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

Theorem limsupvaluzmpt 45356
Description: The superior limit, when the domain of the function is a set of upper integers (the first condition is needed, otherwise the l.h.s. would be -∞ and the r.h.s. would be +∞). (Contributed by Glauco Siliprandi, 23-Oct-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
limsupvaluzmpt.j 𝑗𝜑
limsupvaluzmpt.m (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
limsupvaluzmpt.z 𝑍 = (ℤ𝑀)
limsupvaluzmpt.b ((𝜑𝑗𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ*)
Assertion
Ref Expression
limsupvaluzmpt (𝜑 → (lim sup‘(𝑗𝑍𝐵)) = inf(ran (𝑘𝑍 ↦ sup(ran (𝑗 ∈ (ℤ𝑘) ↦ 𝐵), ℝ*, < )), ℝ*, < ))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑘   𝑗,𝑍,𝑘
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑗,𝑘)   𝐵(𝑗)   𝑀(𝑗,𝑘)

Proof of Theorem limsupvaluzmpt
StepHypRef Expression
1 limsupvaluzmpt.m . . 3 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
2 limsupvaluzmpt.z . . 3 𝑍 = (ℤ𝑀)
3 limsupvaluzmpt.j . . . 4 𝑗𝜑
4 limsupvaluzmpt.b . . . 4 ((𝜑𝑗𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ*)
53, 4fmptd2f 44860 . . 3 (𝜑 → (𝑗𝑍𝐵):𝑍⟶ℝ*)
61, 2, 5limsupvaluz 45347 . 2 (𝜑 → (lim sup‘(𝑗𝑍𝐵)) = inf(ran (𝑘𝑍 ↦ sup(ran ((𝑗𝑍𝐵) ↾ (ℤ𝑘)), ℝ*, < )), ℝ*, < ))
72uzssd3 45059 . . . . . . . . 9 (𝑘𝑍 → (ℤ𝑘) ⊆ 𝑍)
87resmptd 6051 . . . . . . . 8 (𝑘𝑍 → ((𝑗𝑍𝐵) ↾ (ℤ𝑘)) = (𝑗 ∈ (ℤ𝑘) ↦ 𝐵))
98rneqd 5946 . . . . . . 7 (𝑘𝑍 → ran ((𝑗𝑍𝐵) ↾ (ℤ𝑘)) = ran (𝑗 ∈ (ℤ𝑘) ↦ 𝐵))
109supeq1d 9491 . . . . . 6 (𝑘𝑍 → sup(ran ((𝑗𝑍𝐵) ↾ (ℤ𝑘)), ℝ*, < ) = sup(ran (𝑗 ∈ (ℤ𝑘) ↦ 𝐵), ℝ*, < ))
1110mpteq2ia 5258 . . . . 5 (𝑘𝑍 ↦ sup(ran ((𝑗𝑍𝐵) ↾ (ℤ𝑘)), ℝ*, < )) = (𝑘𝑍 ↦ sup(ran (𝑗 ∈ (ℤ𝑘) ↦ 𝐵), ℝ*, < ))
1211a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (𝑘𝑍 ↦ sup(ran ((𝑗𝑍𝐵) ↾ (ℤ𝑘)), ℝ*, < )) = (𝑘𝑍 ↦ sup(ran (𝑗 ∈ (ℤ𝑘) ↦ 𝐵), ℝ*, < )))
1312rneqd 5946 . . 3 (𝜑 → ran (𝑘𝑍 ↦ sup(ran ((𝑗𝑍𝐵) ↾ (ℤ𝑘)), ℝ*, < )) = ran (𝑘𝑍 ↦ sup(ran (𝑗 ∈ (ℤ𝑘) ↦ 𝐵), ℝ*, < )))
1413infeq1d 9522 . 2 (𝜑 → inf(ran (𝑘𝑍 ↦ sup(ran ((𝑗𝑍𝐵) ↾ (ℤ𝑘)), ℝ*, < )), ℝ*, < ) = inf(ran (𝑘𝑍 ↦ sup(ran (𝑗 ∈ (ℤ𝑘) ↦ 𝐵), ℝ*, < )), ℝ*, < ))
156, 14eqtrd 2766 1 (𝜑 → (lim sup‘(𝑗𝑍𝐵)) = inf(ran (𝑘𝑍 ↦ sup(ran (𝑗 ∈ (ℤ𝑘) ↦ 𝐵), ℝ*, < )), ℝ*, < ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 394   = wceq 1534  wnf 1778  wcel 2099  cmpt 5238  ran crn 5685  cres 5686  cfv 6556  supcsup 9485  infcinf 9486  *cxr 11299   < clt 11300  cz 12612  cuz 12876  lim supclsp 15474
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 2167  ax-ext 2697  ax-rep 5292  ax-sep 5306  ax-nul 5313  ax-pow 5371  ax-pr 5435  ax-un 7748  ax-cnex 11216  ax-resscn 11217  ax-1cn 11218  ax-icn 11219  ax-addcl 11220  ax-addrcl 11221  ax-mulcl 11222  ax-mulrcl 11223  ax-mulcom 11224  ax-addass 11225  ax-mulass 11226  ax-distr 11227  ax-i2m1 11228  ax-1ne0 11229  ax-1rid 11230  ax-rnegex 11231  ax-rrecex 11232  ax-cnre 11233  ax-pre-lttri 11234  ax-pre-lttrn 11235  ax-pre-ltadd 11236  ax-pre-mulgt0 11237  ax-pre-sup 11238
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3464  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3967  df-nul 4326  df-if 4534  df-pw 4609  df-sn 4634  df-pr 4636  df-op 4640  df-uni 4916  df-iun 5005  df-br 5156  df-opab 5218  df-mpt 5239  df-tr 5273  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5639  df-we 5641  df-xp 5690  df-rel 5691  df-cnv 5692  df-co 5693  df-dm 5694  df-rn 5695  df-res 5696  df-ima 5697  df-pred 6314  df-ord 6381  df-on 6382  df-lim 6383  df-suc 6384  df-iota 6508  df-fun 6558  df-fn 6559  df-f 6560  df-f1 6561  df-fo 6562  df-f1o 6563  df-fv 6564  df-riota 7382  df-ov 7429  df-oprab 7430  df-mpo 7431  df-om 7879  df-1st 8005  df-2nd 8006  df-frecs 8298  df-wrecs 8329  df-recs 8403  df-rdg 8442  df-er 8736  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-sup 9487  df-inf 9488  df-pnf 11302  df-mnf 11303  df-xr 11304  df-ltxr 11305  df-le 11306  df-sub 11498  df-neg 11499  df-nn 12267  df-n0 12527  df-z 12613  df-uz 12877  df-ico 13386  df-fl 13814  df-limsup 15475
This theorem is referenced by:  smflimsuplem4  46462
  Copyright terms: Public domain W3C validator