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Theorem neglimc 43078
Description: Limit of the negative function. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
neglimc.f 𝐹 = (𝑥𝐴𝐵)
neglimc.g 𝐺 = (𝑥𝐴 ↦ -𝐵)
neglimc.b ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
neglimc.c (𝜑𝐶 ∈ (𝐹 lim 𝐷))
Assertion
Ref Expression
neglimc (𝜑 → -𝐶 ∈ (𝐺 lim 𝐷))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑥)   𝐷(𝑥)   𝐹(𝑥)   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem neglimc
Dummy variables 𝑣 𝑤 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 limccl 24944 . . . 4 (𝐹 lim 𝐷) ⊆ ℂ
2 neglimc.c . . . 4 (𝜑𝐶 ∈ (𝐹 lim 𝐷))
31, 2sselid 3915 . . 3 (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
43negcld 11249 . 2 (𝜑 → -𝐶 ∈ ℂ)
5 neglimc.b . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
6 neglimc.f . . . . . . . . 9 𝐹 = (𝑥𝐴𝐵)
75, 6fmptd 6970 . . . . . . . 8 (𝜑𝐹:𝐴⟶ℂ)
86, 5, 2limcmptdm 43066 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ⊆ ℂ)
9 limcrcl 24943 . . . . . . . . . 10 (𝐶 ∈ (𝐹 lim 𝐷) → (𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ))
102, 9syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ))
1110simp3d 1142 . . . . . . . 8 (𝜑𝐷 ∈ ℂ)
127, 8, 11ellimc3 24948 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐶 ∈ (𝐹 lim 𝐷) ↔ (𝐶 ∈ ℂ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+𝑣𝐴 ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦))))
132, 12mpbid 231 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐶 ∈ ℂ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+𝑣𝐴 ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦)))
1413simprd 495 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+𝑣𝐴 ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦))
1514r19.21bi 3132 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ℝ+) → ∃𝑤 ∈ ℝ+𝑣𝐴 ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦))
16 simplll 771 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣𝐴) → 𝜑)
17163ad2ant1 1131 . . . . . . . 8 (((((𝜑𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣𝐴) ∧ ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) ∧ (𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤)) → 𝜑)
18 simp1r 1196 . . . . . . . 8 (((((𝜑𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣𝐴) ∧ ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) ∧ (𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤)) → 𝑣𝐴)
19 simp3 1136 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣𝐴) ∧ ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) ∧ (𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤)) → (𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤))
20 simp2 1135 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣𝐴) ∧ ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) ∧ (𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤)) → ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦))
2119, 20mpd 15 . . . . . . . 8 (((((𝜑𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣𝐴) ∧ ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) ∧ (𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤)) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦)
22 nfv 1918 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑥(𝜑𝑣𝐴)
23 neglimc.g . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝐺 = (𝑥𝐴 ↦ -𝐵)
24 nfmpt1 5178 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑥(𝑥𝐴 ↦ -𝐵)
2523, 24nfcxfr 2904 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑥𝐺
26 nfcv 2906 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑥𝑣
2725, 26nffv 6766 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑥(𝐺𝑣)
28 nfmpt1 5178 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝑥(𝑥𝐴𝐵)
296, 28nfcxfr 2904 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑥𝐹
3029, 26nffv 6766 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑥(𝐹𝑣)
3130nfneg 11147 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑥-(𝐹𝑣)
3227, 31nfeq 2919 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑥(𝐺𝑣) = -(𝐹𝑣)
3322, 32nfim 1900 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑥((𝜑𝑣𝐴) → (𝐺𝑣) = -(𝐹𝑣))
34 eleq1w 2821 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = 𝑣 → (𝑥𝐴𝑣𝐴))
3534anbi2d 628 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑣 → ((𝜑𝑥𝐴) ↔ (𝜑𝑣𝐴)))
36 fveq2 6756 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = 𝑣 → (𝐺𝑥) = (𝐺𝑣))
37 fveq2 6756 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 = 𝑣 → (𝐹𝑥) = (𝐹𝑣))
3837negeqd 11145 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = 𝑣 → -(𝐹𝑥) = -(𝐹𝑣))
3936, 38eqeq12d 2754 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑣 → ((𝐺𝑥) = -(𝐹𝑥) ↔ (𝐺𝑣) = -(𝐹𝑣)))
4035, 39imbi12d 344 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑣 → (((𝜑𝑥𝐴) → (𝐺𝑥) = -(𝐹𝑥)) ↔ ((𝜑𝑣𝐴) → (𝐺𝑣) = -(𝐹𝑣))))
41 simpr 484 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥𝐴)
425negcld 11249 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑥𝐴) → -𝐵 ∈ ℂ)
4323fvmpt2 6868 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑥𝐴 ∧ -𝐵 ∈ ℂ) → (𝐺𝑥) = -𝐵)
4441, 42, 43syl2anc 583 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐺𝑥) = -𝐵)
456fvmpt2 6868 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥𝐴𝐵 ∈ ℂ) → (𝐹𝑥) = 𝐵)
4641, 5, 45syl2anc 583 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐹𝑥) = 𝐵)
4746negeqd 11145 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑥𝐴) → -(𝐹𝑥) = -𝐵)
4844, 47eqtr4d 2781 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐺𝑥) = -(𝐹𝑥))
4933, 40, 48chvarfv 2236 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑣𝐴) → (𝐺𝑣) = -(𝐹𝑣))
5049oveq1d 7270 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑣𝐴) → ((𝐺𝑣) − -𝐶) = (-(𝐹𝑣) − -𝐶))
517ffvelrnda 6943 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑣𝐴) → (𝐹𝑣) ∈ ℂ)
523adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑣𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
5351, 52negsubdi3d 42722 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑣𝐴) → -((𝐹𝑣) − 𝐶) = (-(𝐹𝑣) − -𝐶))
5450, 53eqtr4d 2781 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑣𝐴) → ((𝐺𝑣) − -𝐶) = -((𝐹𝑣) − 𝐶))
5554fveq2d 6760 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑣𝐴) → (abs‘((𝐺𝑣) − -𝐶)) = (abs‘-((𝐹𝑣) − 𝐶)))
5651, 52subcld 11262 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑣𝐴) → ((𝐹𝑣) − 𝐶) ∈ ℂ)
5756absnegd 15089 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑣𝐴) → (abs‘-((𝐹𝑣) − 𝐶)) = (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)))
5855, 57eqtrd 2778 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑣𝐴) → (abs‘((𝐺𝑣) − -𝐶)) = (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)))
5958adantr 480 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑣𝐴) ∧ (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) → (abs‘((𝐺𝑣) − -𝐶)) = (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)))
60 simpr 484 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑣𝐴) ∧ (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦)
6159, 60eqbrtrd 5092 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑣𝐴) ∧ (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) → (abs‘((𝐺𝑣) − -𝐶)) < 𝑦)
6217, 18, 21, 61syl21anc 834 . . . . . . 7 (((((𝜑𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣𝐴) ∧ ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) ∧ (𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤)) → (abs‘((𝐺𝑣) − -𝐶)) < 𝑦)
63623exp 1117 . . . . . 6 ((((𝜑𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣𝐴) → (((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) → ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐺𝑣) − -𝐶)) < 𝑦)))
6463ralimdva 3102 . . . . 5 (((𝜑𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) → (∀𝑣𝐴 ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) → ∀𝑣𝐴 ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐺𝑣) − -𝐶)) < 𝑦)))
6564reximdva 3202 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ℝ+) → (∃𝑤 ∈ ℝ+𝑣𝐴 ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) → ∃𝑤 ∈ ℝ+𝑣𝐴 ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐺𝑣) − -𝐶)) < 𝑦)))
6615, 65mpd 15 . . 3 ((𝜑𝑦 ∈ ℝ+) → ∃𝑤 ∈ ℝ+𝑣𝐴 ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐺𝑣) − -𝐶)) < 𝑦))
6766ralrimiva 3107 . 2 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+𝑣𝐴 ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐺𝑣) − -𝐶)) < 𝑦))
6842, 23fmptd 6970 . . 3 (𝜑𝐺:𝐴⟶ℂ)
6968, 8, 11ellimc3 24948 . 2 (𝜑 → (-𝐶 ∈ (𝐺 lim 𝐷) ↔ (-𝐶 ∈ ℂ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+𝑣𝐴 ((𝑣𝐷 ∧ (abs‘(𝑣𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐺𝑣) − -𝐶)) < 𝑦))))
704, 67, 69mpbir2and 709 1 (𝜑 → -𝐶 ∈ (𝐺 lim 𝐷))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1085   = wceq 1539  wcel 2108  wne 2942  wral 3063  wrex 3064  wss 3883   class class class wbr 5070  cmpt 5153  dom cdm 5580  wf 6414  cfv 6418  (class class class)co 7255  cc 10800   < clt 10940  cmin 11135  -cneg 11136  +crp 12659  abscabs 14873   lim climc 24931
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879  ax-pre-sup 10880
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-int 4877  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-er 8456  df-map 8575  df-pm 8576  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-fi 9100  df-sup 9131  df-inf 9132  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-div 11563  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-4 11968  df-5 11969  df-6 11970  df-7 11971  df-8 11972  df-9 11973  df-n0 12164  df-z 12250  df-dec 12367  df-uz 12512  df-q 12618  df-rp 12660  df-xneg 12777  df-xadd 12778  df-xmul 12779  df-fz 13169  df-seq 13650  df-exp 13711  df-cj 14738  df-re 14739  df-im 14740  df-sqrt 14874  df-abs 14875  df-struct 16776  df-slot 16811  df-ndx 16823  df-base 16841  df-plusg 16901  df-mulr 16902  df-starv 16903  df-tset 16907  df-ple 16908  df-ds 16910  df-unif 16911  df-rest 17050  df-topn 17051  df-topgen 17071  df-psmet 20502  df-xmet 20503  df-met 20504  df-bl 20505  df-mopn 20506  df-cnfld 20511  df-top 21951  df-topon 21968  df-topsp 21990  df-bases 22004  df-cnp 22287  df-xms 23381  df-ms 23382  df-limc 24935
This theorem is referenced by:  sublimc  43083  reclimc  43084
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