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

Theorem lmle 25349
Description: If the distance from each member of a converging sequence to a given point is less than or equal to a given amount, so is the convergence value. (Contributed by NM, 23-Dec-2007.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 1-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
lmle.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
lmle.3 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
lmle.4 (𝜑𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
lmle.6 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
lmle.7 (𝜑𝐹(⇝𝑡𝐽)𝑃)
lmle.8 (𝜑𝑄𝑋)
lmle.9 (𝜑𝑅 ∈ ℝ*)
lmle.10 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝑄𝐷(𝐹𝑘)) ≤ 𝑅)
Assertion
Ref Expression
lmle (𝜑 → (𝑄𝐷𝑃) ≤ 𝑅)
Distinct variable groups:   𝐷,𝑘   𝑘,𝐽   𝜑,𝑘   𝑘,𝑍   𝑘,𝐹   𝑃,𝑘   𝑄,𝑘   𝑅,𝑘   𝑘,𝑋
Allowed substitution hint:   𝑀(𝑘)

Proof of Theorem lmle
Dummy variables 𝑗 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lmle.1 . . . 4 𝑍 = (ℤ𝑀)
2 lmle.4 . . . . 5 (𝜑𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
3 lmle.3 . . . . . 6 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
43mopntopon 24465 . . . . 5 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
52, 4syl 17 . . . 4 (𝜑𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
6 lmle.6 . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
7 lmrel 23254 . . . . 5 Rel (⇝𝑡𝐽)
8 lmle.7 . . . . 5 (𝜑𝐹(⇝𝑡𝐽)𝑃)
9 releldm 5958 . . . . 5 ((Rel (⇝𝑡𝐽) ∧ 𝐹(⇝𝑡𝐽)𝑃) → 𝐹 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))
107, 8, 9sylancr 587 . . . 4 (𝜑𝐹 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))
111, 5, 6, 10lmff 23325 . . 3 (𝜑 → ∃𝑗𝑍 (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)
12 eqid 2735 . . . 4 (ℤ𝑗) = (ℤ𝑗)
135adantr 480 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
14 simprl 771 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) → 𝑗𝑍)
1514, 1eleqtrdi 2849 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) → 𝑗 ∈ (ℤ𝑀))
16 eluzelz 12886 . . . . 5 (𝑗 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑗 ∈ ℤ)
1715, 16syl 17 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) → 𝑗 ∈ ℤ)
188adantr 480 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) → 𝐹(⇝𝑡𝐽)𝑃)
19 oveq2 7439 . . . . . 6 (𝑥 = (𝐹𝑘) → (𝑄𝐷𝑥) = (𝑄𝐷(𝐹𝑘)))
2019breq1d 5158 . . . . 5 (𝑥 = (𝐹𝑘) → ((𝑄𝐷𝑥) ≤ 𝑅 ↔ (𝑄𝐷(𝐹𝑘)) ≤ 𝑅))
21 fvres 6926 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (ℤ𝑗) → ((𝐹 ↾ (ℤ𝑗))‘𝑘) = (𝐹𝑘))
2221adantl 481 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → ((𝐹 ↾ (ℤ𝑗))‘𝑘) = (𝐹𝑘))
23 simprr 773 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) → (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)
2423ffvelcdmda 7104 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → ((𝐹 ↾ (ℤ𝑗))‘𝑘) ∈ 𝑋)
2522, 24eqeltrrd 2840 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → (𝐹𝑘) ∈ 𝑋)
261uztrn2 12895 . . . . . . 7 ((𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → 𝑘𝑍)
2714, 26sylan 580 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → 𝑘𝑍)
28 lmle.10 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝑄𝐷(𝐹𝑘)) ≤ 𝑅)
2928adantlr 715 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) ∧ 𝑘𝑍) → (𝑄𝐷(𝐹𝑘)) ≤ 𝑅)
3027, 29syldan 591 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → (𝑄𝐷(𝐹𝑘)) ≤ 𝑅)
3120, 25, 30elrabd 3697 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → (𝐹𝑘) ∈ {𝑥𝑋 ∣ (𝑄𝐷𝑥) ≤ 𝑅})
32 lmle.8 . . . . . 6 (𝜑𝑄𝑋)
33 lmle.9 . . . . . 6 (𝜑𝑅 ∈ ℝ*)
34 eqid 2735 . . . . . . 7 {𝑥𝑋 ∣ (𝑄𝐷𝑥) ≤ 𝑅} = {𝑥𝑋 ∣ (𝑄𝐷𝑥) ≤ 𝑅}
353, 34blcld 24534 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑄𝑋𝑅 ∈ ℝ*) → {𝑥𝑋 ∣ (𝑄𝐷𝑥) ≤ 𝑅} ∈ (Clsd‘𝐽))
362, 32, 33, 35syl3anc 1370 . . . . 5 (𝜑 → {𝑥𝑋 ∣ (𝑄𝐷𝑥) ≤ 𝑅} ∈ (Clsd‘𝐽))
3736adantr 480 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) → {𝑥𝑋 ∣ (𝑄𝐷𝑥) ≤ 𝑅} ∈ (Clsd‘𝐽))
3812, 13, 17, 18, 31, 37lmcld 23327 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑍 ∧ (𝐹 ↾ (ℤ𝑗)):(ℤ𝑗)⟶𝑋)) → 𝑃 ∈ {𝑥𝑋 ∣ (𝑄𝐷𝑥) ≤ 𝑅})
3911, 38rexlimddv 3159 . 2 (𝜑𝑃 ∈ {𝑥𝑋 ∣ (𝑄𝐷𝑥) ≤ 𝑅})
40 oveq2 7439 . . . . 5 (𝑥 = 𝑃 → (𝑄𝐷𝑥) = (𝑄𝐷𝑃))
4140breq1d 5158 . . . 4 (𝑥 = 𝑃 → ((𝑄𝐷𝑥) ≤ 𝑅 ↔ (𝑄𝐷𝑃) ≤ 𝑅))
4241elrab 3695 . . 3 (𝑃 ∈ {𝑥𝑋 ∣ (𝑄𝐷𝑥) ≤ 𝑅} ↔ (𝑃𝑋 ∧ (𝑄𝐷𝑃) ≤ 𝑅))
4342simprbi 496 . 2 (𝑃 ∈ {𝑥𝑋 ∣ (𝑄𝐷𝑥) ≤ 𝑅} → (𝑄𝐷𝑃) ≤ 𝑅)
4439, 43syl 17 1 (𝜑 → (𝑄𝐷𝑃) ≤ 𝑅)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1537  wcel 2106  {crab 3433   class class class wbr 5148  dom cdm 5689  cres 5691  Rel wrel 5694  wf 6559  cfv 6563  (class class class)co 7431  *cxr 11292  cle 11294  cz 12611  cuz 12876  ∞Metcxmet 21367  MetOpencmopn 21372  TopOnctopon 22932  Clsdccld 23040  𝑡clm 23250
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5285  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230  ax-pre-sup 11231
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-int 4952  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-er 8744  df-map 8867  df-pm 8868  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-sup 9480  df-inf 9481  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-nn 12265  df-2 12327  df-n0 12525  df-z 12612  df-uz 12877  df-q 12989  df-rp 13033  df-xneg 13152  df-xadd 13153  df-xmul 13154  df-topgen 17490  df-psmet 21374  df-xmet 21375  df-bl 21377  df-mopn 21378  df-top 22916  df-topon 22933  df-bases 22969  df-cld 23043  df-ntr 23044  df-cls 23045  df-lm 23253
This theorem is referenced by:  nglmle  25350  minvecolem4  30909
  Copyright terms: Public domain W3C validator