Theorem o1resb 15203

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 15197	. 2 ⊢ (𝐹 ∈ 𝑂(1) → (𝐹 ↾ (𝐵[,)+∞)) ∈ 𝑂(1))
2		rlimresb.1	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
3	2	feqmptd 6819	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑥)))
4	3	reseq1d 5879	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ↾ (𝐵[,)+∞)) = ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑥)) ↾ (𝐵[,)+∞)))
5		resmpt3 5935	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑥)) ↾ (𝐵[,)+∞)) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ↦ (𝐹‘𝑥))
6	4, 5	eqtrdi 2795	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ↾ (𝐵[,)+∞)) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ↦ (𝐹‘𝑥)))
7	6	eleq1d 2823	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐹 ↾ (𝐵[,)+∞)) ∈ 𝑂(1) ↔ (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ↦ (𝐹‘𝑥)) ∈ 𝑂(1)))
8		inss1 4159	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ⊆ 𝐴
9		rlimresb.2	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℝ)
10	8, 9	sstrid 3928	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ⊆ ℝ)
11		elinel1 4125	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) → 𝑥 ∈ 𝐴)
12		ffvelrn 6941	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℂ)
13	2, 11, 12	syl2an 595	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞))) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℂ)
14	10, 13	elo1mpt 15171	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ↦ (𝐹‘𝑥)) ∈ 𝑂(1) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞))(𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)))
15		elin 3899	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞)))
16	15	imbi1i 349	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)) ↔ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞)) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)))
17		impexp 450	. . . . . . . . 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 274	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐵[,)+∞)) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧)) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 → (𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) → (𝑦 ≤ 𝑥 → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑧))))
19		impexp 450	. . . . . . . . . 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 722	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
22	9	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → 𝐴 ⊆ ℝ)
23	22	sselda 3917	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑥 ∈ ℝ)
24		elicopnf 13106	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ≤ 𝑥)))
25	24	baibd 539	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) ↔ 𝐵 ≤ 𝑥))
26	21, 23, 25	syl2anc 583	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) ↔ 𝐵 ≤ 𝑥))
27	26	anbi1d 629	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) ∧ 𝑦 ≤ 𝑥) ↔ (𝐵 ≤ 𝑥 ∧ 𝑦 ≤ 𝑥)))
28		simplrl 773	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑦 ∈ ℝ)
29		maxle 12854	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥 ↔ (𝐵 ≤ 𝑥 ∧ 𝑦 ≤ 𝑥)))
30	21, 28, 23, 29	syl3anc 1369	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥 ↔ (𝐵 ≤ 𝑥 ∧ 𝑦 ≤ 𝑥)))
31	27, 30	bitr4d 281	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((𝑥 ∈ (𝐵[,)+∞) ∧ 𝑦 ≤ 𝑥) ↔ if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ≤ 𝑥))
32	31	imbi1d 341	. . . . . . . . . 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 284	. . . . . . . . 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 800	. . . . . . . 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	syl5bb 282	. . . . . . 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 3118	. . . . . 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 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
38		simprl 767	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → 𝑦 ∈ ℝ)
39	20	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → 𝐵 ∈ ℝ)
40	38, 39	ifcld 4502	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → if(𝐵 ≤ 𝑦, 𝑦, 𝐵) ∈ ℝ)
41		simprr 769	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ)) → 𝑧 ∈ ℝ)
42		elo12r 15165	. . . . . . . 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 1119	. . . . . . 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 835	. . . . . 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 3222	. . . 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 395   ∈ wcel 2108  ∀wral 3063  ∃wrex 3064   ∩ cin 3882   ⊆ wss 3883  ifcif 4456   class class class wbr 5070   ↦ cmpt 5153   ↾ cres 5582  ⟶wf 6414  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255  ℂcc 10800  ℝcr 10801  +∞cpnf 10937   ≤ cle 10941  [,)cico 13010  abscabs 14873  𝑂(1)co1 15123

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-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-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-2nd 7805  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-er 8456  df-pm 8576  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-sup 9131  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-n0 12164  df-z 12250  df-uz 12512  df-rp 12660  df-ico 13014  df-seq 13650  df-exp 13711  df-cj 14738  df-re 14739  df-im 14740  df-sqrt 14874  df-abs 14875  df-o1 15127  df-lo1 15128

This theorem is referenced by:  chpo1ub  26533  dchrisum0lem2a  26570  pntrsumo1  26618