MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  rlim3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rlim3 14516
Description: Restrict the range of the domain bound to reals greater than some 𝐷 ∈ ℝ. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
rlim2.1 (𝜑 → ∀𝑧𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
rlim2.2 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
rlim2.3 (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
rlim3.4 (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
Assertion
Ref Expression
rlim3 (𝜑 → ((𝑧𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐶 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (𝐷[,)+∞)∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑧,𝐴   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝐶,𝑦,𝑧   𝜑,𝑥,𝑦   𝑦,𝐷,𝑧
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑧)   𝐵(𝑧)   𝐷(𝑥)

Proof of Theorem rlim3
Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rlim2.1 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑧𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
2 rlim2.2 . . . 4 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
3 rlim2.3 . . . 4 (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
41, 2, 3rlim2 14514 . . 3 (𝜑 → ((𝑧𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐶 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ ∀𝑧𝐴 (𝑤𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
5 simpr 477 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ) → 𝑤 ∈ ℝ)
6 rlim3.4 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
76adantr 472 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ) → 𝐷 ∈ ℝ)
85, 7ifcld 4288 . . . . . . 7 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ) → if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ∈ ℝ)
9 max1 12218 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ ℝ ∧ 𝑤 ∈ ℝ) → 𝐷 ≤ if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷))
106, 9sylan 575 . . . . . . 7 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ) → 𝐷 ≤ if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷))
11 elicopnf 12472 . . . . . . . 8 (𝐷 ∈ ℝ → (if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ∈ (𝐷[,)+∞) ↔ (if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ∈ ℝ ∧ 𝐷 ≤ if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷))))
127, 11syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ) → (if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ∈ (𝐷[,)+∞) ↔ (if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ∈ ℝ ∧ 𝐷 ≤ if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷))))
138, 10, 12mpbir2and 704 . . . . . 6 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ) → if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ∈ (𝐷[,)+∞))
142, 6jca 507 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ))
15 simpllr 793 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑧𝐴) → 𝐷 ∈ ℝ)
16 simplr 785 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑧𝐴) → 𝑤 ∈ ℝ)
17 max2 12220 . . . . . . . . . . 11 ((𝐷 ∈ ℝ ∧ 𝑤 ∈ ℝ) → 𝑤 ≤ if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷))
1815, 16, 17syl2anc 579 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑧𝐴) → 𝑤 ≤ if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷))
1916, 15ifcld 4288 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑧𝐴) → if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ∈ ℝ)
20 simpll 783 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) → 𝐴 ⊆ ℝ)
2120sselda 3761 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑧𝐴) → 𝑧 ∈ ℝ)
22 letr 10385 . . . . . . . . . . 11 ((𝑤 ∈ ℝ ∧ if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝑤 ≤ if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ∧ if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ≤ 𝑧) → 𝑤𝑧))
2316, 19, 21, 22syl3anc 1490 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑧𝐴) → ((𝑤 ≤ if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ∧ if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ≤ 𝑧) → 𝑤𝑧))
2418, 23mpand 686 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑧𝐴) → (if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ≤ 𝑧𝑤𝑧))
2524imim1d 82 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑧𝐴) → ((𝑤𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥) → (if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ≤ 𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
2625ralimdva 3109 . . . . . . 7 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) → (∀𝑧𝐴 (𝑤𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥) → ∀𝑧𝐴 (if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ≤ 𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
2714, 26sylan 575 . . . . . 6 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ) → (∀𝑧𝐴 (𝑤𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥) → ∀𝑧𝐴 (if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ≤ 𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
28 breq1 4812 . . . . . . 7 (𝑦 = if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) → (𝑦𝑧 ↔ if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ≤ 𝑧))
2928rspceaimv 3469 . . . . . 6 ((if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ∈ (𝐷[,)+∞) ∧ ∀𝑧𝐴 (if(𝐷𝑤, 𝑤, 𝐷) ≤ 𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)) → ∃𝑦 ∈ (𝐷[,)+∞)∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥))
3013, 27, 29syl6an 674 . . . . 5 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ) → (∀𝑧𝐴 (𝑤𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥) → ∃𝑦 ∈ (𝐷[,)+∞)∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
3130rexlimdva 3178 . . . 4 (𝜑 → (∃𝑤 ∈ ℝ ∀𝑧𝐴 (𝑤𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥) → ∃𝑦 ∈ (𝐷[,)+∞)∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
3231ralimdv 3110 . . 3 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ ∀𝑧𝐴 (𝑤𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥) → ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (𝐷[,)+∞)∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
334, 32sylbid 231 . 2 (𝜑 → ((𝑧𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐶 → ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (𝐷[,)+∞)∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
34 pnfxr 10346 . . . . . 6 +∞ ∈ ℝ*
35 icossre 12456 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ ℝ ∧ +∞ ∈ ℝ*) → (𝐷[,)+∞) ⊆ ℝ)
366, 34, 35sylancl 580 . . . . 5 (𝜑 → (𝐷[,)+∞) ⊆ ℝ)
37 ssrexv 3827 . . . . 5 ((𝐷[,)+∞) ⊆ ℝ → (∃𝑦 ∈ (𝐷[,)+∞)∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
3836, 37syl 17 . . . 4 (𝜑 → (∃𝑦 ∈ (𝐷[,)+∞)∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
3938ralimdv 3110 . . 3 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (𝐷[,)+∞)∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥) → ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
401, 2, 3rlim2 14514 . . 3 (𝜑 → ((𝑧𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐶 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
4139, 40sylibrd 250 . 2 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (𝐷[,)+∞)∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥) → (𝑧𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐶))
4233, 41impbid 203 1 (𝜑 → ((𝑧𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐶 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (𝐷[,)+∞)∀𝑧𝐴 (𝑦𝑧 → (abs‘(𝐵𝐶)) < 𝑥)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384  wcel 2155  wral 3055  wrex 3056  wss 3732  ifcif 4243   class class class wbr 4809  cmpt 4888  cfv 6068  (class class class)co 6842  cc 10187  cr 10188  +∞cpnf 10325  *cxr 10327   < clt 10328  cle 10329  cmin 10520  +crp 12028  [,)cico 12379  abscabs 14261  𝑟 crli 14503
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-op 4341  df-uni 4595  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-id 5185  df-po 5198  df-so 5199  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-er 7947  df-pm 8063  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-ico 12383  df-rlim 14507
This theorem is referenced by:  rlimresb  14583  rlimsqzlem  14666  rlimcnp  24983  signsply0  31011
  Copyright terms: Public domain W3C validator