Theorem o1resb 15507

Description: The restriction of a function to an unbounded-above interval is eventually bounded iff the original is eventually bounded. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Apr-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
rlimresb.1	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
rlimresb.2	⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℝ)
rlimresb.3	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)

Assertion

Ref	Expression
o1resb	⊢ (𝜑 → (𝐹 ∈ 𝑂(1) ↔ (𝐹 ↾ (𝐵[,)+∞)) ∈ 𝑂(1)))

Proof of Theorem o1resb

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		o1res 15501	. 2 ⊢ (𝐹 ∈ 𝑂(1) → (𝐹 ↾ (𝐵[,)+∞)) ∈ 𝑂(1))
2		rlimresb.1	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
3	2	feqmptd 6958	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑥)))
4	3	reseq1d 5979	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ↾ (𝐵[,)+∞)) = ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑥)) ↾ (𝐵[,)+∞)))
5		resmpt3 6037	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑥)) ↾ (𝐵[,)+∞)) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ↦ (𝐹‘𝑥))
6	4, 5	eqtrdi 2789	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ↾ (𝐵[,)+∞)) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ↦ (𝐹‘𝑥)))
7	6	eleq1d 2819	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐹 ↾ (𝐵[,)+∞)) ∈ 𝑂(1) ↔ (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ↦ (𝐹‘𝑥)) ∈ 𝑂(1)))
8		inss1 4228	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ⊆ 𝐴
9		rlimresb.2	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℝ)
10	8, 9	sstrid 3993	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ⊆ ℝ)
11		elinel1 4195	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) → 𝑥 ∈ 𝐴)
12		ffvelcdm 7081	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℂ)
13	2, 11, 12	syl2an 597	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞))) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℂ)
14	10, 13	elo1mpt 15475	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ↦ (𝐹‘𝑥)) ∈ 𝑂(1) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞))(𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)))
15		elin 3964	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞)))
16	15	imbi1i 350	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)) ↔ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞)) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)))
17		impexp 452	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞)) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 → (𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧))))
18	16, 17	bitri 275	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 → (𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧))))
19		impexp 452	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) ∧ 𝑦 ≤ 𝑥) → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧) ↔ (𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)))
20		rlimresb.3	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
21	20	ad2antrr 725	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
22	9	adantr 482	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → 𝐴 ⊆ ℝ)
23	22	sselda 3982	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑥 ∈ ℝ)
24		elicopnf 13419	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ≤ 𝑥)))
25	24	baibd 541	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) ↔ 𝐵 ≤ 𝑥))
26	21, 23, 25	syl2anc 585	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) ↔ 𝐵 ≤ 𝑥))
27	26	anbi1d 631	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) ∧ 𝑦 ≤ 𝑥) ↔ (𝐵 ≤ 𝑥 ∧ 𝑦 ≤ 𝑥)))
28		simplrl 776	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑦 ∈ ℝ)
29		maxle 13167	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥 ↔ (𝐵 ≤ 𝑥 ∧ 𝑦 ≤ 𝑥)))
30	21, 28, 23, 29	syl3anc 1372	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥 ↔ (𝐵 ≤ 𝑥 ∧ 𝑦 ≤ 𝑥)))
31	27, 30	bitr4d 282	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) ∧ 𝑦 ≤ 𝑥) ↔ if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥))
32	31	imbi1d 342	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (((𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) ∧ 𝑦 ≤ 𝑥) → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧) ↔ (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)))
33	19, 32	bitr3id 285	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)) ↔ (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)))
34	33	pm5.74da 803	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → ((𝑥 ∈ 𝐴 → (𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧))) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 → (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧))))
35	18, 34	bitrid 283	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → ((𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 → (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧))))
36	35	ralbidv2 3174	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → (∀𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞))(𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)))
37	2	adantr 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
38		simprl 770	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → 𝑦 ∈ ℝ)
39	20	adantr 482	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → 𝐵 ∈ ℝ)
40	38, 39	ifcld 4574	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ∈ ℝ)
41		simprr 772	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → 𝑧 ∈ ℝ)
42		elo12r 15469	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴 ⊆ ℝ) ∧ (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)) → 𝐹 ∈ 𝑂(1))
43	42	3expia 1122	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴 ⊆ ℝ) ∧ (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → (∀𝑥 ∈ 𝐴 (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧) → 𝐹 ∈ 𝑂(1)))
44	37, 22, 40, 41, 43	syl22anc 838	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → (∀𝑥 ∈ 𝐴 (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧) → 𝐹 ∈ 𝑂(1)))
45	36, 44	sylbid 239	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → (∀𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞))(𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧) → 𝐹 ∈ 𝑂(1)))
46	45	rexlimdvva 3212	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∃𝑦 ∈ ℝ ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞))(𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧) → 𝐹 ∈ 𝑂(1)))
47	14, 46	sylbid 239	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ↦ (𝐹‘𝑥)) ∈ 𝑂(1) → 𝐹 ∈ 𝑂(1)))
48	7, 47	sylbid 239	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐹 ↾ (𝐵[,)+∞)) ∈ 𝑂(1) → 𝐹 ∈ 𝑂(1)))
49	1, 48	impbid2 225	1 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ∈ 𝑂(1) ↔ (𝐹 ↾ (𝐵[,)+∞)) ∈ 𝑂(1)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   ∈ wcel 2107  ∀wral 3062  ∃wrex 3071   ∩ cin 3947   ⊆ wss 3948  ifcif 4528   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231   ↾ cres 5678  ⟶wf 6537  ‘cfv 6541  (class class class)co 7406  ℂcc 11105  ℝcr 11106  +∞cpnf 11242   ≤ cle 11246  [,)cico 13323  abscabs 15178  𝑂(1)co1 15427

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7722  ax-cnex 11163  ax-resscn 11164  ax-1cn 11165  ax-icn 11166  ax-addcl 11167  ax-addrcl 11168  ax-mulcl 11169  ax-mulrcl 11170  ax-mulcom 11171  ax-addass 11172  ax-mulass 11173  ax-distr 11174  ax-i2m1 11175  ax-1ne0 11176  ax-1rid 11177  ax-rnegex 11178  ax-rrecex 11179  ax-cnre 11180  ax-pre-lttri 11181  ax-pre-lttrn 11182  ax-pre-ltadd 11183  ax-pre-mulgt0 11184  ax-pre-sup 11185

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6298  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6493  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-riota 7362  df-ov 7409  df-oprab 7410  df-mpo 7411  df-om 7853  df-2nd 7973  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8368  df-rdg 8407  df-er 8700  df-pm 8820  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-sup 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-3 12273  df-n0 12470  df-z 12556  df-uz 12820  df-rp 12972  df-ico 13327  df-seq 13964  df-exp 14025  df-cj 15043  df-re 15044  df-im 15045  df-sqrt 15179  df-abs 15180  df-o1 15431  df-lo1 15432

This theorem is referenced by:  chpo1ub  26973  dchrisum0lem2a  27010  pntrsumo1  27058