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 44655
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 11275 . . . . 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 11527 . . . . . 6 (𝑏 ∈ ℝ β†’ -𝑏 ∈ ℝ)
43rexrd 11268 . . . . 5 (𝑏 ∈ ℝ β†’ -𝑏 ∈ ℝ*)
54ad2antlr 723 . . . 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 11203 . . . . . . . . 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 7230 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ V)
12 limsupcl 15421 . . . . . 6 (𝐹 ∈ V β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ*)
1311, 12syl 17 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ*)
1413ad2antrr 722 . . . 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 13108 . . . . 5 (𝑏 ∈ ℝ β†’ -∞ < -𝑏)
1615ad2antlr 723 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ -∞ < -𝑏)
179ad2antrr 722 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ 𝐡 βŠ† ℝ)
18 ressxr 11262 . . . . . . . 8 ℝ βŠ† ℝ*
1918a1i 11 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ ℝ βŠ† ℝ*)
206, 19fssd 6734 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐹:π΅βŸΆβ„*)
2120ad2antrr 722 . . . . 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 722 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ sup(𝐡, ℝ*, < ) = +∞)
24 simpr 483 . . . . . . 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 1915 . . . . . . . . 9 β„²π‘˜(πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ)
26 nfre1 3280 . . . . . . . . 9 β„²π‘˜βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)
2725, 26nfan 1900 . . . . . . . 8 β„²π‘˜((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏))
28 nfv 1915 . . . . . . . . . . . 12 Ⅎ𝑗(πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ)
29 nfv 1915 . . . . . . . . . . . 12 Ⅎ𝑗 π‘˜ ∈ ℝ
30 nfra1 3279 . . . . . . . . . . . 12 β„²π‘—βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)
3128, 29, 30nf3an 1902 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑗((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏))
32 simp13 1203 . . . . . . . . . . . . . . 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 1135 . . . . . . . . . . . . . . 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 1136 . . . . . . . . . . . . . . 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 3243 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏) ∧ 𝑗 ∈ 𝐡) β†’ (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏))
3635imp 405 . . . . . . . . . . . . . . 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 834 . . . . . . . . . . . . . 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 1282 . . . . . . . . . . . . . . . 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 7085 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝐡) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
4038, 33, 39syl2anc 582 . . . . . . . . . . . . . . 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 1283 . . . . . . . . . . . . . . 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 15381 . . . . . . . . . . . . . 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 493 . . . . . . . . . . . 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 1117 . . . . . . . . . . 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 3252 . . . . . . . . . 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 1117 . . . . . . . . 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 479 . . . . . . . 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 3256 . . . . . . 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 6890 . . . . . . . . . . 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 343 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑗 β†’ ((β„Ž ≀ 𝑖 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘–)) ↔ (β„Ž ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—))))
5554cbvralvw 3232 . . . . . . . 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 340 . . . . . . . . 9 (β„Ž = π‘˜ β†’ ((β„Ž ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—)) ↔ (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ -𝑏 ≀ (πΉβ€˜π‘—))))
5857ralbidv 3175 . . . . . . . 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 3233 . . . . . 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 15431 . . . 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 13144 . . 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 3160 . 2 (πœ‘ β†’ -∞ < (lim supβ€˜πΉ))
66 rexr 11264 . . . . 5 (𝑏 ∈ ℝ β†’ 𝑏 ∈ ℝ*)
6766ad2antlr 723 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘—)) ≀ 𝑏)) β†’ 𝑏 ∈ ℝ*)
68 pnfxr 11272 . . . . 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 494 . . . . . . . . . . . 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 1117 . . . . . . . . . . 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 3252 . . . . . . . . . 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 1117 . . . . . . . . 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 479 . . . . . . . 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 3256 . . . . . . 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 343 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑗 β†’ ((β„Ž ≀ 𝑖 β†’ (πΉβ€˜π‘–) ≀ 𝑏) ↔ (β„Ž ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏)))
7978cbvralvw 3232 . . . . . . . 8 (βˆ€π‘– ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑖 β†’ (πΉβ€˜π‘–) ≀ 𝑏) ↔ βˆ€π‘— ∈ 𝐡 (β„Ž ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏))
8056imbi1d 340 . . . . . . . . 9 (β„Ž = π‘˜ β†’ ((β„Ž ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏) ↔ (π‘˜ ≀ 𝑗 β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ 𝑏)))
8180ralbidv 3175 . . . . . . . 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 3233 . . . . . 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 15430 . . . 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 13104 . . . . 5 (𝑏 ∈ ℝ β†’ 𝑏 < +∞)
8786ad2antlr 723 . . . 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 13143 . . 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 3160 . 2 (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜πΉ) < +∞)
90 xrrebnd 13151 . . 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 709 1 (πœ‘ β†’ (lim supβ€˜πΉ) ∈ ℝ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2104  βˆ€wral 3059  βˆƒwrex 3068  Vcvv 3472   βŠ† wss 3947   class class class wbr 5147  βŸΆwf 6538  β€˜cfv 6542  supcsup 9437  β„cr 11111  +∞cpnf 11249  -∞cmnf 11250  β„*cxr 11251   < clt 11252   ≀ cle 11253  -cneg 11449  abscabs 15185  lim supclsp 15418
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7727  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  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 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-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-sup 9439  df-inf 9440  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-n0 12477  df-z 12563  df-uz 12827  df-rp 12979  df-ico 13334  df-seq 13971  df-exp 14032  df-cj 15050  df-re 15051  df-im 15052  df-sqrt 15186  df-abs 15187  df-limsup 15419
This theorem is referenced by:  limsupref  44699  ioodvbdlimc1lem2  44946  ioodvbdlimc2lem  44948
  Copyright terms: Public domain W3C validator