Theorem limsupvaluz3 40952

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
limsupvaluz3.k	⊢ Ⅎ𝑘𝜑
limsupvaluz3.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
limsupvaluz3.z	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
limsupvaluz3.b	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ*)

Assertion

Ref	Expression
limsupvaluz3	⊢ (𝜑 → (lim sup‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) = -𝑒(lim inf‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ -𝑒𝐵)))

Distinct variable groups:   𝑘,𝑀   𝑘,𝑍

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

Proof of Theorem limsupvaluz3

Step	Hyp	Ref	Expression
1		limsupvaluz3.k	. 2 ⊢ Ⅎ𝑘𝜑
2		limsupvaluz3.z	. . . 4 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
3	2	fvexi 6462	. . 3 ⊢ 𝑍 ∈ V
4	3	a1i 11	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ V)
5		limsupvaluz3.m	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
6	5	zred 11839	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
7		simpr 479	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞))) → 𝑘 ∈ (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞)))
8	5, 2	uzinico3 40712	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑍 = (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞)))
9	8	eqcomd 2784	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞)) = 𝑍)
10	9	adantr 474	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞))) → (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞)) = 𝑍)
11	7, 10	eleqtrd 2861	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞))) → 𝑘 ∈ 𝑍)
12		limsupvaluz3.b	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ*)
13	11, 12	syldan 585	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑍 ∩ (𝑀[,)+∞))) → 𝐵 ∈ ℝ*)
14	1, 4, 6, 13	limsupval4 40948	1 ⊢ (𝜑 → (lim sup‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) = -𝑒(lim inf‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ -𝑒𝐵)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 386   = wceq 1601  Ⅎwnf 1827   ∈ wcel 2107  Vcvv 3398   ∩ cin 3791   ↦ cmpt 4967  ‘cfv 6137  (class class class)co 6924  +∞cpnf 10410  ℝ^*cxr 10412  ℤcz 11733  ℤ_≥cuz 11997  -_𝑒cxne 12259  [,)cico 12494  lim supclsp 14618  lim infclsi 40905

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2055  ax-8 2109  ax-9 2116  ax-10 2135  ax-11 2150  ax-12 2163  ax-13 2334  ax-ext 2754  ax-rep 5008  ax-sep 5019  ax-nul 5027  ax-pow 5079  ax-pr 5140  ax-un 7228  ax-cnex 10330  ax-resscn 10331  ax-1cn 10332  ax-icn 10333  ax-addcl 10334  ax-addrcl 10335  ax-mulcl 10336  ax-mulrcl 10337  ax-mulcom 10338  ax-addass 10339  ax-mulass 10340  ax-distr 10341  ax-i2m1 10342  ax-1ne0 10343  ax-1rid 10344  ax-rnegex 10345  ax-rrecex 10346  ax-cnre 10347  ax-pre-lttri 10348  ax-pre-lttrn 10349  ax-pre-ltadd 10350  ax-pre-mulgt0 10351  ax-pre-sup 10352

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1605  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2551  df-eu 2587  df-clab 2764  df-cleq 2770  df-clel 2774  df-nfc 2921  df-ne 2970  df-nel 3076  df-ral 3095  df-rex 3096  df-reu 3097  df-rmo 3098  df-rab 3099  df-v 3400  df-sbc 3653  df-csb 3752  df-dif 3795  df-un 3797  df-in 3799  df-ss 3806  df-pss 3808  df-nul 4142  df-if 4308  df-pw 4381  df-sn 4399  df-pr 4401  df-tp 4403  df-op 4405  df-uni 4674  df-iun 4757  df-br 4889  df-opab 4951  df-mpt 4968  df-tr 4990  df-id 5263  df-eprel 5268  df-po 5276  df-so 5277  df-fr 5316  df-we 5318  df-xp 5363  df-rel 5364  df-cnv 5365  df-co 5366  df-dm 5367  df-rn 5368  df-res 5369  df-ima 5370  df-pred 5935  df-ord 5981  df-on 5982  df-lim 5983  df-suc 5984  df-iota 6101  df-fun 6139  df-fn 6140  df-f 6141  df-f1 6142  df-fo 6143  df-f1o 6144  df-fv 6145  df-isom 6146  df-riota 6885  df-ov 6927  df-oprab 6928  df-mpt2 6929  df-om 7346  df-1st 7447  df-2nd 7448  df-wrecs 7691  df-recs 7753  df-rdg 7791  df-er 8028  df-en 8244  df-dom 8245  df-sdom 8246  df-sup 8638  df-inf 8639  df-pnf 10415  df-mnf 10416  df-xr 10417  df-ltxr 10418  df-le 10419  df-sub 10610  df-neg 10611  df-div 11036  df-nn 11380  df-n0 11648  df-z 11734  df-uz 11998  df-q 12101  df-xneg 12262  df-ico 12498  df-limsup 14619  df-liminf 40906

This theorem is referenced by:  limsupvaluz4  40954