Theorem mbflimlem 25566

Description: The pointwise limit of a sequence of measurable real-valued functions is measurable. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Sep-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
mbflim.1	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
mbflim.2	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
mbflim.4	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ 𝐶)
mbflim.5	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ MblFn)
mbflimlem.6	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ 𝑍 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴)) → 𝐵 ∈ ℝ)

Assertion

Ref	Expression
mbflimlem	⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶) ∈ MblFn)

Distinct variable groups:   𝑥,𝑛,𝐴   𝜑,𝑛,𝑥   𝑛,𝑍,𝑥

Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥,𝑛)   𝐶(𝑥,𝑛)   𝑀(𝑥,𝑛)

Proof of Theorem mbflimlem

Dummy variables 𝑗 𝑘 𝑚 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mbflim.1	. . . . 5 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
2		mbflimlem.6	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ 𝑍 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴)) → 𝐵 ∈ ℝ)
3	2	anass1rs 655	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
4	3	fmpttd 7049	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵):𝑍⟶ℝ)
5		mbflim.2	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
6	5	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑀 ∈ ℤ)
7		mbflim.4	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ 𝐶)
8		climrel 15399	. . . . . . . 8 ⊢ Rel ⇝
9	8	releldmi 5890	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ 𝐶 → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ∈ dom ⇝ )
10	7, 9	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ∈ dom ⇝ )
11	1	climcau 15578	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ∈ dom ⇝ ) → ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(abs‘(((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑗) − ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑘))) < 𝑦)
12	6, 10, 11	syl2anc 584	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(abs‘(((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑗) − ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑘))) < 𝑦)
13	1, 4, 12	caurcvg 15584	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)))
14		climuni 15459	. . . 4 ⊢ (((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) ∧ (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ 𝐶) → (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) = 𝐶)
15	13, 7, 14	syl2anc 584	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) = 𝐶)
16	15	mpteq2dva 5185	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵))) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶))
17		eqid 2729	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵))) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)))
18		eqid 2729	. . 3 ⊢ (𝑚 ∈ ℝ ↦ sup((((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) “ (𝑚[,)+∞)) ∩ ℝ*), ℝ*, < )) = (𝑚 ∈ ℝ ↦ sup((((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) “ (𝑚[,)+∞)) ∩ ℝ*), ℝ*, < ))
19	4	ffvelcdmda 7018	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑘) ∈ ℝ)
20	1, 6, 13, 19	climrecl 15490	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) ∈ ℝ)
21		mbflim.5	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ MblFn)
22	1, 17, 18, 5, 20, 21, 2	mbflimsup 25565	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵))) ∈ MblFn)
23	16, 22	eqeltrrd 2829	1 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶) ∈ MblFn)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3044  ∃wrex 3053   ∩ cin 3902   class class class wbr 5092   ↦ cmpt 5173  dom cdm 5619   “ cima 5622  ‘cfv 6482  (class class class)co 7349  supcsup 9330  ℝcr 11008  +∞cpnf 11146  ℝ^*cxr 11148   < clt 11149   − cmin 11347  ℤcz 12471  ℤ_≥cuz 12735  ℝ⁺crp 12893  [,)cico 13250  abscabs 15141  lim supclsp 15377   ⇝ cli 15391  MblFncmbf 25513

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5218  ax-sep 5235  ax-nul 5245  ax-pow 5304  ax-pr 5371  ax-un 7671  ax-inf2 9537  ax-cc 10329  ax-cnex 11065  ax-resscn 11066  ax-1cn 11067  ax-icn 11068  ax-addcl 11069  ax-addrcl 11070  ax-mulcl 11071  ax-mulrcl 11072  ax-mulcom 11073  ax-addass 11074  ax-mulass 11075  ax-distr 11076  ax-i2m1 11077  ax-1ne0 11078  ax-1rid 11079  ax-rnegex 11080  ax-rrecex 11081  ax-cnre 11082  ax-pre-lttri 11083  ax-pre-lttrn 11084  ax-pre-ltadd 11085  ax-pre-mulgt0 11086  ax-pre-sup 11087

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3395  df-v 3438  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4285  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-op 4584  df-uni 4859  df-int 4897  df-iun 4943  df-disj 5060  df-br 5093  df-opab 5155  df-mpt 5174  df-tr 5200  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-se 5573  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-pred 6249  df-ord 6310  df-on 6311  df-lim 6312  df-suc 6313  df-iota 6438  df-fun 6484  df-fn 6485  df-f 6486  df-f1 6487  df-fo 6488  df-f1o 6489  df-fv 6490  df-isom 6491  df-riota 7306  df-ov 7352  df-oprab 7353  df-mpo 7354  df-of 7613  df-om 7800  df-1st 7924  df-2nd 7925  df-frecs 8214  df-wrecs 8245  df-recs 8294  df-rdg 8332  df-1o 8388  df-2o 8389  df-oadd 8392  df-omul 8393  df-er 8625  df-map 8755  df-pm 8756  df-en 8873  df-dom 8874  df-sdom 8875  df-fin 8876  df-sup 9332  df-inf 9333  df-oi 9402  df-dju 9797  df-card 9835  df-acn 9838  df-pnf 11151  df-mnf 11152  df-xr 11153  df-ltxr 11154  df-le 11155  df-sub 11349  df-neg 11350  df-div 11778  df-nn 12129  df-2 12191  df-3 12192  df-n0 12385  df-z 12472  df-uz 12736  df-q 12850  df-rp 12894  df-xadd 13015  df-ioo 13252  df-ioc 13253  df-ico 13254  df-icc 13255  df-fz 13411  df-fzo 13558  df-fl 13696  df-seq 13909  df-exp 13969  df-hash 14238  df-cj 15006  df-re 15007  df-im 15008  df-sqrt 15142  df-abs 15143  df-limsup 15378  df-clim 15395  df-rlim 15396  df-sum 15594  df-xmet 21254  df-met 21255  df-ovol 25363  df-vol 25364  df-mbf 25518

This theorem is referenced by:  mbflim  25567