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

Theorem lmle 25151
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 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
lmle.3 𝐽 = (MetOpenβ€˜π·)
lmle.4 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
lmle.6 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
lmle.7 (πœ‘ β†’ 𝐹(β‡π‘‘β€˜π½)𝑃)
lmle.8 (πœ‘ β†’ 𝑄 ∈ 𝑋)
lmle.9 (πœ‘ β†’ 𝑅 ∈ ℝ*)
lmle.10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (𝑄𝐷(πΉβ€˜π‘˜)) ≀ 𝑅)
Assertion
Ref Expression
lmle (πœ‘ β†’ (𝑄𝐷𝑃) ≀ 𝑅)
Distinct variable groups:   𝐷,π‘˜   π‘˜,𝐽   πœ‘,π‘˜   π‘˜,𝑍   π‘˜,𝐹   𝑃,π‘˜   𝑄,π‘˜   𝑅,π‘˜   π‘˜,𝑋
Allowed substitution hint:   𝑀(π‘˜)

Proof of Theorem lmle
Dummy variables 𝑗 π‘₯ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lmle.1 . . . 4 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
2 lmle.4 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
3 lmle.3 . . . . . 6 𝐽 = (MetOpenβ€˜π·)
43mopntopon 24267 . . . . 5 (𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) β†’ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹))
52, 4syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹))
6 lmle.6 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
7 lmrel 23056 . . . . 5 Rel (β‡π‘‘β€˜π½)
8 lmle.7 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐹(β‡π‘‘β€˜π½)𝑃)
9 releldm 5933 . . . . 5 ((Rel (β‡π‘‘β€˜π½) ∧ 𝐹(β‡π‘‘β€˜π½)𝑃) β†’ 𝐹 ∈ dom (β‡π‘‘β€˜π½))
107, 8, 9sylancr 586 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ dom (β‡π‘‘β€˜π½))
111, 5, 6, 10lmff 23127 . . 3 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)
12 eqid 2724 . . . 4 (β„€β‰₯β€˜π‘—) = (β„€β‰₯β€˜π‘—)
135adantr 480 . . . 4 ((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) β†’ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹))
14 simprl 768 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) β†’ 𝑗 ∈ 𝑍)
1514, 1eleqtrdi 2835 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) β†’ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
16 eluzelz 12829 . . . . 5 (𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€) β†’ 𝑗 ∈ β„€)
1715, 16syl 17 . . . 4 ((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) β†’ 𝑗 ∈ β„€)
188adantr 480 . . . 4 ((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) β†’ 𝐹(β‡π‘‘β€˜π½)𝑃)
19 oveq2 7409 . . . . . 6 (π‘₯ = (πΉβ€˜π‘˜) β†’ (𝑄𝐷π‘₯) = (𝑄𝐷(πΉβ€˜π‘˜)))
2019breq1d 5148 . . . . 5 (π‘₯ = (πΉβ€˜π‘˜) β†’ ((𝑄𝐷π‘₯) ≀ 𝑅 ↔ (𝑄𝐷(πΉβ€˜π‘˜)) ≀ 𝑅))
21 fvres 6900 . . . . . . 7 (π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—) β†’ ((𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—))β€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘˜))
2221adantl 481 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ ((𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—))β€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘˜))
23 simprr 770 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) β†’ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)
2423ffvelcdmda 7076 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ ((𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—))β€˜π‘˜) ∈ 𝑋)
2522, 24eqeltrrd 2826 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋)
261uztrn2 12838 . . . . . . 7 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
2714, 26sylan 579 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
28 lmle.10 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (𝑄𝐷(πΉβ€˜π‘˜)) ≀ 𝑅)
2928adantlr 712 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (𝑄𝐷(πΉβ€˜π‘˜)) ≀ 𝑅)
3027, 29syldan 590 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (𝑄𝐷(πΉβ€˜π‘˜)) ≀ 𝑅)
3120, 25, 30elrabd 3677 . . . 4 (((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ {π‘₯ ∈ 𝑋 ∣ (𝑄𝐷π‘₯) ≀ 𝑅})
32 lmle.8 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑄 ∈ 𝑋)
33 lmle.9 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑅 ∈ ℝ*)
34 eqid 2724 . . . . . . 7 {π‘₯ ∈ 𝑋 ∣ (𝑄𝐷π‘₯) ≀ 𝑅} = {π‘₯ ∈ 𝑋 ∣ (𝑄𝐷π‘₯) ≀ 𝑅}
353, 34blcld 24336 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑄 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ {π‘₯ ∈ 𝑋 ∣ (𝑄𝐷π‘₯) ≀ 𝑅} ∈ (Clsdβ€˜π½))
362, 32, 33, 35syl3anc 1368 . . . . 5 (πœ‘ β†’ {π‘₯ ∈ 𝑋 ∣ (𝑄𝐷π‘₯) ≀ 𝑅} ∈ (Clsdβ€˜π½))
3736adantr 480 . . . 4 ((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) β†’ {π‘₯ ∈ 𝑋 ∣ (𝑄𝐷π‘₯) ≀ 𝑅} ∈ (Clsdβ€˜π½))
3812, 13, 17, 18, 31, 37lmcld 23129 . . 3 ((πœ‘ ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆπ‘‹)) β†’ 𝑃 ∈ {π‘₯ ∈ 𝑋 ∣ (𝑄𝐷π‘₯) ≀ 𝑅})
3911, 38rexlimddv 3153 . 2 (πœ‘ β†’ 𝑃 ∈ {π‘₯ ∈ 𝑋 ∣ (𝑄𝐷π‘₯) ≀ 𝑅})
40 oveq2 7409 . . . . 5 (π‘₯ = 𝑃 β†’ (𝑄𝐷π‘₯) = (𝑄𝐷𝑃))
4140breq1d 5148 . . . 4 (π‘₯ = 𝑃 β†’ ((𝑄𝐷π‘₯) ≀ 𝑅 ↔ (𝑄𝐷𝑃) ≀ 𝑅))
4241elrab 3675 . . 3 (𝑃 ∈ {π‘₯ ∈ 𝑋 ∣ (𝑄𝐷π‘₯) ≀ 𝑅} ↔ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ (𝑄𝐷𝑃) ≀ 𝑅))
4342simprbi 496 . 2 (𝑃 ∈ {π‘₯ ∈ 𝑋 ∣ (𝑄𝐷π‘₯) ≀ 𝑅} β†’ (𝑄𝐷𝑃) ≀ 𝑅)
4439, 43syl 17 1 (πœ‘ β†’ (𝑄𝐷𝑃) ≀ 𝑅)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  {crab 3424   class class class wbr 5138  dom cdm 5666   β†Ύ cres 5668  Rel wrel 5671  βŸΆwf 6529  β€˜cfv 6533  (class class class)co 7401  β„*cxr 11244   ≀ cle 11246  β„€cz 12555  β„€β‰₯cuz 12819  βˆžMetcxmet 21213  MetOpencmopn 21218  TopOnctopon 22734  Clsdccld 22842  β‡π‘‘clm 23052
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-rep 5275  ax-sep 5289  ax-nul 5296  ax-pow 5353  ax-pr 5417  ax-un 7718  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3063  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3770  df-csb 3886  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3957  df-pss 3959  df-nul 4315  df-if 4521  df-pw 4596  df-sn 4621  df-pr 4623  df-op 4627  df-uni 4900  df-int 4941  df-iun 4989  df-iin 4990  df-br 5139  df-opab 5201  df-mpt 5222  df-tr 5256  df-id 5564  df-eprel 5570  df-po 5578  df-so 5579  df-fr 5621  df-we 5623  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6290  df-ord 6357  df-on 6358  df-lim 6359  df-suc 6360  df-iota 6485  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7357  df-ov 7404  df-oprab 7405  df-mpo 7406  df-om 7849  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8261  df-wrecs 8292  df-recs 8366  df-rdg 8405  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-sup 9433  df-inf 9434  df-pnf 11247  df-mnf 11248  df-xr 11249  df-ltxr 11250  df-le 11251  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11869  df-nn 12210  df-2 12272  df-n0 12470  df-z 12556  df-uz 12820  df-q 12930  df-rp 12972  df-xneg 13089  df-xadd 13090  df-xmul 13091  df-topgen 17388  df-psmet 21220  df-xmet 21221  df-bl 21223  df-mopn 21224  df-top 22718  df-topon 22735  df-bases 22771  df-cld 22845  df-ntr 22846  df-cls 22847  df-lm 23055
This theorem is referenced by:  nglmle  25152  minvecolem4  30602
  Copyright terms: Public domain W3C validator