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 44831
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 2731 . . . 4 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 βˆ’ 𝐡)) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 βˆ’ 𝐡))
2 eqid 2731 . . . 4 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐡 Β· 𝐢)) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐡 Β· 𝐢))
3 eqid 2731 . . . 4 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((𝐢 βˆ’ 𝐡) / (𝐡 Β· 𝐢))) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((𝐢 βˆ’ 𝐡) / (𝐡 Β· 𝐢)))
4 limccl 25725 . . . . . . 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 480 . . . . 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 11578 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (𝐢 βˆ’ 𝐡) ∈ β„‚)
119, 7mulcld 11241 . . . . 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 480 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ 𝐢 β‰  0)
169, 7, 13, 15mulne0d 11873 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (𝐡 Β· 𝐢) β‰  0)
1716neneqd 2944 . . . . . 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 2731 . . . . . 6 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ 𝐢) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ 𝐢)
23 eqid 2731 . . . . . 6 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ -𝐡) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ -𝐡)
24 eqid 2731 . . . . . 6 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 + -𝐡)) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 + -𝐡))
259negcld 11565 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ -𝐡 ∈ β„‚)
26 reclimc.f . . . . . . . 8 𝐹 = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ 𝐡)
2726, 9, 5limcmptdm 44813 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐴 βŠ† β„‚)
28 limcrcl 25724 . . . . . . . . 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 1143 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ β„‚)
3122, 27, 6, 30constlimc 44802 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐢 ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ 𝐢) limβ„‚ 𝐷))
3226, 23, 9, 5neglimc 44825 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ -𝐢 ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ -𝐡) limβ„‚ 𝐷))
3322, 23, 24, 7, 25, 31, 32addlimc 44826 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝐢 + -𝐢) ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 + -𝐡)) limβ„‚ 𝐷))
346negidd 11568 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝐢 + -𝐢) = 0)
357, 9negsubd 11584 . . . . . . 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 7427 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 + -𝐡)) limβ„‚ 𝐷) = ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 βˆ’ 𝐡)) limβ„‚ 𝐷))
3833, 34, 373eltr3d 2846 . . . 4 (πœ‘ β†’ 0 ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐢 βˆ’ 𝐡)) limβ„‚ 𝐷))
3926, 22, 2, 9, 7, 5, 31mullimc 44794 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝐢 Β· 𝐢) ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ (𝐡 Β· 𝐢)) limβ„‚ 𝐷))
406, 6, 14, 14mulne0d 11873 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝐢 Β· 𝐢) β‰  0)
411, 2, 3, 10, 21, 38, 39, 400ellimcdiv 44827 . . 3 (πœ‘ β†’ 0 ∈ ((π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((𝐢 βˆ’ 𝐡) / (𝐡 Β· 𝐢))) limβ„‚ 𝐷))
42 1cnd 11216 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ 1 ∈ β„‚)
4342, 9, 42, 7, 13, 15divsubdivd 12042 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ ((1 / 𝐡) βˆ’ (1 / 𝐢)) = (((1 Β· 𝐢) βˆ’ (1 Β· 𝐡)) / (𝐡 Β· 𝐢)))
447mullidd 11239 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (1 Β· 𝐢) = 𝐢)
459mullidd 11239 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (1 Β· 𝐡) = 𝐡)
4644, 45oveq12d 7430 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ ((1 Β· 𝐢) βˆ’ (1 Β· 𝐡)) = (𝐢 βˆ’ 𝐡))
4746oveq1d 7427 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (((1 Β· 𝐢) βˆ’ (1 Β· 𝐡)) / (𝐡 Β· 𝐢)) = ((𝐢 βˆ’ 𝐡) / (𝐡 Β· 𝐢)))
4843, 47eqtr2d 2772 . . . . 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 7427 . . 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 2834 . 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 2731 . . 3 (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((1 / 𝐡) βˆ’ (1 / 𝐢))) = (π‘₯ ∈ 𝐴 ↦ ((1 / 𝐡) βˆ’ (1 / 𝐢)))
549, 13reccld 11990 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐴) β†’ (1 / 𝐡) ∈ β„‚)
556, 14reccld 11990 . . 3 (πœ‘ β†’ (1 / 𝐢) ∈ β„‚)
5652, 53, 27, 54, 30, 55ellimcabssub0 44795 . 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 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2105   β‰  wne 2939   βˆ– cdif 3945   βŠ† wss 3948  {csn 4628   ↦ cmpt 5231  dom cdm 5676  βŸΆwf 6539  (class class class)co 7412  β„‚cc 11114  0cc0 11116  1c1 11117   + caddc 11119   Β· cmul 11121   βˆ’ cmin 11451  -cneg 11452   / cdiv 11878   limβ„‚ climc 25712
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-cnex 11172  ax-resscn 11173  ax-1cn 11174  ax-icn 11175  ax-addcl 11176  ax-addrcl 11177  ax-mulcl 11178  ax-mulrcl 11179  ax-mulcom 11180  ax-addass 11181  ax-mulass 11182  ax-distr 11183  ax-i2m1 11184  ax-1ne0 11185  ax-1rid 11186  ax-rnegex 11187  ax-rrecex 11188  ax-cnre 11189  ax-pre-lttri 11190  ax-pre-lttrn 11191  ax-pre-ltadd 11192  ax-pre-mulgt0 11193  ax-pre-sup 11194
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  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 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-frecs 8272  df-wrecs 8303  df-recs 8377  df-rdg 8416  df-1o 8472  df-er 8709  df-map 8828  df-pm 8829  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-fin 8949  df-fi 9412  df-sup 9443  df-inf 9444  df-pnf 11257  df-mnf 11258  df-xr 11259  df-ltxr 11260  df-le 11261  df-sub 11453  df-neg 11454  df-div 11879  df-nn 12220  df-2 12282  df-3 12283  df-4 12284  df-5 12285  df-6 12286  df-7 12287  df-8 12288  df-9 12289  df-n0 12480  df-z 12566  df-dec 12685  df-uz 12830  df-q 12940  df-rp 12982  df-xneg 13099  df-xadd 13100  df-xmul 13101  df-fz 13492  df-seq 13974  df-exp 14035  df-cj 15053  df-re 15054  df-im 15055  df-sqrt 15189  df-abs 15190  df-struct 17087  df-slot 17122  df-ndx 17134  df-base 17152  df-plusg 17217  df-mulr 17218  df-starv 17219  df-tset 17223  df-ple 17224  df-ds 17226  df-unif 17227  df-rest 17375  df-topn 17376  df-topgen 17396  df-psmet 21226  df-xmet 21227  df-met 21228  df-bl 21229  df-mopn 21230  df-cnfld 21235  df-top 22717  df-topon 22734  df-topsp 22756  df-bases 22770  df-cnp 23053  df-xms 24147  df-ms 24148  df-limc 25716
This theorem is referenced by:  divlimc  44834  fourierdlem62  45346
  Copyright terms: Public domain W3C validator