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

Theorem limsupre 44343
Description: If a sequence is bounded, then the limsup is real. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.) (Revised by AV, 13-Sep-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
limsupre.1 (πœ‘ β†’ 𝐡 βŠ† ℝ)
limsupre.2 (πœ‘ β†’ sup(𝐡, ℝ*, < ) = +∞)
limsupre.f (πœ‘ β†’ 𝐹:π΅βŸΆβ„)
limsupre.bnd (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘ ∈ ℝ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏))
Assertion
Ref Expression
limsupre (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ)
Distinct variable groups:   𝐡,𝑗,π‘˜   𝐹,𝑏,𝑗,π‘˜   πœ‘,𝑏,𝑗,π‘˜
Allowed substitution hint:   𝐡(𝑏)

Proof of Theorem limsupre
Dummy variables β„Ž 𝑖 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mnfxr 11267 . . . . 5 -∞ ∈ ℝ*
21a1i 11 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ -∞ ∈ ℝ*)
3 renegcl 11519 . . . . . 6 (𝑏 ∈ ℝ β†’ -𝑏 ∈ ℝ)
43rexrd 11260 . . . . 5 (𝑏 ∈ ℝ β†’ -𝑏 ∈ ℝ*)
54ad2antlr 725 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ -𝑏 ∈ ℝ*)
6 limsupre.f . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐹:π΅βŸΆβ„)
7 reex 11197 . . . . . . . . 9 ℝ ∈ V
87a1i 11 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ ℝ ∈ V)
9 limsupre.1 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐡 βŠ† ℝ)
108, 9ssexd 5323 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ V)
116, 10fexd 7225 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ V)
12 limsupcl 15413 . . . . . 6 (𝐹 ∈ V β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ*)
1311, 12syl 17 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ*)
1413ad2antrr 724 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ*)
153mnfltd 13100 . . . . 5 (𝑏 ∈ ℝ β†’ -∞ < -𝑏)
1615ad2antlr 725 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ -∞ < -𝑏)
179ad2antrr 724 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ 𝐡 βŠ† ℝ)
18 ressxr 11254 . . . . . . . 8 ℝ βŠ† ℝ*
1918a1i 11 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ ℝ βŠ† ℝ*)
206, 19fssd 6732 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐹:π΅βŸΆβ„*)
2120ad2antrr 724 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ 𝐹:π΅βŸΆβ„*)
22 limsupre.2 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ sup(𝐡, ℝ*, < ) = +∞)
2322ad2antrr 724 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ sup(𝐡, ℝ*, < ) = +∞)
24 simpr 485 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏))
25 nfv 1917 . . . . . . . . 9 β„²π‘˜(πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ)
26 nfre1 3282 . . . . . . . . 9 β„²π‘˜βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)
2725, 26nfan 1902 . . . . . . . 8 β„²π‘˜((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏))
28 nfv 1917 . . . . . . . . . . . 12 Ⅎ𝑗(πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ)
29 nfv 1917 . . . . . . . . . . . 12 Ⅎ𝑗 π‘˜ ∈ ℝ
30 nfra1 3281 . . . . . . . . . . . 12 β„²π‘—βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)
3128, 29, 30nf3an 1904 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑗((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏))
32 simp13 1205 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡 ∧ π‘˜ ≀ 𝑗) β†’ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏))
33 simp2 1137 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡 ∧ π‘˜ ≀ 𝑗) β†’ 𝑗 ∈ 𝐡)
34 simp3 1138 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡 ∧ π‘˜ ≀ 𝑗) β†’ π‘˜ ≀ 𝑗)
35 rspa 3245 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡) β†’ (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏))
3635imp 407 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡) ∧ π‘˜ ≀ 𝑗) β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)
3732, 33, 34, 36syl21anc 836 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡 ∧ π‘˜ ≀ 𝑗) β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)
38 simp11l 1284 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡 ∧ π‘˜ ≀ 𝑗) β†’ πœ‘)
396ffvelcdmda 7083 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝐡) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
4038, 33, 39syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡 ∧ π‘˜ ≀ 𝑗) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
41 simp11r 1285 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡 ∧ π‘˜ ≀ 𝑗) β†’ 𝑏 ∈ ℝ)
4240, 41absled 15373 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡 ∧ π‘˜ ≀ 𝑗) β†’ ((absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏 ↔ (-𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—) ∧ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏)))
4337, 42mpbid 231 . . . . . . . . . . . . 13 ((((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡 ∧ π‘˜ ≀ 𝑗) β†’ (-𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—) ∧ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏))
4443simpld 495 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡 ∧ π‘˜ ≀ 𝑗) β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—))
45443exp 1119 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ (𝑗 ∈ 𝐡 β†’ (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—))))
4631, 45ralrimi 3254 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
47463exp 1119 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) β†’ (π‘˜ ∈ ℝ β†’ (βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏) β†’ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))))
4847adantr 481 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ (π‘˜ ∈ ℝ β†’ (βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏) β†’ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))))
4927, 48reximdai 3258 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ (βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—))))
5024, 49mpd 15 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
51 breq2 5151 . . . . . . . . . 10 (𝑖 = 𝑗 β†’ (β„Ž ≀ 𝑖 ↔ β„Ž ≀ 𝑗))
52 fveq2 6888 . . . . . . . . . . 11 (𝑖 = 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘–) = (πΉβ€˜π‘—))
5352breq2d 5159 . . . . . . . . . 10 (𝑖 = 𝑗 β†’ (-𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘–) ↔ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
5451, 53imbi12d 344 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑗 β†’ ((β„Ž ≀ 𝑖 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘–)) ↔ (β„Ž ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—))))
5554cbvralvw 3234 . . . . . . . 8 (βˆ€π‘– ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑖 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘–)) ↔ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
56 breq1 5150 . . . . . . . . . 10 (β„Ž = π‘˜ β†’ (β„Ž ≀ 𝑗 ↔ π‘˜ ≀ 𝑗))
5756imbi1d 341 . . . . . . . . 9 (β„Ž = π‘˜ β†’ ((β„Ž ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—)) ↔ (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—))))
5857ralbidv 3177 . . . . . . . 8 (β„Ž = π‘˜ β†’ (βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—)) ↔ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—))))
5955, 58bitrid 282 . . . . . . 7 (β„Ž = π‘˜ β†’ (βˆ€π‘– ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑖 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘–)) ↔ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—))))
6059cbvrexvw 3235 . . . . . 6 (βˆƒβ„Ž ∈ ℝ βˆ€π‘– ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑖 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘–)) ↔ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—)))
6150, 60sylibr 233 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ βˆƒβ„Ž ∈ ℝ βˆ€π‘– ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑖 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘–)))
6217, 21, 5, 23, 61limsupbnd2 15423 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ -𝑏 ≀ (lim supβ€˜πΉ))
632, 5, 14, 16, 62xrltletrd 13136 . . 3 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ -∞ < (lim supβ€˜πΉ))
64 limsupre.bnd . . 3 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘ ∈ ℝ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏))
6563, 64r19.29a 3162 . 2 (πœ‘ β†’ -∞ < (lim supβ€˜πΉ))
66 rexr 11256 . . . . 5 (𝑏 ∈ ℝ β†’ 𝑏 ∈ ℝ*)
6766ad2antlr 725 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ 𝑏 ∈ ℝ*)
68 pnfxr 11264 . . . . 5 +∞ ∈ ℝ*
6968a1i 11 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ +∞ ∈ ℝ*)
7043simprd 496 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡 ∧ π‘˜ ≀ 𝑗) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏)
71703exp 1119 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ (𝑗 ∈ 𝐡 β†’ (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏)))
7231, 71ralrimi 3254 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏))
73723exp 1119 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) β†’ (π‘˜ ∈ ℝ β†’ (βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏) β†’ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏))))
7473adantr 481 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ (π‘˜ ∈ ℝ β†’ (βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏) β†’ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏))))
7527, 74reximdai 3258 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ (βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏)))
7624, 75mpd 15 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏))
7752breq1d 5157 . . . . . . . . . 10 (𝑖 = 𝑗 β†’ ((πΉβ€˜π‘–) ≀ 𝑏 ↔ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏))
7851, 77imbi12d 344 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑗 β†’ ((β„Ž ≀ 𝑖 β†’ (πΉβ€˜π‘–) ≀ 𝑏) ↔ (β„Ž ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏)))
7978cbvralvw 3234 . . . . . . . 8 (βˆ€π‘– ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑖 β†’ (πΉβ€˜π‘–) ≀ 𝑏) ↔ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏))
8056imbi1d 341 . . . . . . . . 9 (β„Ž = π‘˜ β†’ ((β„Ž ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏) ↔ (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏)))
8180ralbidv 3177 . . . . . . . 8 (β„Ž = π‘˜ β†’ (βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏) ↔ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏)))
8279, 81bitrid 282 . . . . . . 7 (β„Ž = π‘˜ β†’ (βˆ€π‘– ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑖 β†’ (πΉβ€˜π‘–) ≀ 𝑏) ↔ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏)))
8382cbvrexvw 3235 . . . . . 6 (βˆƒβ„Ž ∈ ℝ βˆ€π‘– ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑖 β†’ (πΉβ€˜π‘–) ≀ 𝑏) ↔ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏))
8476, 83sylibr 233 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ βˆƒβ„Ž ∈ ℝ βˆ€π‘– ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑖 β†’ (πΉβ€˜π‘–) ≀ 𝑏))
8517, 21, 67, 84limsupbnd1 15422 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ (lim supβ€˜πΉ) ≀ 𝑏)
86 ltpnf 13096 . . . . 5 (𝑏 ∈ ℝ β†’ 𝑏 < +∞)
8786ad2antlr 725 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ 𝑏 < +∞)
8814, 67, 69, 85, 87xrlelttrd 13135 . . 3 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ (lim supβ€˜πΉ) < +∞)
8988, 64r19.29a 3162 . 2 (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜πΉ) < +∞)
90 xrrebnd 13143 . . 3 ((lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ* β†’ ((lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ ↔ (-∞ < (lim supβ€˜πΉ) ∧ (lim supβ€˜πΉ) < +∞)))
9113, 90syl 17 . 2 (πœ‘ β†’ ((lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ ↔ (-∞ < (lim supβ€˜πΉ) ∧ (lim supβ€˜πΉ) < +∞)))
9265, 89, 91mpbir2and 711 1 (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  βˆƒwrex 3070  Vcvv 3474   βŠ† wss 3947   class class class wbr 5147  βŸΆwf 6536  β€˜cfv 6540  supcsup 9431  β„cr 11105  +∞cpnf 11241  -∞cmnf 11242  β„*cxr 11243   < clt 11244   ≀ cle 11245  -cneg 11441  abscabs 15177  lim supclsp 15410
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-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  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-rp 12971  df-ico 13326  df-seq 13963  df-exp 14024  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-limsup 15411
This theorem is referenced by:  limsupref  44387  ioodvbdlimc1lem2  44634  ioodvbdlimc2lem  44636
  Copyright terms: Public domain W3C validator