Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  reclimc Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem reclimc 44356
Description: Limit of the reciprocal of a function. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
reclimc.f 𝐹 = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ 𝐡)
reclimc.g 𝐺 = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (1 / 𝐡))
reclimc.b ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ 𝐡 ∈ (β„‚ βˆ– {0}))
reclimc.c (πœ‘ β†’ 𝐢 ∈ (𝐹 limβ„‚ 𝐷))
reclimc.cne0 (πœ‘ β†’ 𝐢 β‰  0)
Assertion
Ref Expression
reclimc (πœ‘ β†’ (1 / 𝐢) ∈ (𝐺 limβ„‚ 𝐷))
Distinct variable groups:   π‘₯,𝐴   π‘₯,𝐢   π‘₯,𝐷   πœ‘,π‘₯
Allowed substitution hints:   𝐡(π‘₯)   𝐹(π‘₯)   𝐺(π‘₯)

Proof of Theorem reclimc
StepHypRef Expression
1 eqid 2733 . . . 4 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 βˆ’ 𝐡)) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 βˆ’ 𝐡))
2 eqid 2733 . . . 4 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐡 Β· 𝐢)) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐡 Β· 𝐢))
3 eqid 2733 . . . 4 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((𝐢 βˆ’ 𝐡) / (𝐡 Β· 𝐢))) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((𝐢 βˆ’ 𝐡) / (𝐡 Β· 𝐢)))
4 limccl 25384 . . . . . . 7 (𝐹 limβ„‚ 𝐷) βŠ† β„‚
5 reclimc.c . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐢 ∈ (𝐹 limβ„‚ 𝐷))
64, 5sselid 3980 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐢 ∈ β„‚)
76adantr 482 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ 𝐢 ∈ β„‚)
8 reclimc.b . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ 𝐡 ∈ (β„‚ βˆ– {0}))
98eldifad 3960 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ 𝐡 ∈ β„‚)
107, 9subcld 11568 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (𝐢 βˆ’ 𝐡) ∈ β„‚)
119, 7mulcld 11231 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (𝐡 Β· 𝐢) ∈ β„‚)
12 eldifsni 4793 . . . . . . . . 9 (𝐡 ∈ (β„‚ βˆ– {0}) β†’ 𝐡 β‰  0)
138, 12syl 17 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ 𝐡 β‰  0)
14 reclimc.cne0 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝐢 β‰  0)
1514adantr 482 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ 𝐢 β‰  0)
169, 7, 13, 15mulne0d 11863 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (𝐡 Β· 𝐢) β‰  0)
1716neneqd 2946 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ Β¬ (𝐡 Β· 𝐢) = 0)
18 elsng 4642 . . . . . . 7 ((𝐡 Β· 𝐢) ∈ β„‚ β†’ ((𝐡 Β· 𝐢) ∈ {0} ↔ (𝐡 Β· 𝐢) = 0))
1911, 18syl 17 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ ((𝐡 Β· 𝐢) ∈ {0} ↔ (𝐡 Β· 𝐢) = 0))
2017, 19mtbird 325 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ Β¬ (𝐡 Β· 𝐢) ∈ {0})
2111, 20eldifd 3959 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (𝐡 Β· 𝐢) ∈ (β„‚ βˆ– {0}))
22 eqid 2733 . . . . . 6 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ 𝐢) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ 𝐢)
23 eqid 2733 . . . . . 6 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ -𝐡) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ -𝐡)
24 eqid 2733 . . . . . 6 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 + -𝐡)) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 + -𝐡))
259negcld 11555 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ -𝐡 ∈ β„‚)
26 reclimc.f . . . . . . . 8 𝐹 = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ 𝐡)
2726, 9, 5limcmptdm 44338 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐴 βŠ† β„‚)
28 limcrcl 25383 . . . . . . . . 9 (𝐢 ∈ (𝐹 limβ„‚ 𝐷) β†’ (𝐹:dom πΉβŸΆβ„‚ ∧ dom 𝐹 βŠ† β„‚ ∧ 𝐷 ∈ β„‚))
295, 28syl 17 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝐹:dom πΉβŸΆβ„‚ ∧ dom 𝐹 βŠ† β„‚ ∧ 𝐷 ∈ β„‚))
3029simp3d 1145 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ β„‚)
3122, 27, 6, 30constlimc 44327 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐢 ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ 𝐢) limβ„‚ 𝐷))
3226, 23, 9, 5neglimc 44350 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ -𝐢 ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ -𝐡) limβ„‚ 𝐷))
3322, 23, 24, 7, 25, 31, 32addlimc 44351 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝐢 + -𝐢) ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 + -𝐡)) limβ„‚ 𝐷))
346negidd 11558 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝐢 + -𝐢) = 0)
357, 9negsubd 11574 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (𝐢 + -𝐡) = (𝐢 βˆ’ 𝐡))
3635mpteq2dva 5248 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 + -𝐡)) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 βˆ’ 𝐡)))
3736oveq1d 7421 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 + -𝐡)) limβ„‚ 𝐷) = ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 βˆ’ 𝐡)) limβ„‚ 𝐷))
3833, 34, 373eltr3d 2848 . . . 4 (πœ‘ β†’ 0 ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 βˆ’ 𝐡)) limβ„‚ 𝐷))
3926, 22, 2, 9, 7, 5, 31mullimc 44319 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝐢 Β· 𝐢) ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐡 Β· 𝐢)) limβ„‚ 𝐷))
406, 6, 14, 14mulne0d 11863 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝐢 Β· 𝐢) β‰  0)
411, 2, 3, 10, 21, 38, 39, 400ellimcdiv 44352 . . 3 (πœ‘ β†’ 0 ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((𝐢 βˆ’ 𝐡) / (𝐡 Β· 𝐢))) limβ„‚ 𝐷))
42 1cnd 11206 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ 1 ∈ β„‚)
4342, 9, 42, 7, 13, 15divsubdivd 12032 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ ((1 / 𝐡) βˆ’ (1 / 𝐢)) = (((1 Β· 𝐢) βˆ’ (1 Β· 𝐡)) / (𝐡 Β· 𝐢)))
447mullidd 11229 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (1 Β· 𝐢) = 𝐢)
459mullidd 11229 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (1 Β· 𝐡) = 𝐡)
4644, 45oveq12d 7424 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ ((1 Β· 𝐢) βˆ’ (1 Β· 𝐡)) = (𝐢 βˆ’ 𝐡))
4746oveq1d 7421 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (((1 Β· 𝐢) βˆ’ (1 Β· 𝐡)) / (𝐡 Β· 𝐢)) = ((𝐢 βˆ’ 𝐡) / (𝐡 Β· 𝐢)))
4843, 47eqtr2d 2774 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ ((𝐢 βˆ’ 𝐡) / (𝐡 Β· 𝐢)) = ((1 / 𝐡) βˆ’ (1 / 𝐢)))
4948mpteq2dva 5248 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((𝐢 βˆ’ 𝐡) / (𝐡 Β· 𝐢))) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((1 / 𝐡) βˆ’ (1 / 𝐢))))
5049oveq1d 7421 . . 3 (πœ‘ β†’ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((𝐢 βˆ’ 𝐡) / (𝐡 Β· 𝐢))) limβ„‚ 𝐷) = ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((1 / 𝐡) βˆ’ (1 / 𝐢))) limβ„‚ 𝐷))
5141, 50eleqtrd 2836 . 2 (πœ‘ β†’ 0 ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((1 / 𝐡) βˆ’ (1 / 𝐢))) limβ„‚ 𝐷))
52 reclimc.g . . 3 𝐺 = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (1 / 𝐡))
53 eqid 2733 . . 3 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((1 / 𝐡) βˆ’ (1 / 𝐢))) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((1 / 𝐡) βˆ’ (1 / 𝐢)))
549, 13reccld 11980 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (1 / 𝐡) ∈ β„‚)
556, 14reccld 11980 . . 3 (πœ‘ β†’ (1 / 𝐢) ∈ β„‚)
5652, 53, 27, 54, 30, 55ellimcabssub0 44320 . 2 (πœ‘ β†’ ((1 / 𝐢) ∈ (𝐺 limβ„‚ 𝐷) ↔ 0 ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((1 / 𝐡) βˆ’ (1 / 𝐢))) limβ„‚ 𝐷)))
5751, 56mpbird 257 1 (πœ‘ β†’ (1 / 𝐢) ∈ (𝐺 limβ„‚ 𝐷))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   ∧ w3a 1088   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   β‰  wne 2941   βˆ– cdif 3945   βŠ† wss 3948  {csn 4628   ↦ cmpt 5231  dom cdm 5676  βŸΆwf 6537  (class class class)co 7406  β„‚cc 11105  0cc0 11107  1c1 11108   + caddc 11110   Β· cmul 11112   βˆ’ cmin 11441  -cneg 11442   / cdiv 11868   limβ„‚ climc 25371
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-rep 5285  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-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  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-1st 7972  df-2nd 7973  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8368  df-rdg 8407  df-1o 8463  df-er 8700  df-map 8819  df-pm 8820  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-fin 8940  df-fi 9403  df-sup 9434  df-inf 9435  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-4 12274  df-5 12275  df-6 12276  df-7 12277  df-8 12278  df-9 12279  df-n0 12470  df-z 12556  df-dec 12675  df-uz 12820  df-q 12930  df-rp 12972  df-xneg 13089  df-xadd 13090  df-xmul 13091  df-fz 13482  df-seq 13964  df-exp 14025  df-cj 15043  df-re 15044  df-im 15045  df-sqrt 15179  df-abs 15180  df-struct 17077  df-slot 17112  df-ndx 17124  df-base 17142  df-plusg 17207  df-mulr 17208  df-starv 17209  df-tset 17213  df-ple 17214  df-ds 17216  df-unif 17217  df-rest 17365  df-topn 17366  df-topgen 17386  df-psmet 20929  df-xmet 20930  df-met 20931  df-bl 20932  df-mopn 20933  df-cnfld 20938  df-top 22388  df-topon 22405  df-topsp 22427  df-bases 22441  df-cnp 22724  df-xms 23818  df-ms 23819  df-limc 25375
This theorem is referenced by:  divlimc  44359  fourierdlem62  44871
  Copyright terms: Public domain W3C validator