MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lmcvg Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lmcvg 21391
Description: Convergence property of a converging sequence. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Nov-2013.)
Hypotheses
Ref Expression
lmcvg.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
lmcvg.3 (𝜑𝑃𝑈)
lmcvg.4 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
lmcvg.5 (𝜑𝐹(⇝𝑡𝐽)𝑃)
lmcvg.6 (𝜑𝑈𝐽)
Assertion
Ref Expression
lmcvg (𝜑 → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑘) ∈ 𝑈)
Distinct variable groups:   𝑗,𝑘,𝐹   𝑗,𝐽,𝑘   𝑃,𝑗,𝑘   𝜑,𝑗,𝑘   𝑈,𝑗,𝑘   𝑗,𝑀   𝑗,𝑍,𝑘
Allowed substitution hint:   𝑀(𝑘)

Proof of Theorem lmcvg
Dummy variable 𝑢 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lmcvg.3 . 2 (𝜑𝑃𝑈)
2 eleq2 2865 . . . 4 (𝑢 = 𝑈 → (𝑃𝑢𝑃𝑈))
3 eleq2 2865 . . . . 5 (𝑢 = 𝑈 → ((𝐹𝑘) ∈ 𝑢 ↔ (𝐹𝑘) ∈ 𝑈))
43rexralbidv 3237 . . . 4 (𝑢 = 𝑈 → (∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑘) ∈ 𝑢 ↔ ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑘) ∈ 𝑈))
52, 4imbi12d 336 . . 3 (𝑢 = 𝑈 → ((𝑃𝑢 → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑘) ∈ 𝑢) ↔ (𝑃𝑈 → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑘) ∈ 𝑈)))
6 lmcvg.5 . . . . . 6 (𝜑𝐹(⇝𝑡𝐽)𝑃)
7 lmrcl 21360 . . . . . . . . 9 (𝐹(⇝𝑡𝐽)𝑃𝐽 ∈ Top)
86, 7syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝐽 ∈ Top)
9 eqid 2797 . . . . . . . . 9 𝐽 = 𝐽
109toptopon 21046 . . . . . . . 8 (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘ 𝐽))
118, 10sylib 210 . . . . . . 7 (𝜑𝐽 ∈ (TopOn‘ 𝐽))
12 lmcvg.1 . . . . . . 7 𝑍 = (ℤ𝑀)
13 lmcvg.4 . . . . . . 7 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
1411, 12, 13lmbr2 21388 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐹(⇝𝑡𝐽)𝑃 ↔ (𝐹 ∈ ( 𝐽pm ℂ) ∧ 𝑃 𝐽 ∧ ∀𝑢𝐽 (𝑃𝑢 → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑢)))))
156, 14mpbid 224 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹 ∈ ( 𝐽pm ℂ) ∧ 𝑃 𝐽 ∧ ∀𝑢𝐽 (𝑃𝑢 → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑢))))
1615simp3d 1175 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑢𝐽 (𝑃𝑢 → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑢)))
17 simpr 478 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑢) → (𝐹𝑘) ∈ 𝑢)
1817ralimi 3131 . . . . . . 7 (∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑢) → ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑘) ∈ 𝑢)
1918reximi 3189 . . . . . 6 (∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑢) → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑘) ∈ 𝑢)
2019imim2i 16 . . . . 5 ((𝑃𝑢 → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑢)) → (𝑃𝑢 → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑘) ∈ 𝑢))
2120ralimi 3131 . . . 4 (∀𝑢𝐽 (𝑃𝑢 → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑢)) → ∀𝑢𝐽 (𝑃𝑢 → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑘) ∈ 𝑢))
2216, 21syl 17 . . 3 (𝜑 → ∀𝑢𝐽 (𝑃𝑢 → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑘) ∈ 𝑢))
23 lmcvg.6 . . 3 (𝜑𝑈𝐽)
245, 22, 23rspcdva 3501 . 2 (𝜑 → (𝑃𝑈 → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑘) ∈ 𝑈))
251, 24mpd 15 1 (𝜑 → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑘) ∈ 𝑈)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 385  w3a 1108   = wceq 1653  wcel 2157  wral 3087  wrex 3088   cuni 4626   class class class wbr 4841  dom cdm 5310  cfv 6099  (class class class)co 6876  pm cpm 8094  cc 10220  cz 11662  cuz 11926  Topctop 21022  TopOnctopon 21039  𝑡clm 21355
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2375  ax-ext 2775  ax-sep 4973  ax-nul 4981  ax-pow 5033  ax-pr 5095  ax-un 7181  ax-cnex 10278  ax-resscn 10279  ax-pre-lttri 10296  ax-pre-lttrn 10297
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2590  df-eu 2607  df-clab 2784  df-cleq 2790  df-clel 2793  df-nfc 2928  df-ne 2970  df-nel 3073  df-ral 3092  df-rex 3093  df-rab 3096  df-v 3385  df-sbc 3632  df-csb 3727  df-dif 3770  df-un 3772  df-in 3774  df-ss 3781  df-nul 4114  df-if 4276  df-pw 4349  df-sn 4367  df-pr 4369  df-op 4373  df-uni 4627  df-iun 4710  df-br 4842  df-opab 4904  df-mpt 4921  df-id 5218  df-po 5231  df-so 5232  df-xp 5316  df-rel 5317  df-cnv 5318  df-co 5319  df-dm 5320  df-rn 5321  df-res 5322  df-ima 5323  df-iota 6062  df-fun 6101  df-fn 6102  df-f 6103  df-f1 6104  df-fo 6105  df-f1o 6106  df-fv 6107  df-ov 6879  df-oprab 6880  df-mpt2 6881  df-1st 7399  df-2nd 7400  df-er 7980  df-pm 8096  df-en 8194  df-dom 8195  df-sdom 8196  df-pnf 10363  df-mnf 10364  df-xr 10365  df-ltxr 10366  df-le 10367  df-neg 10557  df-z 11663  df-uz 11927  df-top 21023  df-topon 21040  df-lm 21358
This theorem is referenced by:  lmmo  21509  1stccnp  21590  1stckgenlem  21681  iscmet3lem2  23414
  Copyright terms: Public domain W3C validator