Theorem limcco 25402

Description: Composition of two limits. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
limcco.r	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑅 ≠ 𝐶)) → 𝑅 ∈ 𝐵)
limcco.s	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → 𝑆 ∈ ℂ)
limcco.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅) limℂ 𝑋))
limcco.d	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ((𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) limℂ 𝐶))
limcco.1	⊢ (𝑦 = 𝑅 → 𝑆 = 𝑇)
limcco.2	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑅 = 𝐶)) → 𝑇 = 𝐷)

Assertion

Ref	Expression
limcco	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑇) limℂ 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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		limcco.r	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑅 ≠ 𝐶)) → 𝑅 ∈ 𝐵)
2	1	expr 458	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑅 ≠ 𝐶 → 𝑅 ∈ 𝐵))
3	2	necon1bd 2959	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (¬ 𝑅 ∈ 𝐵 → 𝑅 = 𝐶))
4		limccl 25384	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅) limℂ 𝑋) ⊆ ℂ
5		limcco.c	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅) limℂ 𝑋))
6	4, 5	sselid 3980	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
7	6	adantr 482	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
8		elsn2g 4666	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐶 ∈ ℂ → (𝑅 ∈ {𝐶} ↔ 𝑅 = 𝐶))
9	7, 8	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑅 ∈ {𝐶} ↔ 𝑅 = 𝐶))
10	3, 9	sylibrd 259	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (¬ 𝑅 ∈ 𝐵 → 𝑅 ∈ {𝐶}))
11	10	orrd 862	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑅 ∈ 𝐵 ∨ 𝑅 ∈ {𝐶}))
12		elun 4148	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↔ (𝑅 ∈ 𝐵 ∨ 𝑅 ∈ {𝐶}))
13	11, 12	sylibr 233	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑅 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}))
14	13	fmpttd 7112	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅):𝐴⟶(𝐵 ∪ {𝐶}))
15		eqid 2733	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) = (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆)
16		limcco.s	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → 𝑆 ∈ ℂ)
17	15, 16	dmmptd 6693	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → dom (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) = 𝐵)
18		limcco.d	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ((𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) limℂ 𝐶))
19		limcrcl 25383	. . . . . . 7 ⊢ (𝐷 ∈ ((𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) limℂ 𝐶) → ((𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆):dom (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆)⟶ℂ ∧ dom (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) ⊆ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ))
20	18, 19	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆):dom (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆)⟶ℂ ∧ dom (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) ⊆ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ))
21	20	simp2d 1144	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → dom (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) ⊆ ℂ)
22	17, 21	eqsstrrd 4021	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ⊆ ℂ)
23	6	snssd 4812	. . . 4 ⊢ (𝜑 → {𝐶} ⊆ ℂ)
24	22, 23	unssd 4186	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐵 ∪ {𝐶}) ⊆ ℂ)
25		eqid 2733	. . 3 ⊢ (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
26		eqid 2733	. . 3 ⊢ ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐵 ∪ {𝐶})) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐵 ∪ {𝐶}))
27	22, 6, 16, 26, 25	limcmpt 25392	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐷 ∈ ((𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) limℂ 𝐶) ↔ (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∈ ((((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐵 ∪ {𝐶})) CnP (TopOpen‘ℂfld))‘𝐶)))
28	18, 27	mpbid 231	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∈ ((((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐵 ∪ {𝐶})) CnP (TopOpen‘ℂfld))‘𝐶))
29	14, 24, 25, 26, 5, 28	limccnp 25400	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆))‘𝐶) ∈ (((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∘ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅)) limℂ 𝑋))
30		eqid 2733	. . 3 ⊢ (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) = (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆))
31		iftrue 4534	. . 3 ⊢ (𝑦 = 𝐶 → if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆) = 𝐷)
32		ssun2 4173	. . . 4 ⊢ {𝐶} ⊆ (𝐵 ∪ {𝐶})
33		snssg 4787	. . . . 5 ⊢ (𝐶 ∈ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅) limℂ 𝑋) → (𝐶 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↔ {𝐶} ⊆ (𝐵 ∪ {𝐶})))
34	5, 33	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐶 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↔ {𝐶} ⊆ (𝐵 ∪ {𝐶})))
35	32, 34	mpbiri 258	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}))
36	30, 31, 35, 18	fvmptd3 7019	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆))‘𝐶) = 𝐷)
37		eqidd 2734	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅))
38		eqidd 2734	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) = (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)))
39		eqeq1 2737	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑅 → (𝑦 = 𝐶 ↔ 𝑅 = 𝐶))
40		limcco.1	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑅 → 𝑆 = 𝑇)
41	39, 40	ifbieq2d 4554	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝑅 → if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆) = if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇))
42	13, 37, 38, 41	fmptco 7124	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∘ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅)) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇)))
43		limcco.2	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑅 = 𝐶)) → 𝑇 = 𝐷)
44	43	anassrs 469	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑅 = 𝐶) → 𝑇 = 𝐷)
45	44	ifeq1da 4559	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → if(𝑅 = 𝐶, 𝑇, 𝑇) = if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇))
46		ifid 4568	. . . . . 6 ⊢ if(𝑅 = 𝐶, 𝑇, 𝑇) = 𝑇
47	45, 46	eqtr3di 2788	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇) = 𝑇)
48	47	mpteq2dva 5248	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇)) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑇))
49	42, 48	eqtrd 2773	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∘ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅)) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑇))
50	49	oveq1d 7421	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∘ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅)) limℂ 𝑋) = ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑇) limℂ 𝑋))
51	29, 36, 50	3eltr3d 2848	1 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑇) limℂ 𝑋))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   ∨ wo 846   ∧ w3a 1088   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2941   ∪ cun 3946   ⊆ wss 3948  ifcif 4528  {csn 4628   ↦ cmpt 5231  dom cdm 5676   ∘ ccom 5680  ⟶wf 6537  ‘cfv 6541  (class class class)co 7406  ℂcc 11105   ↾_t crest 17363  TopOpenctopn 17364  ℂ_fldccnfld 20937   CnP ccnp 22721   lim_ℂ climc 25371

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 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7722  ax-cnex 11163  ax-resscn 11164  ax-1cn 11165  ax-icn 11166  ax-addcl 11167  ax-addrcl 11168  ax-mulcl 11169  ax-mulrcl 11170  ax-mulcom 11171  ax-addass 11172  ax-mulass 11173  ax-distr 11174  ax-i2m1 11175  ax-1ne0 11176  ax-1rid 11177  ax-rnegex 11178  ax-rrecex 11179  ax-cnre 11180  ax-pre-lttri 11181  ax-pre-lttrn 11182  ax-pre-ltadd 11183  ax-pre-mulgt0 11184  ax-pre-sup 11185

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 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6298  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6493  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-riota 7362  df-ov 7409  df-oprab 7410  df-mpo 7411  df-om 7853  df-1st 7972  df-2nd 7973  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8368  df-rdg 8407  df-1o 8463  df-er 8700  df-map 8819  df-pm 8820  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-fin 8940  df-fi 9403  df-sup 9434  df-inf 9435  df-pnf 11247  df-mnf 11248  df-xr 11249  df-ltxr 11250  df-le 11251  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11869  df-nn 12210  df-2 12272  df-3 12273  df-4 12274  df-5 12275  df-6 12276  df-7 12277  df-8 12278  df-9 12279  df-n0 12470  df-z 12556  df-dec 12675  df-uz 12820  df-q 12930  df-rp 12972  df-xneg 13089  df-xadd 13090  df-xmul 13091  df-fz 13482  df-seq 13964  df-exp 14025  df-cj 15043  df-re 15044  df-im 15045  df-sqrt 15179  df-abs 15180  df-struct 17077  df-slot 17112  df-ndx 17124  df-base 17142  df-plusg 17207  df-mulr 17208  df-starv 17209  df-tset 17213  df-ple 17214  df-ds 17216  df-unif 17217  df-rest 17365  df-topn 17366  df-topgen 17386  df-psmet 20929  df-xmet 20930  df-met 20931  df-bl 20932  df-mopn 20933  df-cnfld 20938  df-top 22388  df-topon 22405  df-topsp 22427  df-bases 22441  df-cnp 22724  df-xms 23818  df-ms 23819  df-limc 25375

This theorem is referenced by:  dvcobr  25455  dvcnvlem  25485  lhop2  25524  gg-dvcobr  35165  fourierdlem60  44869  fourierdlem61  44870  fourierdlem62  44871  fourierdlem73  44882  fourierdlem76  44885