Theorem liminfvaluz 46771

Description: Alternate definition of lim inf for an extended real-valued function, defined on a set of upper integers. (Contributed by Glauco Siliprandi, 2-Jan-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
liminfvaluz.k	⊢ Ⅎ𝑘𝜑
liminfvaluz.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
liminfvaluz.z	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
liminfvaluz.b	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ*)

Assertion

Ref	Expression
liminfvaluz	⊢ (𝜑 → (lim inf‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) = -𝑒(lim sup‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ -𝑒𝐵)))

Distinct variable groups:   𝑘,𝑀   𝑘,𝑍

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem liminfvaluz

Step	Hyp	Ref	Expression
1		liminfvaluz.k	. 2 ⊢ Ⅎ𝑘𝜑
2		liminfvaluz.z	. . . 4 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
3	2	fvexi 6897	. . 3 ⊢ 𝑍 ∈ V
4	3	a1i 11	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ V)
5		liminfvaluz.m	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
6	5	zred 12796	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
7		simpr 490	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞))) → 𝑘 ∈ (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞)))
8	5, 2	uzinico3 46543	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑍 = (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞)))
9	8	eqcomd 2767	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞)) = 𝑍)
10	9	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞))) → (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞)) = 𝑍)
11	7, 10	eleqtrd 2863	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞))) → 𝑘 ∈ 𝑍)
12		liminfvaluz.b	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ*)
13	11, 12	syldan 603	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞))) → 𝐵 ∈ ℝ*)
14	1, 4, 6, 13	liminfval3 46769	1 ⊢ (𝜑 → (lim inf‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) = -𝑒(lim sup‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ -𝑒𝐵)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570  Ⅎwnf 1816   ∈ wcel 2145  Vcvv 3451   ∩ cin 3898   ↦ cmpt 5186  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418  +∞cpnf 11333  ℝ^*cxr 11335  ℤcz 12686  ℤ_≥cuz 12958  -_𝑒cxne 13231  [,)cico 13471  lim supclsp 15630  lim infclsi 46730

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270  ax-pre-sup 11271

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-er 8710  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-sup 9427  df-inf 9428  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-div 11967  df-nn 12329  df-n0 12600  df-z 12687  df-uz 12959  df-q 13069  df-xneg 13234  df-ico 13475  df-limsup 15631  df-liminf 46731

This theorem is used by:  liminfvaluz2  46774  liminfvaluz3  46775