Theorem mbflimlem 25175

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 653	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
4	3	fmpttd 7111	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵):𝑍⟶ℝ)
5		mbflim.2	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
6	5	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑀 ∈ ℤ)
7		mbflim.4	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ 𝐶)
8		climrel 15432	. . . . . . . 8 ⊢ Rel ⇝
9	8	releldmi 5945	. . . . . . 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 15613	. . . . . 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 15619	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)))
14		climuni 15492	. . . 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 5247	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵))) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶))
17		eqid 2732	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵))) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)))
18		eqid 2732	. . 3 ⊢ (𝑚 ∈ ℝ ↦ sup((((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) “ (𝑚[,)+∞)) ∩ ℝ*), ℝ*, < )) = (𝑚 ∈ ℝ ↦ sup((((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) “ (𝑚[,)+∞)) ∩ ℝ*), ℝ*, < ))
19	4	ffvelcdmda 7083	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑘) ∈ ℝ)
20	1, 6, 13, 19	climrecl 15523	. . 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 25174	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵))) ∈ MblFn)
23	16, 22	eqeltrrd 2834	1 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶) ∈ MblFn)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  ∀wral 3061  ∃wrex 3070   ∩ cin 3946   class class class wbr 5147   ↦ cmpt 5230  dom cdm 5675   “ cima 5678  ‘cfv 6540  (class class class)co 7405  supcsup 9431  ℝcr 11105  +∞cpnf 11241  ℝ^*cxr 11243   < clt 11244   − cmin 11440  ℤcz 12554  ℤ_≥cuz 12818  ℝ⁺crp 12970  [,)cico 13322  abscabs 15177  lim supclsp 15410   ⇝ cli 15424  MblFncmbf 25122

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-inf2 9632  ax-cc 10426  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 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-disj 5113  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7666  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-oadd 8466  df-omul 8467  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-sup 9433  df-inf 9434  df-oi 9501  df-dju 9892  df-card 9930  df-acn 9933  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xadd 13089  df-ioo 13324  df-ioc 13325  df-ico 13326  df-icc 13327  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-fl 13753  df-seq 13963  df-exp 14024  df-hash 14287  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-limsup 15411  df-clim 15428  df-rlim 15429  df-sum 15629  df-xmet 20929  df-met 20930  df-ovol 24972  df-vol 24973  df-mbf 25127

This theorem is referenced by:  mbflim  25176