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 45113
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 1910 . . . . 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 45110 . . . 4 (πœ‘ β†’ (lim infβ€˜πΉ) = -𝑒(lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))))
76eleq1d 2813 . . 3 (πœ‘ β†’ ((lim infβ€˜πΉ) ∈ ℝ ↔ -𝑒(lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))) ∈ ℝ))
84fvexi 6905 . . . . . . 7 𝑍 ∈ V
98mptex 7229 . . . . . 6 (𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—)) ∈ V
10 limsupcl 15441 . . . . . 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 44775 . . 3 (πœ‘ β†’ ((lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))) ∈ ℝ ↔ -𝑒(lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))) ∈ ℝ))
147, 13bitr4d 282 . 2 (πœ‘ β†’ ((lim infβ€˜πΉ) ∈ ℝ ↔ (lim supβ€˜(𝑗 ∈ 𝑍 ↦ -(πΉβ€˜π‘—))) ∈ ℝ))
155ffvelcdmda 7088 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
1615renegcld 11663 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ -(πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
171, 3, 4, 16limsupreuzmpt 45050 . . 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 11545 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℝ β†’ -𝑦 ∈ ℝ)
1918ad2antlr 726 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—)) β†’ -𝑦 ∈ ℝ)
20 simpllr 775 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ 𝑦 ∈ ℝ)
215ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„)
224uztrn2 12863 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((π‘˜ ∈ 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ 𝑗 ∈ 𝑍)
2322adantll 713 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ 𝑗 ∈ 𝑍)
2421, 23ffvelcdmd 7089 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
2524adantllr 718 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
2620, 25leneg2d 44753 . . . . . . . . . . 11 ((((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ (𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) ↔ (πΉβ€˜π‘—) ≀ -𝑦))
2726rexbidva 3171 . . . . . . . . . 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 3170 . . . . . . . . 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 406 . . . . . . 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 5146 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ = -𝑦 β†’ ((πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ ↔ (πΉβ€˜π‘—) ≀ -𝑦))
3231rexbidv 3173 . . . . . . . . 9 (π‘₯ = -𝑦 β†’ (βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ ↔ βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ -𝑦))
3332ralbidv 3172 . . . . . . . 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 3607 . . . . . . 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 583 . . . . . 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 3152 . . . . 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 11545 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ ℝ β†’ -π‘₯ ∈ ℝ)
3837ad2antlr 726 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)(πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯) β†’ -π‘₯ ∈ ℝ)
3924adantllr 718 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
40 simpllr 775 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ π‘₯ ∈ ℝ)
4139, 40lenegd 11815 . . . . . . . . . . 11 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)) β†’ ((πΉβ€˜π‘—) ≀ π‘₯ ↔ -π‘₯ ≀ -(πΉβ€˜π‘—)))
4241rexbidva 3171 . . . . . . . . . 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 3170 . . . . . . . . 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 406 . . . . . . 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 5145 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = -π‘₯ β†’ (𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) ↔ -π‘₯ ≀ -(πΉβ€˜π‘—)))
4746rexbidv 3173 . . . . . . . . 9 (𝑦 = -π‘₯ β†’ (βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)𝑦 ≀ -(πΉβ€˜π‘—) ↔ βˆƒπ‘— ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘˜)-π‘₯ ≀ -(πΉβ€˜π‘—)))
4847ralbidv 3172 . . . . . . . 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 3607 . . . . . . 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 583 . . . . . 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 3152 . . . . 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 726 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦) β†’ -𝑦 ∈ ℝ)
5415adantlr 714 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
55 simplr 768 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ 𝑦 ∈ ℝ)
5654, 55leneg3d 44762 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (-(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦 ↔ -𝑦 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
5756ralbidva 3170 . . . . . . . . 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 406 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦) β†’ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -𝑦 ≀ (πΉβ€˜π‘—))
60 breq1 5145 . . . . . . . . 9 (π‘₯ = -𝑦 β†’ (π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—) ↔ -𝑦 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
6160ralbidv 3172 . . . . . . . 8 (π‘₯ = -𝑦 β†’ (βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—) ↔ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -𝑦 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
6261rspcev 3607 . . . . . . 7 ((-𝑦 ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -𝑦 ≀ (πΉβ€˜π‘—)) β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—))
6353, 59, 62syl2anc 583 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦) β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—))
6463rexlimdva2 3152 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦 β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
6537ad2antlr 726 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—)) β†’ -π‘₯ ∈ ℝ)
66 simplr 768 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ π‘₯ ∈ ℝ)
6715adantlr 714 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
6866, 67lenegd 11815 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—) ↔ -(πΉβ€˜π‘—) ≀ -π‘₯))
6968ralbidva 3170 . . . . . . . . 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 406 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—)) β†’ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ -π‘₯)
72 brralrspcev 5202 . . . . . . 7 ((-π‘₯ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ -π‘₯) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦)
7365, 71, 72syl2anc 583 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 π‘₯ ≀ (πΉβ€˜π‘—)) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝑍 -(πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑦)
7473rexlimdva2 3152 . . . . 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 630 . . 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 279 . 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 279 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 395   = wceq 1534   ∈ wcel 2099  β„²wnfc 2878  βˆ€wral 3056  βˆƒwrex 3065  Vcvv 3469   class class class wbr 5142   ↦ cmpt 5225  βŸΆwf 6538  β€˜cfv 6542  β„cr 11129  β„*cxr 11269   ≀ cle 11271  -cneg 11467  β„€cz 12580  β„€β‰₯cuz 12844  -𝑒cxne 13113  lim supclsp 15438  lim infclsi 45062
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2164  ax-ext 2698  ax-rep 5279  ax-sep 5293  ax-nul 5300  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7734  ax-cnex 11186  ax-resscn 11187  ax-1cn 11188  ax-icn 11189  ax-addcl 11190  ax-addrcl 11191  ax-mulcl 11192  ax-mulrcl 11193  ax-mulcom 11194  ax-addass 11195  ax-mulass 11196  ax-distr 11197  ax-i2m1 11198  ax-1ne0 11199  ax-1rid 11200  ax-rnegex 11201  ax-rrecex 11202  ax-cnre 11203  ax-pre-lttri 11204  ax-pre-lttrn 11205  ax-pre-ltadd 11206  ax-pre-mulgt0 11207  ax-pre-sup 11208
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2936  df-nel 3042  df-ral 3057  df-rex 3066  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3428  df-v 3471  df-sbc 3775  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3963  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-iun 4993  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-isom 6551  df-riota 7370  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7865  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-er 8718  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-fin 8959  df-sup 9457  df-inf 9458  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11894  df-nn 12235  df-n0 12495  df-z 12581  df-uz 12845  df-q 12955  df-xneg 13116  df-ico 13354  df-fz 13509  df-fzo 13652  df-fl 13781  df-ceil 13782  df-limsup 15439  df-liminf 45063
This theorem is referenced by:  liminfreuz  45114
  Copyright terms: Public domain W3C validator