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

Theorem rlimeq 15130
Description: Two functions that are eventually equal to one another have the same limit. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
rlimeq.1 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
rlimeq.2 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
rlimeq.3 (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
rlimeq.4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐷𝑥)) → 𝐵 = 𝐶)
Assertion
Ref Expression
rlimeq (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸 ↔ (𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐷   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑥)   𝐸(𝑥)

Proof of Theorem rlimeq
StepHypRef Expression
1 rlimss 15063 . . 3 ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸 → dom (𝑥𝐴𝐵) ⊆ ℝ)
2 eqid 2737 . . . . 5 (𝑥𝐴𝐵) = (𝑥𝐴𝐵)
3 rlimeq.1 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
42, 3dmmptd 6523 . . . 4 (𝜑 → dom (𝑥𝐴𝐵) = 𝐴)
54sseq1d 3932 . . 3 (𝜑 → (dom (𝑥𝐴𝐵) ⊆ ℝ ↔ 𝐴 ⊆ ℝ))
61, 5syl5ib 247 . 2 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸𝐴 ⊆ ℝ))
7 rlimss 15063 . . 3 ((𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸 → dom (𝑥𝐴𝐶) ⊆ ℝ)
8 eqid 2737 . . . . 5 (𝑥𝐴𝐶) = (𝑥𝐴𝐶)
9 rlimeq.2 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
108, 9dmmptd 6523 . . . 4 (𝜑 → dom (𝑥𝐴𝐶) = 𝐴)
1110sseq1d 3932 . . 3 (𝜑 → (dom (𝑥𝐴𝐶) ⊆ ℝ ↔ 𝐴 ⊆ ℝ))
127, 11syl5ib 247 . 2 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸𝐴 ⊆ ℝ))
13 simpr 488 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)))
14 elin 3882 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↔ (𝑥𝐴𝑥 ∈ (𝐷[,)+∞)))
1513, 14sylib 221 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → (𝑥𝐴𝑥 ∈ (𝐷[,)+∞)))
1615simpld 498 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → 𝑥𝐴)
1715simprd 499 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → 𝑥 ∈ (𝐷[,)+∞))
18 rlimeq.3 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
19 elicopnf 13033 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐷 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ (𝐷[,)+∞) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐷𝑥)))
2018, 19syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐷[,)+∞) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐷𝑥)))
2120biimpa 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐷[,)+∞)) → (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐷𝑥))
2217, 21syldan 594 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐷𝑥))
2322simprd 499 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → 𝐷𝑥)
2416, 23jca 515 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → (𝑥𝐴𝐷𝑥))
25 rlimeq.4 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐷𝑥)) → 𝐵 = 𝐶)
2624, 25syldan 594 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → 𝐵 = 𝐶)
2726mpteq2dva 5150 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↦ 𝐵) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↦ 𝐶))
28 inss1 4143 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ⊆ 𝐴
29 resmpt 5905 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ⊆ 𝐴 → ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↦ 𝐵))
3028, 29ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↦ 𝐵)
31 resmpt 5905 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ⊆ 𝐴 → ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↦ 𝐶))
3228, 31ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↦ 𝐶)
3327, 30, 323eqtr4g 2803 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) = ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))))
34 resres 5864 . . . . . . . 8 (((𝑥𝐴𝐵) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)))
35 resres 5864 . . . . . . . 8 (((𝑥𝐴𝐶) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)))
3633, 34, 353eqtr4g 2803 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑥𝐴𝐵) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = (((𝑥𝐴𝐶) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)))
37 ssid 3923 . . . . . . . 8 𝐴𝐴
38 resmpt 5905 . . . . . . . 8 (𝐴𝐴 → ((𝑥𝐴𝐵) ↾ 𝐴) = (𝑥𝐴𝐵))
39 reseq1 5845 . . . . . . . 8 (((𝑥𝐴𝐵) ↾ 𝐴) = (𝑥𝐴𝐵) → (((𝑥𝐴𝐵) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐷[,)+∞)))
4037, 38, 39mp2b 10 . . . . . . 7 (((𝑥𝐴𝐵) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐷[,)+∞))
41 resmpt 5905 . . . . . . . 8 (𝐴𝐴 → ((𝑥𝐴𝐶) ↾ 𝐴) = (𝑥𝐴𝐶))
42 reseq1 5845 . . . . . . . 8 (((𝑥𝐴𝐶) ↾ 𝐴) = (𝑥𝐴𝐶) → (((𝑥𝐴𝐶) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐷[,)+∞)))
4337, 41, 42mp2b 10 . . . . . . 7 (((𝑥𝐴𝐶) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐷[,)+∞))
4436, 40, 433eqtr3g 2801 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐷[,)+∞)))
4544breq1d 5063 . . . . 5 (𝜑 → (((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐷[,)+∞)) ⇝𝑟 𝐸 ↔ ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐷[,)+∞)) ⇝𝑟 𝐸))
4645adantr 484 . . . 4 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → (((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐷[,)+∞)) ⇝𝑟 𝐸 ↔ ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐷[,)+∞)) ⇝𝑟 𝐸))
473fmpttd 6932 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐵):𝐴⟶ℂ)
4847adantr 484 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → (𝑥𝐴𝐵):𝐴⟶ℂ)
49 simpr 488 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → 𝐴 ⊆ ℝ)
5018adantr 484 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → 𝐷 ∈ ℝ)
5148, 49, 50rlimresb 15126 . . . 4 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸 ↔ ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐷[,)+∞)) ⇝𝑟 𝐸))
529fmpttd 6932 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐶):𝐴⟶ℂ)
5352adantr 484 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → (𝑥𝐴𝐶):𝐴⟶ℂ)
5453, 49, 50rlimresb 15126 . . . 4 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → ((𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸 ↔ ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐷[,)+∞)) ⇝𝑟 𝐸))
5546, 51, 543bitr4d 314 . . 3 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸 ↔ (𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸))
5655ex 416 . 2 (𝜑 → (𝐴 ⊆ ℝ → ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸 ↔ (𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸)))
576, 12, 56pm5.21ndd 384 1 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸 ↔ (𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399   = wceq 1543  wcel 2110  cin 3865  wss 3866   class class class wbr 5053  cmpt 5135  dom cdm 5551  cres 5553  wf 6376  (class class class)co 7213  cc 10727  cr 10728  +∞cpnf 10864  cle 10868  [,)cico 12937  𝑟 crli 15046
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2016  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2708  ax-sep 5192  ax-nul 5199  ax-pow 5258  ax-pr 5322  ax-un 7523  ax-cnex 10785  ax-resscn 10786  ax-pre-lttri 10803  ax-pre-lttrn 10804
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2071  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-rab 3070  df-v 3410  df-sbc 3695  df-csb 3812  df-dif 3869  df-un 3871  df-in 3873  df-ss 3883  df-nul 4238  df-if 4440  df-pw 4515  df-sn 4542  df-pr 4544  df-op 4548  df-uni 4820  df-br 5054  df-opab 5116  df-mpt 5136  df-id 5455  df-po 5468  df-so 5469  df-xp 5557  df-rel 5558  df-cnv 5559  df-co 5560  df-dm 5561  df-rn 5562  df-res 5563  df-ima 5564  df-iota 6338  df-fun 6382  df-fn 6383  df-f 6384  df-f1 6385  df-fo 6386  df-f1o 6387  df-fv 6388  df-ov 7216  df-oprab 7217  df-mpo 7218  df-er 8391  df-pm 8511  df-en 8627  df-dom 8628  df-sdom 8629  df-pnf 10869  df-mnf 10870  df-xr 10871  df-ltxr 10872  df-le 10873  df-ico 12941  df-rlim 15050
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator