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

Theorem liminfreuzlem 44508
Description: Given a function on the reals, its inferior limit is real if and only if two condition holds: 1. there is a real number that is greater than or equal to the function, infinitely often; 2. there is a real number that is smaller than or equal to the function. (Contributed by Glauco Siliprandi, 2-Jan-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
liminfreuzlem.1 Ⅎ𝑗𝐹
liminfreuzlem.2 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
liminfreuzlem.3 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
liminfreuzlem.4 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„)
Assertion
Ref Expression
liminfreuzlem (πœ‘ β†’ ((lim infβ€˜πΉ) ∈ ℝ ↔ (βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—))))
Distinct variable groups:   π‘˜,𝐹,π‘₯   𝑗,𝑀   𝑗,𝑍,π‘˜,π‘₯   πœ‘,𝑗,π‘˜,π‘₯
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑗)   𝑀(π‘₯,π‘˜)

Proof of Theorem liminfreuzlem
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfv 1917 . . . . 5 β„²π‘—πœ‘
2 liminfreuzlem.1 . . . . 5 Ⅎ𝑗𝐹
3 liminfreuzlem.2 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
4 liminfreuzlem.3 . . . . 5 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
5 liminfreuzlem.4 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„)
61, 2, 3, 4, 5liminfvaluz4 44505 . . . 4 (πœ‘ β†’ (lim infβ€˜πΉ) = -𝑒(lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))))
76eleq1d 2818 . . 3 (πœ‘ β†’ ((lim infβ€˜πΉ) ∈ ℝ ↔ -𝑒(lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))) ∈ ℝ))
84fvexi 6905 . . . . . . 7 𝑍 ∈ V
98mptex 7224 . . . . . 6 (𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—)) ∈ V
10 limsupcl 15416 . . . . . 6 ((𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—)) ∈ V β†’ (lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))) ∈ ℝ*)
119, 10ax-mp 5 . . . . 5 (lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))) ∈ ℝ*
1211a1i 11 . . . 4 (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))) ∈ ℝ*)
1312xnegred 44170 . . 3 (πœ‘ β†’ ((lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))) ∈ ℝ ↔ -𝑒(lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))) ∈ ℝ))
147, 13bitr4d 281 . 2 (πœ‘ β†’ ((lim infβ€˜πΉ) ∈ ℝ ↔ (lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))) ∈ ℝ))
155ffvelcdmda 7086 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
1615renegcld 11640 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ -(πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
171, 3, 4, 16limsupreuzmpt 44445 . . 3 (πœ‘ β†’ ((lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))) ∈ ℝ ↔ (βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) ∧ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦)))
18 renegcl 11522 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℝ β†’ -𝑦 ∈ ℝ)
1918ad2antlr 725 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—)) β†’ -𝑦 ∈ ℝ)
20 simpllr 774 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ 𝑦 ∈ ℝ)
215ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„)
224uztrn2 12840 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((π‘˜ ∈ 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ 𝑗 ∈ 𝑍)
2322adantll 712 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ 𝑗 ∈ 𝑍)
2421, 23ffvelcdmd 7087 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
2524adantllr 717 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
2620, 25leneg2d 44148 . . . . . . . . . . 11 ((((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ (𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) ↔ (πΉβ€˜π‘—) ≀ -𝑦))
2726rexbidva 3176 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) ↔ βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ -𝑦))
2827ralbidva 3175 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) ↔ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ -𝑦))
2928biimpd 228 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ -𝑦))
3029imp 407 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—)) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ -𝑦)
31 breq2 5152 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ = -𝑦 β†’ ((πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ ↔ (πΉβ€˜π‘—) ≀ -𝑦))
3231rexbidv 3178 . . . . . . . . 9 (π‘₯ = -𝑦 β†’ (βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ ↔ βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ -𝑦))
3332ralbidv 3177 . . . . . . . 8 (π‘₯ = -𝑦 β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ ↔ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ -𝑦))
3433rspcev 3612 . . . . . . 7 ((-𝑦 ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ -𝑦) β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯)
3519, 30, 34syl2anc 584 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—)) β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯)
3635rexlimdva2 3157 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯))
37 renegcl 11522 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ ℝ β†’ -π‘₯ ∈ ℝ)
3837ad2antlr 725 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯) β†’ -π‘₯ ∈ ℝ)
3924adantllr 717 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
40 simpllr 774 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ π‘₯ ∈ ℝ)
4139, 40lenegd 11792 . . . . . . . . . . 11 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ ((πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ ↔ -π‘₯ ≀ -(πΉβ€˜π‘—)))
4241rexbidva 3176 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ ↔ βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)-π‘₯ ≀ -(πΉβ€˜π‘—)))
4342ralbidva 3175 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ ↔ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)-π‘₯ ≀ -(πΉβ€˜π‘—)))
4443biimpd 228 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ β†’ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)-π‘₯ ≀ -(πΉβ€˜π‘—)))
4544imp 407 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)-π‘₯ ≀ -(πΉβ€˜π‘—))
46 breq1 5151 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = -π‘₯ β†’ (𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) ↔ -π‘₯ ≀ -(πΉβ€˜π‘—)))
4746rexbidv 3178 . . . . . . . . 9 (𝑦 = -π‘₯ β†’ (βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) ↔ βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)-π‘₯ ≀ -(πΉβ€˜π‘—)))
4847ralbidv 3177 . . . . . . . 8 (𝑦 = -π‘₯ β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) ↔ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)-π‘₯ ≀ -(πΉβ€˜π‘—)))
4948rspcev 3612 . . . . . . 7 ((-π‘₯ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)-π‘₯ ≀ -(πΉβ€˜π‘—)) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—))
5038, 45, 49syl2anc 584 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—))
5150rexlimdva2 3157 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—)))
5236, 51impbid 211 . . . 4 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯))
5318ad2antlr 725 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦) β†’ -𝑦 ∈ ℝ)
5415adantlr 713 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
55 simplr 767 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ 𝑦 ∈ ℝ)
5654, 55leneg3d 44157 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (-(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦 ↔ -𝑦 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
5756ralbidva 3175 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) β†’ (βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦 ↔ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -𝑦 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
5857biimpd 228 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) β†’ (βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦 β†’ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -𝑦 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
5958imp 407 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦) β†’ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -𝑦 ≀ (πΉβ€˜π‘—))
60 breq1 5151 . . . . . . . . 9 (π‘₯ = -𝑦 β†’ (π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—) ↔ -𝑦 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
6160ralbidv 3177 . . . . . . . 8 (π‘₯ = -𝑦 β†’ (βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—) ↔ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -𝑦 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
6261rspcev 3612 . . . . . . 7 ((-𝑦 ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -𝑦 ≀ (πΉβ€˜π‘—)) β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—))
6353, 59, 62syl2anc 584 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦) β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—))
6463rexlimdva2 3157 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦 β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
6537ad2antlr 725 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—)) β†’ -π‘₯ ∈ ℝ)
66 simplr 767 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ π‘₯ ∈ ℝ)
6715adantlr 713 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
6866, 67lenegd 11792 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—) ↔ -(πΉβ€˜π‘—) ≀ -π‘₯))
6968ralbidva 3175 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) β†’ (βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—) ↔ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ -π‘₯))
7069biimpd 228 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) β†’ (βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—) β†’ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ -π‘₯))
7170imp 407 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—)) β†’ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ -π‘₯)
72 brralrspcev 5208 . . . . . . 7 ((-π‘₯ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ -π‘₯) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦)
7365, 71, 72syl2anc 584 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—)) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦)
7473rexlimdva2 3157 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦))
7564, 74impbid 211 . . . 4 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦 ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
7652, 75anbi12d 631 . . 3 (πœ‘ β†’ ((βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) ∧ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦) ↔ (βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—))))
7717, 76bitrd 278 . 2 (πœ‘ β†’ ((lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))) ∈ ℝ ↔ (βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—))))
7814, 77bitrd 278 1 (πœ‘ β†’ ((lim infβ€˜πΉ) ∈ ℝ ↔ (βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  β„²wnfc 2883  βˆ€wral 3061  βˆƒwrex 3070  Vcvv 3474   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231  βŸΆwf 6539  β€˜cfv 6543  β„cr 11108  β„*cxr 11246   ≀ cle 11248  -cneg 11444  β„€cz 12557  β„€β‰₯cuz 12821  -𝑒cxne 13088  lim supclsp 15413  lim infclsi 44457
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 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-pre-sup 11187
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 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-op 4635  df-uni 4909  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 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-er 8702  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-sup 9436  df-inf 9437  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-n0 12472  df-z 12558  df-uz 12822  df-q 12932  df-xneg 13091  df-ico 13329  df-fz 13484  df-fzo 13627  df-fl 13756  df-ceil 13757  df-limsup 15414  df-liminf 44458
This theorem is referenced by:  liminfreuz  44509
  Copyright terms: Public domain W3C validator