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Theorem rlimclim 14562
Description: A sequence on an upper integer set converges in the real sense iff it converges in the integer sense. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
rlimclim.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
rlimclim.2 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
rlimclim.3 (𝜑𝐹:𝑍⟶ℂ)
Assertion
Ref Expression
rlimclim (𝜑 → (𝐹𝑟 𝐴𝐹𝐴))

Proof of Theorem rlimclim
Dummy variables 𝑤 𝑘 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rlimclim.1 . . 3 𝑍 = (ℤ𝑀)
2 rlimclim.2 . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
32adantr 472 . . 3 ((𝜑𝐹𝑟 𝐴) → 𝑀 ∈ ℤ)
4 simpr 477 . . 3 ((𝜑𝐹𝑟 𝐴) → 𝐹𝑟 𝐴)
5 rlimclim.3 . . . . 5 (𝜑𝐹:𝑍⟶ℂ)
6 fdm 6231 . . . . 5 (𝐹:𝑍⟶ℂ → dom 𝐹 = 𝑍)
7 eqimss2 3818 . . . . 5 (dom 𝐹 = 𝑍𝑍 ⊆ dom 𝐹)
85, 6, 73syl 18 . . . 4 (𝜑𝑍 ⊆ dom 𝐹)
98adantr 472 . . 3 ((𝜑𝐹𝑟 𝐴) → 𝑍 ⊆ dom 𝐹)
101, 3, 4, 9rlimclim1 14561 . 2 ((𝜑𝐹𝑟 𝐴) → 𝐹𝐴)
11 climcl 14515 . . . 4 (𝐹𝐴𝐴 ∈ ℂ)
1211adantl 473 . . 3 ((𝜑𝐹𝐴) → 𝐴 ∈ ℂ)
132ad2antrr 717 . . . . . 6 (((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝑀 ∈ ℤ)
14 simpr 477 . . . . . 6 (((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝑦 ∈ ℝ+)
15 eqidd 2766 . . . . . 6 ((((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑘))
16 simplr 785 . . . . . 6 (((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝐹𝐴)
171, 13, 14, 15, 16climi2 14527 . . . . 5 (((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → ∃𝑧𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦)
18 fveq2 6375 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 𝑤 → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑤))
1918fvoveq1d 6864 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑤 → (abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) = (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)))
2019breq1d 4819 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑤 → ((abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦 ↔ (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦))
21 simplrr 796 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑧𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦)) ∧ (𝑤𝑍𝑧𝑤)) → ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦)
22 uzssz 11906 . . . . . . . . . . . . . 14 (ℤ𝑀) ⊆ ℤ
231, 22eqsstri 3795 . . . . . . . . . . . . 13 𝑍 ⊆ ℤ
24 simplrl 795 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑧𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦)) ∧ (𝑤𝑍𝑧𝑤)) → 𝑧𝑍)
2523, 24sseldi 3759 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑧𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦)) ∧ (𝑤𝑍𝑧𝑤)) → 𝑧 ∈ ℤ)
26 simprl 787 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑧𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦)) ∧ (𝑤𝑍𝑧𝑤)) → 𝑤𝑍)
2723, 26sseldi 3759 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑧𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦)) ∧ (𝑤𝑍𝑧𝑤)) → 𝑤 ∈ ℤ)
28 simprr 789 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑧𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦)) ∧ (𝑤𝑍𝑧𝑤)) → 𝑧𝑤)
29 eluz2 11892 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 ∈ (ℤ𝑧) ↔ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℤ ∧ 𝑧𝑤))
3025, 27, 28, 29syl3anbrc 1443 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑧𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦)) ∧ (𝑤𝑍𝑧𝑤)) → 𝑤 ∈ (ℤ𝑧))
3120, 21, 30rspcdva 3467 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑧𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦)) ∧ (𝑤𝑍𝑧𝑤)) → (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦)
3231expr 448 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑧𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦)) ∧ 𝑤𝑍) → (𝑧𝑤 → (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦))
3332ralrimiva 3113 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑧𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦)) → ∀𝑤𝑍 (𝑧𝑤 → (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦))
3433expr 448 . . . . . . 7 ((((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑧𝑍) → (∀𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦 → ∀𝑤𝑍 (𝑧𝑤 → (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦)))
3534reximdva 3163 . . . . . 6 (((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (∃𝑧𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦 → ∃𝑧𝑍𝑤𝑍 (𝑧𝑤 → (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦)))
36 zssre 11631 . . . . . . . 8 ℤ ⊆ ℝ
3723, 36sstri 3770 . . . . . . 7 𝑍 ⊆ ℝ
38 ssrexv 3827 . . . . . . 7 (𝑍 ⊆ ℝ → (∃𝑧𝑍𝑤𝑍 (𝑧𝑤 → (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦) → ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑤𝑍 (𝑧𝑤 → (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦)))
3937, 38ax-mp 5 . . . . . 6 (∃𝑧𝑍𝑤𝑍 (𝑧𝑤 → (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦) → ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑤𝑍 (𝑧𝑤 → (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦))
4035, 39syl6 35 . . . . 5 (((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (∃𝑧𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑧)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑦 → ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑤𝑍 (𝑧𝑤 → (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦)))
4117, 40mpd 15 . . . 4 (((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑤𝑍 (𝑧𝑤 → (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦))
4241ralrimiva 3113 . . 3 ((𝜑𝐹𝐴) → ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ ∀𝑤𝑍 (𝑧𝑤 → (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦))
435adantr 472 . . . 4 ((𝜑𝐹𝐴) → 𝐹:𝑍⟶ℂ)
4437a1i 11 . . . 4 ((𝜑𝐹𝐴) → 𝑍 ⊆ ℝ)
45 eqidd 2766 . . . 4 (((𝜑𝐹𝐴) ∧ 𝑤𝑍) → (𝐹𝑤) = (𝐹𝑤))
4643, 44, 45rlim 14511 . . 3 ((𝜑𝐹𝐴) → (𝐹𝑟 𝐴 ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ ∀𝑤𝑍 (𝑧𝑤 → (abs‘((𝐹𝑤) − 𝐴)) < 𝑦))))
4712, 42, 46mpbir2and 704 . 2 ((𝜑𝐹𝐴) → 𝐹𝑟 𝐴)
4810, 47impbida 835 1 (𝜑 → (𝐹𝑟 𝐴𝐹𝐴))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384   = wceq 1652  wcel 2155  wral 3055  wrex 3056  wss 3732   class class class wbr 4809  dom cdm 5277  wf 6064  cfv 6068  (class class class)co 6842  cc 10187  cr 10188   < clt 10328  cle 10329  cmin 10520  cz 11624  cuz 11886  +crp 12028  abscabs 14259  cli 14500  𝑟 crli 14501
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-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265  ax-pre-mulgt0 10266  ax-pre-sup 10267
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-reu 3062  df-rmo 3063  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-pss 3748  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-tp 4339  df-op 4341  df-uni 4595  df-iun 4678  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-tr 4912  df-id 5185  df-eprel 5190  df-po 5198  df-so 5199  df-fr 5236  df-we 5238  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-pred 5865  df-ord 5911  df-on 5912  df-lim 5913  df-suc 5914  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-riota 6803  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-om 7264  df-wrecs 7610  df-recs 7672  df-rdg 7710  df-er 7947  df-pm 8063  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-sup 8555  df-inf 8556  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-sub 10522  df-neg 10523  df-nn 11275  df-n0 11539  df-z 11625  df-uz 11887  df-fl 12801  df-clim 14504  df-rlim 14505
This theorem is referenced by:  climmpt2  14589  climrecl  14599  climge0  14600  caurcvg  14692  caucvg  14694  climfsum  14836  divcnv  14869  dfef2  24988
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