Theorem lmdvglim 34314

Description: If a monotonic real number sequence 𝐹 diverges, it converges in the extended real numbers and its limit is plus infinity. (Contributed by Thierry Arnoux, 3-Aug-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
lmdvglim.j	⊢ 𝐽 = (TopOpen‘(ℝ*𝑠 ↾s (0[,]+∞)))
lmdvglim.1	⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞))
lmdvglim.2	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑘 + 1)))
lmdvglim.3	⊢ (𝜑 → ¬ 𝐹 ∈ dom ⇝ )

Assertion

Ref	Expression
lmdvglim	⊢ (𝜑 → 𝐹(⇝𝑡‘𝐽)+∞)

Distinct variable groups:   𝑘,𝐹   𝑘,𝐽   𝜑,𝑘

Proof of Theorem lmdvglim

Dummy variables 𝑗 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lmdvglim.1	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞))
2		lmdvglim.2	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑘 + 1)))
3		lmdvglim.3	. . 3 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝐹 ∈ dom ⇝ )
4	1, 2, 3	lmdvg 34313	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑥 < (𝐹‘𝑘))
5		lmdvglim.j	. . 3 ⊢ 𝐽 = (TopOpen‘(ℝ*𝑠 ↾s (0[,]+∞)))
6		icossicc 13466	. . . 4 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞)
7		fss 6726	. . . 4 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) ∧ (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞)) → 𝐹:ℕ⟶(0[,]+∞))
8	1, 6, 7	sylancl 597	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶(0[,]+∞))
9		eqidd 2771	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑘))
10	5, 8, 9	lmxrge0 34312	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹(⇝𝑡‘𝐽)+∞ ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑥 < (𝐹‘𝑘)))
11	4, 10	mpbird 260	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹(⇝𝑡‘𝐽)+∞)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 400   = wceq 1568   ∈ wcel 2150  ∀wral 3086  ∃wrex 3096   ⊆ wss 3913   class class class wbr 5114  dom cdm 5665  ⟶wf 6536  ‘cfv 6540  (class class class)co 7414  ℝcr 11102  0cc0 11103  1c1 11104   + caddc 11106  +∞cpnf 11243   < clt 11246   ≤ cle 11247  ℕcn 12236  ℤ_≥cuz 12865  [,)cico 13377  [,]cicc 13378   ⇝ cli 15538   ↾_s cress 17293  TopOpenctopn 17477  ℝ^*_𝑠cxrs 17557  ⇝_𝑡clm 23366

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1823  ax-4 1837  ax-5 1938  ax-6 1995  ax-7 2036  ax-8 2152  ax-9 2160  ax-10 2183  ax-11 2199  ax-12 2220  ax-ext 2742  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5340  ax-pr 5408  ax-un 7736  ax-cnex 11159  ax-resscn 11160  ax-1cn 11161  ax-icn 11162  ax-addcl 11163  ax-addrcl 11164  ax-mulcl 11165  ax-mulrcl 11166  ax-mulcom 11167  ax-addass 11168  ax-mulass 11169  ax-distr 11170  ax-i2m1 11171  ax-1ne0 11172  ax-1rid 11173  ax-rnegex 11174  ax-rrecex 11175  ax-cnre 11176  ax-pre-lttri 11177  ax-pre-lttrn 11178  ax-pre-ltadd 11179  ax-pre-mulgt0 11180  ax-pre-sup 11181

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1571  df-fal 1581  df-ex 1808  df-nf 1812  df-sb 2099  df-mo 2574  df-eu 2604  df-clab 2749  df-cleq 2762  df-clel 2845  df-nfc 2919  df-ne 2966  df-nel 3072  df-ral 3087  df-rex 3097  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3464  df-sbc 3753  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5560  df-eprel 5565  df-po 5573  df-so 5574  df-fr 5618  df-we 5620  df-xp 5671  df-rel 5672  df-cnv 5673  df-co 5674  df-dm 5675  df-rn 5676  df-res 5677  df-ima 5678  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7866  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8456  df-2o 8457  df-er 8697  df-pm 8830  df-en 8947  df-dom 8948  df-sdom 8949  df-fin 8950  df-fi 9374  df-sup 9405  df-pnf 11248  df-mnf 11249  df-xr 11250  df-ltxr 11251  df-le 11252  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11875  df-nn 12237  df-2 12306  df-3 12307  df-4 12308  df-5 12309  df-6 12310  df-7 12311  df-8 12312  df-9 12313  df-n0 12508  df-z 12595  df-dec 12715  df-uz 12866  df-rp 13020  df-ioo 13379  df-ioc 13380  df-ico 13381  df-icc 13382  df-fz 13539  df-seq 14041  df-exp 14101  df-cj 15153  df-re 15154  df-im 15155  df-sqrt 15289  df-abs 15290  df-clim 15542  df-struct 17210  df-sets 17227  df-slot 17245  df-ndx 17257  df-base 17273  df-ress 17294  df-plusg 17326  df-mulr 17327  df-tset 17332  df-ple 17333  df-ds 17335  df-rest 17478  df-topn 17479  df-topgen 17499  df-ordt 17558  df-xrs 17559  df-ps 18625  df-tsr 18626  df-top 23034  df-topon 23051  df-bases 23086  df-lm 23369

This theorem is referenced by:  esumcvg  34446