Theorem mbflimlem 25729

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 665	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
4	3	fmpttd 7096	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵):𝑍⟶ℝ)
5		mbflim.2	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
6	5	adantr 484	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑀 ∈ ℤ)
7		mbflim.4	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ 𝐶)
8		climrel 15519	. . . . . . . 8 ⊢ Rel ⇝
9	8	releldmi 5924	. . . . . . 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 15698	. . . . . 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 593	. . . . 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 15704	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)))
14		climuni 15579	. . . 4 ⊢ (((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) ∧ (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ 𝐶) → (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) = 𝐶)
15	13, 7, 14	syl2anc 593	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) = 𝐶)
16	15	mpteq2dva 5193	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵))) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶))
17		eqid 2762	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵))) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)))
18		eqid 2762	. . 3 ⊢ (𝑚 ∈ ℝ ↦ sup((((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) “ (𝑚[,)+∞)) ∩ ℝ*), ℝ*, < )) = (𝑚 ∈ ℝ ↦ sup((((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) “ (𝑚[,)+∞)) ∩ ℝ*), ℝ*, < ))
19	4	ffvelcdmda 7065	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑘) ∈ ℝ)
20	1, 6, 13, 19	climrecl 15610	. . 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 25728	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵))) ∈ MblFn)
23	16, 22	eqeltrrd 2863	1 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶) ∈ MblFn)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1560   ∈ wcel 2142  ∀wral 3076  ∃wrex 3086   ∩ cin 3903   class class class wbr 5100   ↦ cmpt 5181  dom cdm 5647   “ cima 5650  ‘cfv 6521  (class class class)co 7396  supcsup 9386  ℝcr 11072  +∞cpnf 11213  ℝ^*cxr 11215   < clt 11216   − cmin 11414  ℤcz 12568  ℤ_≥cuz 12839  ℝ⁺crp 12993  [,)cico 13351  abscabs 15261  lim supclsp 15497   ⇝ cli 15511  MblFncmbf 25676

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1815  ax-4 1829  ax-5 1930  ax-6 1987  ax-7 2028  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5227  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5322  ax-pr 5390  ax-un 7718  ax-inf2 9596  ax-cc 10392  ax-cnex 11129  ax-resscn 11130  ax-1cn 11131  ax-icn 11132  ax-addcl 11133  ax-addrcl 11134  ax-mulcl 11135  ax-mulrcl 11136  ax-mulcom 11137  ax-addass 11138  ax-mulass 11139  ax-distr 11140  ax-i2m1 11141  ax-1ne0 11142  ax-1rid 11143  ax-rnegex 11144  ax-rrecex 11145  ax-cnre 11146  ax-pre-lttri 11147  ax-pre-lttrn 11148  ax-pre-ltadd 11149  ax-pre-mulgt0 11150  ax-pre-sup 11151

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1099  df-3an 1100  df-tru 1563  df-fal 1573  df-ex 1800  df-nf 1804  df-sb 2091  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3456  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4906  df-iun 4951  df-disj 5068  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-se 5601  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6288  df-ord 6349  df-on 6350  df-lim 6351  df-suc 6352  df-iota 6477  df-fun 6523  df-fn 6524  df-f 6525  df-f1 6526  df-fo 6527  df-f1o 6528  df-fv 6529  df-isom 6530  df-riota 7353  df-ov 7399  df-oprab 7400  df-mpo 7401  df-of 7660  df-om 7847  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-2o 8438  df-oadd 8441  df-omul 8442  df-er 8678  df-map 8810  df-pm 8811  df-en 8928  df-dom 8929  df-sdom 8930  df-fin 8931  df-sup 9388  df-inf 9389  df-oi 9458  df-dju 9859  df-card 9897  df-acn 9900  df-pnf 11218  df-mnf 11219  df-xr 11220  df-ltxr 11221  df-le 11222  df-sub 11416  df-neg 11417  df-div 11845  df-nn 12211  df-2 12280  df-3 12281  df-n0 12482  df-z 12569  df-uz 12840  df-q 12950  df-rp 12994  df-xadd 13115  df-ioo 13353  df-ioc 13354  df-ico 13355  df-icc 13356  df-fz 13513  df-fzo 13660  df-fl 13802  df-seq 14015  df-exp 14075  df-hash 14344  df-cj 15126  df-re 15127  df-im 15128  df-sqrt 15262  df-abs 15263  df-limsup 15498  df-clim 15515  df-rlim 15516  df-sum 15714  df-xmet 21417  df-met 21418  df-ovol 25526  df-vol 25527  df-mbf 25681

This theorem is referenced by:  mbflim  25730