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

Theorem limcco 23948
Description: Composition of two limits. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
limcco.r ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝑅𝐶)) → 𝑅𝐵)
limcco.s ((𝜑𝑦𝐵) → 𝑆 ∈ ℂ)
limcco.c (𝜑𝐶 ∈ ((𝑥𝐴𝑅) lim 𝑋))
limcco.d (𝜑𝐷 ∈ ((𝑦𝐵𝑆) lim 𝐶))
limcco.1 (𝑦 = 𝑅𝑆 = 𝑇)
limcco.2 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝑅 = 𝐶)) → 𝑇 = 𝐷)
Assertion
Ref Expression
limcco (𝜑𝐷 ∈ ((𝑥𝐴𝑇) lim 𝑋))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝑦,𝐵   𝑥,𝐶,𝑦   𝑥,𝐷,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦   𝑦,𝑅   𝑥,𝑆   𝑦,𝑇
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑦)   𝑅(𝑥)   𝑆(𝑦)   𝑇(𝑥)   𝑋(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem limcco
StepHypRef Expression
1 limcco.r . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝑅𝐶)) → 𝑅𝐵)
21expr 448 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑅𝐶𝑅𝐵))
32necon1bd 2955 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴) → (¬ 𝑅𝐵𝑅 = 𝐶))
4 limccl 23930 . . . . . . . . . 10 ((𝑥𝐴𝑅) lim 𝑋) ⊆ ℂ
5 limcco.c . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐶 ∈ ((𝑥𝐴𝑅) lim 𝑋))
64, 5sseldi 3759 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
76adantr 472 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
8 elsn2g 4368 . . . . . . . 8 (𝐶 ∈ ℂ → (𝑅 ∈ {𝐶} ↔ 𝑅 = 𝐶))
97, 8syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑅 ∈ {𝐶} ↔ 𝑅 = 𝐶))
103, 9sylibrd 250 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → (¬ 𝑅𝐵𝑅 ∈ {𝐶}))
1110orrd 889 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑅𝐵𝑅 ∈ {𝐶}))
12 elun 3915 . . . . 5 (𝑅 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↔ (𝑅𝐵𝑅 ∈ {𝐶}))
1311, 12sylibr 225 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑅 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}))
1413fmpttd 6575 . . 3 (𝜑 → (𝑥𝐴𝑅):𝐴⟶(𝐵 ∪ {𝐶}))
15 eqid 2765 . . . . . 6 (𝑦𝐵𝑆) = (𝑦𝐵𝑆)
16 limcco.s . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐵) → 𝑆 ∈ ℂ)
1715, 16dmmptd 6202 . . . . 5 (𝜑 → dom (𝑦𝐵𝑆) = 𝐵)
18 limcco.d . . . . . . 7 (𝜑𝐷 ∈ ((𝑦𝐵𝑆) lim 𝐶))
19 limcrcl 23929 . . . . . . 7 (𝐷 ∈ ((𝑦𝐵𝑆) lim 𝐶) → ((𝑦𝐵𝑆):dom (𝑦𝐵𝑆)⟶ℂ ∧ dom (𝑦𝐵𝑆) ⊆ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ))
2018, 19syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑦𝐵𝑆):dom (𝑦𝐵𝑆)⟶ℂ ∧ dom (𝑦𝐵𝑆) ⊆ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ))
2120simp2d 1173 . . . . 5 (𝜑 → dom (𝑦𝐵𝑆) ⊆ ℂ)
2217, 21eqsstr3d 3800 . . . 4 (𝜑𝐵 ⊆ ℂ)
236snssd 4494 . . . 4 (𝜑 → {𝐶} ⊆ ℂ)
2422, 23unssd 3951 . . 3 (𝜑 → (𝐵 ∪ {𝐶}) ⊆ ℂ)
25 eqid 2765 . . 3 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
26 eqid 2765 . . 3 ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐵 ∪ {𝐶})) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐵 ∪ {𝐶}))
2722, 6, 16, 26, 25limcmpt 23938 . . . 4 (𝜑 → (𝐷 ∈ ((𝑦𝐵𝑆) lim 𝐶) ↔ (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∈ ((((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐵 ∪ {𝐶})) CnP (TopOpen‘ℂfld))‘𝐶)))
2818, 27mpbid 223 . . 3 (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∈ ((((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐵 ∪ {𝐶})) CnP (TopOpen‘ℂfld))‘𝐶))
2914, 24, 25, 26, 5, 28limccnp 23946 . 2 (𝜑 → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆))‘𝐶) ∈ (((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∘ (𝑥𝐴𝑅)) lim 𝑋))
30 ssun2 3939 . . . 4 {𝐶} ⊆ (𝐵 ∪ {𝐶})
31 snssg 4469 . . . . 5 (𝐶 ∈ ((𝑥𝐴𝑅) lim 𝑋) → (𝐶 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↔ {𝐶} ⊆ (𝐵 ∪ {𝐶})))
325, 31syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝐶 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↔ {𝐶} ⊆ (𝐵 ∪ {𝐶})))
3330, 32mpbiri 249 . . 3 (𝜑𝐶 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}))
34 iftrue 4249 . . . 4 (𝑦 = 𝐶 → if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆) = 𝐷)
35 eqid 2765 . . . 4 (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) = (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆))
3634, 35fvmptg 6469 . . 3 ((𝐶 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ∧ 𝐷 ∈ ((𝑦𝐵𝑆) lim 𝐶)) → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆))‘𝐶) = 𝐷)
3733, 18, 36syl2anc 579 . 2 (𝜑 → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆))‘𝐶) = 𝐷)
38 eqidd 2766 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥𝐴𝑅) = (𝑥𝐴𝑅))
39 eqidd 2766 . . . . 5 (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) = (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)))
40 eqeq1 2769 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑅 → (𝑦 = 𝐶𝑅 = 𝐶))
41 limcco.1 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑅𝑆 = 𝑇)
4240, 41ifbieq2d 4268 . . . . 5 (𝑦 = 𝑅 → if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆) = if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇))
4313, 38, 39, 42fmptco 6587 . . . 4 (𝜑 → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∘ (𝑥𝐴𝑅)) = (𝑥𝐴 ↦ if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇)))
44 ifid 4282 . . . . . 6 if(𝑅 = 𝐶, 𝑇, 𝑇) = 𝑇
45 limcco.2 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝑅 = 𝐶)) → 𝑇 = 𝐷)
4645anassrs 459 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑅 = 𝐶) → 𝑇 = 𝐷)
4746ifeq1da 4273 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → if(𝑅 = 𝐶, 𝑇, 𝑇) = if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇))
4844, 47syl5reqr 2814 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇) = 𝑇)
4948mpteq2dva 4903 . . . 4 (𝜑 → (𝑥𝐴 ↦ if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇)) = (𝑥𝐴𝑇))
5043, 49eqtrd 2799 . . 3 (𝜑 → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∘ (𝑥𝐴𝑅)) = (𝑥𝐴𝑇))
5150oveq1d 6857 . 2 (𝜑 → (((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∘ (𝑥𝐴𝑅)) lim 𝑋) = ((𝑥𝐴𝑇) lim 𝑋))
5229, 37, 513eltr3d 2858 1 (𝜑𝐷 ∈ ((𝑥𝐴𝑇) lim 𝑋))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 197  wa 384  wo 873  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937  cun 3730  wss 3732  ifcif 4243  {csn 4334  cmpt 4888  dom cdm 5277  ccom 5281  wf 6064  cfv 6068  (class class class)co 6842  cc 10187  t crest 16349  TopOpenctopn 16350  fldccnfld 20019   CnP ccnp 21309   lim climc 23917
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 2069  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 4930  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265  ax-pre-mulgt0 10266  ax-pre-sup 10267
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 2062  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 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-pss 3748  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-tp 4339  df-op 4341  df-uni 4595  df-int 4634  df-iun 4678  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-tr 4912  df-id 5185  df-eprel 5190  df-po 5198  df-so 5199  df-fr 5236  df-we 5238  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-pred 5865  df-ord 5911  df-on 5912  df-lim 5913  df-suc 5914  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-riota 6803  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-om 7264  df-1st 7366  df-2nd 7367  df-wrecs 7610  df-recs 7672  df-rdg 7710  df-1o 7764  df-oadd 7768  df-er 7947  df-map 8062  df-pm 8063  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-fin 8164  df-fi 8524  df-sup 8555  df-inf 8556  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-sub 10522  df-neg 10523  df-div 10939  df-nn 11275  df-2 11335  df-3 11336  df-4 11337  df-5 11338  df-6 11339  df-7 11340  df-8 11341  df-9 11342  df-n0 11539  df-z 11625  df-dec 11741  df-uz 11887  df-q 11990  df-rp 12029  df-xneg 12146  df-xadd 12147  df-xmul 12148  df-fz 12534  df-seq 13009  df-exp 13068  df-cj 14126  df-re 14127  df-im 14128  df-sqrt 14262  df-abs 14263  df-struct 16134  df-ndx 16135  df-slot 16136  df-base 16138  df-plusg 16229  df-mulr 16230  df-starv 16231  df-tset 16235  df-ple 16236  df-ds 16238  df-unif 16239  df-rest 16351  df-topn 16352  df-topgen 16372  df-psmet 20011  df-xmet 20012  df-met 20013  df-bl 20014  df-mopn 20015  df-cnfld 20020  df-top 20978  df-topon 20995  df-topsp 21017  df-bases 21030  df-cnp 21312  df-xms 22404  df-ms 22405  df-limc 23921
This theorem is referenced by:  dvcobr  24000  dvcnvlem  24030  lhop2  24069  fourierdlem60  40952  fourierdlem61  40953  fourierdlem62  40954  fourierdlem73  40965  fourierdlem76  40968
  Copyright terms: Public domain W3C validator