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

Theorem liminflimsupclim 44509
Description: A sequence of real numbers converges if its inferior limit is real, and it is greater than or equal to the superior limit (in such a case, they are actually equal, see liminflelimsupuz 44487). (Contributed by Glauco Siliprandi, 2-Jan-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
liminflimsupclim.1 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
liminflimsupclim.2 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
liminflimsupclim.3 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„)
liminflimsupclim.4 (πœ‘ β†’ (lim infβ€˜πΉ) ∈ ℝ)
liminflimsupclim.5 (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜πΉ) ≀ (lim infβ€˜πΉ))
Assertion
Ref Expression
liminflimsupclim (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ dom ⇝ )

Proof of Theorem liminflimsupclim
Dummy variables 𝑗 π‘˜ π‘₯ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 climrel 15432 . . 3 Rel ⇝
21a1i 11 . 2 (πœ‘ β†’ Rel ⇝ )
3 liminflimsupclim.3 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„)
4 liminflimsupclim.2 . . . . . . . . . . 11 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
54fvexi 6902 . . . . . . . . . 10 𝑍 ∈ V
65a1i 11 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝑍 ∈ V)
73, 6fexd 7225 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ V)
87limsupcld 44392 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ*)
9 liminflimsupclim.4 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (lim infβ€˜πΉ) ∈ ℝ)
109rexrd 11260 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (lim infβ€˜πΉ) ∈ ℝ*)
11 liminflimsupclim.5 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜πΉ) ≀ (lim infβ€˜πΉ))
12 liminflimsupclim.1 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
133frexr 44081 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„*)
1412, 4, 13liminflelimsupuz 44487 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (lim infβ€˜πΉ) ≀ (lim supβ€˜πΉ))
158, 10, 11, 14xrletrid 13130 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜πΉ) = (lim infβ€˜πΉ))
1615, 9eqeltrd 2833 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ)
1716recnd 11238 . . . 4 (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ β„‚)
18 nfcv 2903 . . . . . . . . . 10 β„²π‘˜πΉ
1912adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ 𝑀 ∈ β„€)
203adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„)
219adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ (lim infβ€˜πΉ) ∈ ℝ)
22 simpr 485 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ π‘₯ ∈ ℝ+)
2318, 19, 4, 20, 21, 22liminflt 44507 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(lim infβ€˜πΉ) < ((πΉβ€˜π‘˜) + π‘₯))
2421ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (lim infβ€˜πΉ) ∈ ℝ)
253ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„)
264uztrn2 12837 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
2726adantll 712 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
2825, 27ffvelcdmd 7084 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
2928adantllr 717 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
3022ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ π‘₯ ∈ ℝ+)
31 rpre 12978 . . . . . . . . . . . . . . 15 (π‘₯ ∈ ℝ+ β†’ π‘₯ ∈ ℝ)
3230, 31syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ π‘₯ ∈ ℝ)
3324, 29, 32ltsubadd2d 11808 . . . . . . . . . . . . 13 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (((lim infβ€˜πΉ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) < π‘₯ ↔ (lim infβ€˜πΉ) < ((πΉβ€˜π‘˜) + π‘₯)))
3433bicomd 222 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ ((lim infβ€˜πΉ) < ((πΉβ€˜π‘˜) + π‘₯) ↔ ((lim infβ€˜πΉ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) < π‘₯))
3528recnd 11238 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
3615eqcomd 2738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (πœ‘ β†’ (lim infβ€˜πΉ) = (lim supβ€˜πΉ))
3736, 17eqeltrd 2833 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (πœ‘ β†’ (lim infβ€˜πΉ) ∈ β„‚)
3837ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (lim infβ€˜πΉ) ∈ β„‚)
3935, 38negsubdi2d 11583 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ -((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ)) = ((lim infβ€˜πΉ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)))
4039breq1d 5157 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (-((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ)) < π‘₯ ↔ ((lim infβ€˜πΉ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) < π‘₯))
4140adantllr 717 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (-((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ)) < π‘₯ ↔ ((lim infβ€˜πΉ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) < π‘₯))
4241bicomd 222 . . . . . . . . . . . . 13 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (((lim infβ€˜πΉ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) < π‘₯ ↔ -((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ)) < π‘₯))
4329, 24resubcld 11638 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ)) ∈ ℝ)
44 ltnegcon1 11711 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ)) ∈ ℝ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) β†’ (-((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ)) < π‘₯ ↔ -π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ))))
4543, 32, 44syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . 13 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (-((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ)) < π‘₯ ↔ -π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ))))
4642, 45bitrd 278 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (((lim infβ€˜πΉ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) < π‘₯ ↔ -π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ))))
4736oveq2d 7421 . . . . . . . . . . . . . 14 (πœ‘ β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ)) = ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)))
4847breq2d 5159 . . . . . . . . . . . . 13 (πœ‘ β†’ (-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ)) ↔ -π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))))
4948ad3antrrr 728 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim infβ€˜πΉ)) ↔ -π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))))
5034, 46, 493bitrd 304 . . . . . . . . . . 11 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ ((lim infβ€˜πΉ) < ((πΉβ€˜π‘˜) + π‘₯) ↔ -π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))))
5150ralbidva 3175 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(lim infβ€˜πΉ) < ((πΉβ€˜π‘˜) + π‘₯) ↔ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))))
5251rexbidva 3176 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ (βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(lim infβ€˜πΉ) < ((πΉβ€˜π‘˜) + π‘₯) ↔ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))))
5323, 52mpbid 231 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)))
5416adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ)
5518, 19, 4, 20, 54, 22limsupgt 44480 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ π‘₯) < (lim supβ€˜πΉ))
5654ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ)
57 ltsub23 11690 . . . . . . . . . . . 12 (((πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ) β†’ (((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ π‘₯) < (lim supβ€˜πΉ) ↔ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯))
5829, 32, 56, 57syl3anc 1371 . . . . . . . . . . 11 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ π‘₯) < (lim supβ€˜πΉ) ↔ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯))
5958ralbidva 3175 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ π‘₯) < (lim supβ€˜πΉ) ↔ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯))
6059rexbidva 3176 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ (βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ π‘₯) < (lim supβ€˜πΉ) ↔ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯))
6155, 60mpbid 231 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯)
6253, 61jca 512 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ (βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯))
634rexanuz2 15292 . . . . . . 7 (βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯) ↔ (βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯))
6462, 63sylibr 233 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯))
65 simplll 773 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ πœ‘)
66 simpllr 774 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ π‘₯ ∈ ℝ+)
6726adantll 712 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
68 simpr 485 . . . . . . . . . . 11 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ (-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯)) β†’ (-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯))
693ffvelcdmda 7083 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
7016adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ)
7169, 70resubcld 11638 . . . . . . . . . . . . . 14 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∈ ℝ)
7271adantlr 713 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∈ ℝ)
7331ad2antlr 725 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ π‘₯ ∈ ℝ)
74 abslt 15257 . . . . . . . . . . . . 13 ((((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∈ ℝ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) β†’ ((absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))) < π‘₯ ↔ (-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯)))
7572, 73, 74syl2anc 584 . . . . . . . . . . . 12 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ ((absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))) < π‘₯ ↔ (-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯)))
7675adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ (-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯)) β†’ ((absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))) < π‘₯ ↔ (-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯)))
7768, 76mpbird 256 . . . . . . . . . 10 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ (-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯)) β†’ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))) < π‘₯)
7877ex 413 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ ((-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯) β†’ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))) < π‘₯))
7965, 66, 67, 78syl21anc 836 . . . . . . . 8 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ ((-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯) β†’ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))) < π‘₯))
8079ralimdva 3167 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))) < π‘₯))
8180reximdva 3168 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ (βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(-π‘₯ < ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) ∧ ((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ)) < π‘₯) β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))) < π‘₯))
8264, 81mpd 15 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ+) β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))) < π‘₯)
8382ralrimiva 3146 . . . 4 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))) < π‘₯)
8417, 83jca 512 . . 3 (πœ‘ β†’ ((lim supβ€˜πΉ) ∈ β„‚ ∧ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))) < π‘₯))
85 ax-resscn 11163 . . . . . 6 ℝ βŠ† β„‚
8685a1i 11 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ℝ βŠ† β„‚)
873, 86fssd 6732 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„‚)
8818, 12, 4, 87climuz 44446 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝐹 ⇝ (lim supβ€˜πΉ) ↔ ((lim supβ€˜πΉ) ∈ β„‚ ∧ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ (lim supβ€˜πΉ))) < π‘₯)))
8984, 88mpbird 256 . 2 (πœ‘ β†’ 𝐹 ⇝ (lim supβ€˜πΉ))
90 releldm 5941 . 2 ((Rel ⇝ ∧ 𝐹 ⇝ (lim supβ€˜πΉ)) β†’ 𝐹 ∈ dom ⇝ )
912, 89, 90syl2anc 584 1 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ dom ⇝ )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  βˆƒwrex 3070  Vcvv 3474   βŠ† wss 3947   class class class wbr 5147  dom cdm 5675  Rel wrel 5680  βŸΆwf 6536  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  β„‚cc 11104  β„cr 11105   + caddc 11109   < clt 11244   ≀ cle 11245   βˆ’ cmin 11440  -cneg 11441  β„€cz 12554  β„€β‰₯cuz 12818  β„+crp 12970  abscabs 15177  lim supclsp 15410   ⇝ cli 15424  lim infclsi 44453
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-sup 9433  df-inf 9434  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-ioo 13324  df-ico 13326  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-fl 13753  df-ceil 13754  df-seq 13963  df-exp 14024  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-limsup 15411  df-clim 15428  df-liminf 44454
This theorem is referenced by:  climliminflimsup  44510  climliminflimsup2  44511
  Copyright terms: Public domain W3C validator