐷𝐵))
3016, 22, 28, 29syl3anc 1368 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → (𝐵𝐷𝐴) = (𝐴𝐷𝐵))
3130breq1d 5043 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → ((𝐵𝐷𝐴) < 𝑥 ↔ (𝐴𝐷𝐵) < 𝑥))
32 fdm 6499 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹:𝑍𝑋 → dom 𝐹 = 𝑍)
3332eleq2d 2878 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹:𝑍𝑋 → (𝑘 ∈ dom 𝐹𝑘𝑍))
3433biimpar 481 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹:𝑍𝑋𝑘𝑍) → 𝑘 ∈ dom 𝐹)
356, 23, 34syl2an 598 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → 𝑘 ∈ dom 𝐹)
3635, 28jca 515 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → (𝑘 ∈ dom 𝐹𝐴𝑋))
3736biantrurd 536 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → ((𝐴𝐷𝐵) < 𝑥 ↔ ((𝑘 ∈ dom 𝐹𝐴𝑋) ∧ (𝐴𝐷𝐵) < 𝑥)))
38 df-3an 1086 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ dom 𝐹𝐴𝑋 ∧ (𝐴𝐷𝐵) < 𝑥) ↔ ((𝑘 ∈ dom 𝐹𝐴𝑋) ∧ (𝐴𝐷𝐵) < 𝑥))
3937, 38syl6bbr 292 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → ((𝐴𝐷𝐵) < 𝑥 ↔ (𝑘 ∈ dom 𝐹𝐴𝑋 ∧ (𝐴𝐷𝐵) < 𝑥)))
4031, 39bitrd 282 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → ((𝐵𝐷𝐴) < 𝑥 ↔ (𝑘 ∈ dom 𝐹𝐴𝑋 ∧ (𝐴𝐷𝐵) < 𝑥)))
4140anassrs 471 . . . . 5 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → ((𝐵𝐷𝐴) < 𝑥 ↔ (𝑘 ∈ dom 𝐹𝐴𝑋 ∧ (𝐴𝐷𝐵) < 𝑥)))
4241ralbidva 3164 . . . 4 ((𝜑𝑗𝑍) → (∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐵𝐷𝐴) < 𝑥 ↔ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹𝐴𝑋 ∧ (𝐴𝐷𝐵) < 𝑥)))
4342rexbidva 3258 . . 3 (𝜑 → (∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐵𝐷𝐴) < 𝑥 ↔ ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹𝐴𝑋 ∧ (𝐴𝐷𝐵) < 𝑥)))
4443ralbidv 3165 . 2 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐵𝐷𝐴) < 𝑥 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹𝐴𝑋 ∧ (𝐴𝐷𝐵) < 𝑥)))
45 iscau3.4 . . 3 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
467, 1, 45, 24, 17iscau4 23887 . 2 (𝜑 → (𝐹 ∈ (Cau‘𝐷) ↔ (𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹𝐴𝑋 ∧ (𝐴𝐷𝐵) < 𝑥))))
4715, 44, 463bitr4rd 315 1 (𝜑 → (𝐹 ∈ (Cau‘𝐷) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐵𝐷𝐴) < 𝑥))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399  w3a 1084   = wceq 1538  wcel 2112  wral 3109  wrex 3110  Vcvv 3444  wss 3884   class class class wbr 5033  dom cdm 5523  wf 6324  cfv 6328  (class class class)co 7139  pm cpm 8394  cc 10528   < clt 10668  cz 11973  cuz 12235  +crp 12381  ∞Metcxmet 20080  Cauccau 23861
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 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2773  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7445  ax-cnex 10586  ax-resscn 10587  ax-1cn 10588  ax-icn 10589  ax-addcl 10590  ax-addrcl 10591  ax-mulcl 10592  ax-mulrcl 10593  ax-mulcom 10594  ax-addass 10595  ax-mulass 10596  ax-distr 10597  ax-i2m1 10598  ax-1ne0 10599  ax-1rid 10600  ax-rnegex 10601  ax-rrecex 10602  ax-cnre 10603  ax-pre-lttri 10604  ax-pre-lttrn 10605  ax-pre-ltadd 10606  ax-pre-mulgt0 10607
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 2601  df-eu 2632  df-clab 2780  df-cleq 2794  df-clel 2873  df-nfc 2941  df-ne 2991  df-nel 3095  df-ral 3114  df-rex 3115  df-reu 3116  df-rmo 3117  df-rab 3118  df-v 3446  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3887  df-un 3889  df-in 3891  df-ss 3901  df-nul 4247  df-if 4429  df-pw 4502  df-sn 4529  df-pr 4531  df-op 4535  df-uni 4804  df-iun 4886  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-id 5428  df-po 5442  df-so 5443  df-xp 5529  df-rel 5530  df-cnv 5531  df-co 5532  df-dm 5533  df-rn 5534  df-res 5535  df-ima 5536  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-riota 7097  df-ov 7142  df-oprab 7143  df-mpo 7144  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-er 8276  df-map 8395  df-pm 8396  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-pnf 10670  df-mnf 10671  df-xr 10672  df-ltxr 10673  df-le 10674  df-sub 10865  df-neg 10866  df-div 11291  df-2 11692  df-z 11974  df-uz 12236  df-rp 12382  df-xneg 12499  df-xadd 12500  df-psmet 20087  df-xmet 20088  df-bl 20090  df-cau 23864
This theorem is referenced by:  iscmet3lem1  23899  causs  23906  caubl  23916  minvecolem3  28663  h2hcau  28766  geomcau  35196  caushft  35198  rrncmslem  35269
  Copyright terms: Public domain W3C validator