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

Theorem smflim 47124
Description: The limit of sigma-measurable functions is sigma-measurable. Proposition 121F (a) of [Fremlin1] p. 38 . Notice that every function in the sequence can have a different (partial) domain, and the domain of convergence can be decidedly irregular (Remark 121G of [Fremlin1] p. 39 ). (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
smflim.n 𝑚𝐹
smflim.x 𝑥𝐹
smflim.m (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
smflim.z 𝑍 = (ℤ𝑀)
smflim.s (𝜑𝑆 ∈ SAlg)
smflim.f (𝜑𝐹:𝑍⟶(SMblFn‘𝑆))
smflim.d 𝐷 = {𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ }
smflim.g 𝐺 = (𝑥𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥))))
Assertion
Ref Expression
smflim (𝜑𝐺 ∈ (SMblFn‘𝑆))
Distinct variable groups:   𝑛,𝐹   𝑆,𝑚,𝑛   𝑚,𝑍,𝑥,𝑛   𝜑,𝑚,𝑛
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝐷(𝑥,𝑚,𝑛)   𝑆(𝑥)   𝐹(𝑥,𝑚)   𝐺(𝑥,𝑚,𝑛)   𝑀(𝑥,𝑚,𝑛)

Proof of Theorem smflim
Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑙 𝑦 𝑘 𝑠 𝑡 𝑤 𝑎 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfv 1916 . 2 𝑎𝜑
2 smflim.s . 2 (𝜑𝑆 ∈ SAlg)
3 smflim.d . . . . 5 𝐷 = {𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ }
4 nfcv 2899 . . . . . . 7 𝑥𝑍
5 nfcv 2899 . . . . . . . 8 𝑥(ℤ𝑛)
6 smflim.x . . . . . . . . . 10 𝑥𝐹
7 nfcv 2899 . . . . . . . . . 10 𝑥𝑚
86, 7nffv 6852 . . . . . . . . 9 𝑥(𝐹𝑚)
98nfdm 5908 . . . . . . . 8 𝑥dom (𝐹𝑚)
105, 9nfiin 4981 . . . . . . 7 𝑥 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚)
114, 10nfiun 4980 . . . . . 6 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚)
1211ssrab2f 45465 . . . . 5 {𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ } ⊆ 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚)
133, 12eqsstri 3982 . . . 4 𝐷 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚)
1413a1i 11 . . 3 (𝜑𝐷 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚))
15 uzssz 12784 . . . . . . . . 9 (ℤ𝑀) ⊆ ℤ
16 smflim.z . . . . . . . . . . 11 𝑍 = (ℤ𝑀)
1716eleq2i 2829 . . . . . . . . . 10 (𝑛𝑍𝑛 ∈ (ℤ𝑀))
1817biimpi 216 . . . . . . . . 9 (𝑛𝑍𝑛 ∈ (ℤ𝑀))
1915, 18sselid 3933 . . . . . . . 8 (𝑛𝑍𝑛 ∈ ℤ)
20 uzid 12778 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℤ → 𝑛 ∈ (ℤ𝑛))
2119, 20syl 17 . . . . . . 7 (𝑛𝑍𝑛 ∈ (ℤ𝑛))
2221adantl 481 . . . . . 6 ((𝜑𝑛𝑍) → 𝑛 ∈ (ℤ𝑛))
232adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛𝑍) → 𝑆 ∈ SAlg)
24 smflim.f . . . . . . . 8 (𝜑𝐹:𝑍⟶(SMblFn‘𝑆))
2524ffvelcdmda 7038 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝐹𝑛) ∈ (SMblFn‘𝑆))
26 eqid 2737 . . . . . . 7 dom (𝐹𝑛) = dom (𝐹𝑛)
2723, 25, 26smfdmss 47080 . . . . . 6 ((𝜑𝑛𝑍) → dom (𝐹𝑛) ⊆ 𝑆)
28 smflim.n . . . . . . . . . 10 𝑚𝐹
29 nfcv 2899 . . . . . . . . . 10 𝑚𝑛
3028, 29nffv 6852 . . . . . . . . 9 𝑚(𝐹𝑛)
3130nfdm 5908 . . . . . . . 8 𝑚dom (𝐹𝑛)
32 nfcv 2899 . . . . . . . 8 𝑚 𝑆
3331, 32nfss 3928 . . . . . . 7 𝑚dom (𝐹𝑛) ⊆ 𝑆
34 fveq2 6842 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑛 → (𝐹𝑚) = (𝐹𝑛))
3534dmeqd 5862 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝑛 → dom (𝐹𝑚) = dom (𝐹𝑛))
3635sseq1d 3967 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑛 → (dom (𝐹𝑚) ⊆ 𝑆 ↔ dom (𝐹𝑛) ⊆ 𝑆))
3733, 36rspce 3567 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ (ℤ𝑛) ∧ dom (𝐹𝑛) ⊆ 𝑆) → ∃𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ⊆ 𝑆)
3822, 27, 37syl2anc 585 . . . . 5 ((𝜑𝑛𝑍) → ∃𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ⊆ 𝑆)
39 iinss 5014 . . . . 5 (∃𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ⊆ 𝑆 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ⊆ 𝑆)
4038, 39syl 17 . . . 4 ((𝜑𝑛𝑍) → 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ⊆ 𝑆)
4140iunssd 5008 . . 3 (𝜑 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ⊆ 𝑆)
4214, 41sstrd 3946 . 2 (𝜑𝐷 𝑆)
43 nfv 1916 . . . . 5 𝑚𝜑
44 nfcv 2899 . . . . . 6 𝑚𝑦
45 nfmpt1 5199 . . . . . . . . 9 𝑚(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥))
46 nfcv 2899 . . . . . . . . 9 𝑚dom ⇝
4745, 46nfel 2914 . . . . . . . 8 𝑚(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝
48 nfcv 2899 . . . . . . . . 9 𝑚𝑍
49 nfii1 4986 . . . . . . . . 9 𝑚 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚)
5048, 49nfiun 4980 . . . . . . . 8 𝑚 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚)
5147, 50nfrabw 3438 . . . . . . 7 𝑚{𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ }
523, 51nfcxfr 2897 . . . . . 6 𝑚𝐷
5344, 52nfel 2914 . . . . 5 𝑚 𝑦𝐷
5443, 53nfan 1901 . . . 4 𝑚(𝜑𝑦𝐷)
55 nfcv 2899 . . . 4 𝑤𝐹
562adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝑚𝑍) → 𝑆 ∈ SAlg)
5724ffvelcdmda 7038 . . . . . 6 ((𝜑𝑚𝑍) → (𝐹𝑚) ∈ (SMblFn‘𝑆))
58 eqid 2737 . . . . . 6 dom (𝐹𝑚) = dom (𝐹𝑚)
5956, 57, 58smff 47079 . . . . 5 ((𝜑𝑚𝑍) → (𝐹𝑚):dom (𝐹𝑚)⟶ℝ)
6059adantlr 716 . . . 4 (((𝜑𝑦𝐷) ∧ 𝑚𝑍) → (𝐹𝑚):dom (𝐹𝑚)⟶ℝ)
61 nfcv 2899 . . . . . . 7 𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚)
62 nfv 1916 . . . . . . 7 𝑦(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝
63 nfcv 2899 . . . . . . . . . 10 𝑥𝑦
648, 63nffv 6852 . . . . . . . . 9 𝑥((𝐹𝑚)‘𝑦)
654, 64nfmpt 5198 . . . . . . . 8 𝑥(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦))
6665nfel1 2916 . . . . . . 7 𝑥(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝
67 fveq2 6842 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → ((𝐹𝑚)‘𝑥) = ((𝐹𝑚)‘𝑦))
6867mpteq2dv 5194 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) = (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)))
6968eleq1d 2822 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ ↔ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ ))
7011, 61, 62, 66, 69cbvrabw 3436 . . . . . 6 {𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ } = {𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ }
71 nfcv 2899 . . . . . . . . . . . . 13 𝑙dom (𝐹𝑚)
72 nfcv 2899 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑚𝑙
7328, 72nffv 6852 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑚(𝐹𝑙)
7473nfdm 5908 . . . . . . . . . . . . 13 𝑚dom (𝐹𝑙)
75 fveq2 6842 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑚 = 𝑙 → (𝐹𝑚) = (𝐹𝑙))
7675dmeqd 5862 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑚 = 𝑙 → dom (𝐹𝑚) = dom (𝐹𝑙))
7771, 74, 76cbviin 4993 . . . . . . . . . . . 12 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) = 𝑙 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑙)
7877a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑖 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) = 𝑙 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑙))
79 fveq2 6842 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑖 → (ℤ𝑛) = (ℤ𝑖))
80 eqidd 2738 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 = 𝑖𝑙 ∈ (ℤ𝑖)) → dom (𝐹𝑙) = dom (𝐹𝑙))
8179, 80iineq12dv 45454 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑖 𝑙 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑙) = 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙))
8278, 81eqtrd 2772 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑖 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) = 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙))
8382cbviunv 4996 . . . . . . . . 9 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) = 𝑖𝑍 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙)
8483eleq2i 2829 . . . . . . . 8 (𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ↔ 𝑦 𝑖𝑍 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙))
85 nfcv 2899 . . . . . . . . . 10 𝑙𝑍
86 nfcv 2899 . . . . . . . . . 10 𝑙((𝐹𝑚)‘𝑦)
8773, 44nffv 6852 . . . . . . . . . 10 𝑚((𝐹𝑙)‘𝑦)
8875fveq1d 6844 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝑙 → ((𝐹𝑚)‘𝑦) = ((𝐹𝑙)‘𝑦))
8948, 85, 86, 87, 88cbvmptf 5200 . . . . . . . . 9 (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) = (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦))
9089eleq1i 2828 . . . . . . . 8 ((𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ ↔ (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ )
9184, 90anbi12i 629 . . . . . . 7 ((𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∧ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ ) ↔ (𝑦 𝑖𝑍 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙) ∧ (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ ))
9291rabbia2 3404 . . . . . 6 {𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ } = {𝑦 𝑖𝑍 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙) ∣ (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ }
933, 70, 923eqtri 2764 . . . . 5 𝐷 = {𝑦 𝑖𝑍 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙) ∣ (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ }
94 fveq2 6842 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝑤 → ((𝐹𝑙)‘𝑦) = ((𝐹𝑙)‘𝑤))
9594mpteq2dv 5194 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑤 → (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦)) = (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑤)))
9695eleq1d 2822 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑤 → ((𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ ↔ (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑤)) ∈ dom ⇝ ))
9796cbvrabv 3411 . . . . . 6 {𝑦 𝑖𝑍 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙) ∣ (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ } = {𝑤 𝑖𝑍 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙) ∣ (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑤)) ∈ dom ⇝ }
98 fveq2 6842 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑙 = 𝑚 → (𝐹𝑙) = (𝐹𝑚))
9998dmeqd 5862 . . . . . . . . . . . 12 (𝑙 = 𝑚 → dom (𝐹𝑙) = dom (𝐹𝑚))
10074, 71, 99cbviin 4993 . . . . . . . . . . 11 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙) = 𝑚 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑚)
101100a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑖𝑍 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙) = 𝑚 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑚))
102101iuneq2i 4970 . . . . . . . . 9 𝑖𝑍 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙) = 𝑖𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑚)
103102eleq2i 2829 . . . . . . . 8 (𝑤 𝑖𝑍 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙) ↔ 𝑤 𝑖𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑚))
104 nfcv 2899 . . . . . . . . . . 11 𝑚𝑤
10573, 104nffv 6852 . . . . . . . . . 10 𝑚((𝐹𝑙)‘𝑤)
106 nfcv 2899 . . . . . . . . . 10 𝑙((𝐹𝑚)‘𝑤)
10798fveq1d 6844 . . . . . . . . . 10 (𝑙 = 𝑚 → ((𝐹𝑙)‘𝑤) = ((𝐹𝑚)‘𝑤))
10885, 48, 105, 106, 107cbvmptf 5200 . . . . . . . . 9 (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑤)) = (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑤))
109108eleq1i 2828 . . . . . . . 8 ((𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑤)) ∈ dom ⇝ ↔ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑤)) ∈ dom ⇝ )
110103, 109anbi12i 629 . . . . . . 7 ((𝑤 𝑖𝑍 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙) ∧ (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑤)) ∈ dom ⇝ ) ↔ (𝑤 𝑖𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑚) ∧ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑤)) ∈ dom ⇝ ))
111110rabbia2 3404 . . . . . 6 {𝑤 𝑖𝑍 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙) ∣ (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑤)) ∈ dom ⇝ } = {𝑤 𝑖𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑤)) ∈ dom ⇝ }
11297, 111eqtri 2760 . . . . 5 {𝑦 𝑖𝑍 𝑙 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑙) ∣ (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ } = {𝑤 𝑖𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑤)) ∈ dom ⇝ }
11393, 112eqtri 2760 . . . 4 𝐷 = {𝑤 𝑖𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑖)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑤)) ∈ dom ⇝ }
114 simpr 484 . . . 4 ((𝜑𝑦𝐷) → 𝑦𝐷)
11554, 28, 55, 16, 60, 113, 114fnlimfvre 46021 . . 3 ((𝜑𝑦𝐷) → ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦))) ∈ ℝ)
116 smflim.g . . . 4 𝐺 = (𝑥𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥))))
117 nfrab1 3421 . . . . . 6 𝑥{𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ }
1183, 117nfcxfr 2897 . . . . 5 𝑥𝐷
119 nfcv 2899 . . . . 5 𝑦𝐷
120 nfcv 2899 . . . . 5 𝑦( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)))
121 nfcv 2899 . . . . . 6 𝑥
122121, 65nffv 6852 . . . . 5 𝑥( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)))
12368fveq2d 6846 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥))) = ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦))))
124118, 119, 120, 122, 123cbvmptf 5200 . . . 4 (𝑥𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)))) = (𝑦𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦))))
125116, 124eqtri 2760 . . 3 𝐺 = (𝑦𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦))))
126115, 125fmptd 7068 . 2 (𝜑𝐺:𝐷⟶ℝ)
127 smflim.m . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
128127adantr 480 . . 3 ((𝜑𝑎 ∈ ℝ) → 𝑀 ∈ ℤ)
1292adantr 480 . . 3 ((𝜑𝑎 ∈ ℝ) → 𝑆 ∈ SAlg)
13024adantr 480 . . 3 ((𝜑𝑎 ∈ ℝ) → 𝐹:𝑍⟶(SMblFn‘𝑆))
131 nfcv 2899 . . . . . . . . 9 𝑥𝑙
1326, 131nffv 6852 . . . . . . . 8 𝑥(𝐹𝑙)
133132, 63nffv 6852 . . . . . . 7 𝑥((𝐹𝑙)‘𝑦)
1344, 133nfmpt 5198 . . . . . 6 𝑥(𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦))
135121, 134nffv 6852 . . . . 5 𝑥( ⇝ ‘(𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦)))
136 nfcv 2899 . . . . . . . . 9 𝑙((𝐹𝑚)‘𝑥)
137 nfcv 2899 . . . . . . . . . 10 𝑚𝑥
13873, 137nffv 6852 . . . . . . . . 9 𝑚((𝐹𝑙)‘𝑥)
13975fveq1d 6844 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑙 → ((𝐹𝑚)‘𝑥) = ((𝐹𝑙)‘𝑥))
14048, 85, 136, 138, 139cbvmptf 5200 . . . . . . . 8 (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) = (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑥))
141140a1i 11 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) = (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑥)))
142 simpl 482 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑦𝑙𝑍) → 𝑥 = 𝑦)
143142fveq2d 6846 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑦𝑙𝑍) → ((𝐹𝑙)‘𝑥) = ((𝐹𝑙)‘𝑦))
144143mpteq2dva 5193 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑥)) = (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦)))
145141, 144eqtrd 2772 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) = (𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦)))
146145fveq2d 6846 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥))) = ( ⇝ ‘(𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦))))
147118, 119, 120, 135, 146cbvmptf 5200 . . . 4 (𝑥𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)))) = (𝑦𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦))))
148116, 147eqtri 2760 . . 3 𝐺 = (𝑦𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑙𝑍 ↦ ((𝐹𝑙)‘𝑦))))
149 simpr 484 . . 3 ((𝜑𝑎 ∈ ℝ) → 𝑎 ∈ ℝ)
150 nfcv 2899 . . . . . . . . 9 𝑚 <
151 nfcv 2899 . . . . . . . . 9 𝑚(𝑎 + (1 / 𝑗))
15287, 150, 151nfbr 5147 . . . . . . . 8 𝑚((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))
153152, 74nfrabw 3438 . . . . . . 7 𝑚{𝑦 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))}
154 nfcv 2899 . . . . . . . 8 𝑚𝑡
155154, 74nfin 4178 . . . . . . 7 𝑚(𝑡 ∩ dom (𝐹𝑙))
156153, 155nfeq 2913 . . . . . 6 𝑚{𝑦 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑡 ∩ dom (𝐹𝑙))
157 nfcv 2899 . . . . . 6 𝑚𝑆
158156, 157nfrabw 3438 . . . . 5 𝑚{𝑡𝑆 ∣ {𝑦 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑡 ∩ dom (𝐹𝑙))}
159 nfcv 2899 . . . . 5 𝑘{𝑡𝑆 ∣ {𝑦 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑡 ∩ dom (𝐹𝑙))}
160 nfcv 2899 . . . . 5 𝑙{𝑠𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑘))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑚))}
161 nfcv 2899 . . . . 5 𝑗{𝑠𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑘))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑚))}
162 nfcv 2899 . . . . . . . . . . . 12 𝑦dom (𝐹𝑙)
163132nfdm 5908 . . . . . . . . . . . 12 𝑥dom (𝐹𝑙)
164 nfcv 2899 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥 <
165 nfcv 2899 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥(𝑎 + (1 / 𝑗))
166133, 164, 165nfbr 5147 . . . . . . . . . . . 12 𝑥((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))
167 nfv 1916 . . . . . . . . . . . 12 𝑦((𝐹𝑙)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))
168 fveq2 6842 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑥 → ((𝐹𝑙)‘𝑦) = ((𝐹𝑙)‘𝑥))
169168breq1d 5110 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = 𝑥 → (((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗)) ↔ ((𝐹𝑙)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))))
170162, 163, 166, 167, 169cbvrabw 3436 . . . . . . . . . . 11 {𝑦 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))}
171170a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑡 = 𝑠 → {𝑦 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))})
172 ineq1 4167 . . . . . . . . . 10 (𝑡 = 𝑠 → (𝑡 ∩ dom (𝐹𝑙)) = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑙)))
173171, 172eqeq12d 2753 . . . . . . . . 9 (𝑡 = 𝑠 → ({𝑦 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑡 ∩ dom (𝐹𝑙)) ↔ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑙))))
174173cbvrabv 3411 . . . . . . . 8 {𝑡𝑆 ∣ {𝑦 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑡 ∩ dom (𝐹𝑙))} = {𝑠𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑙))}
175174a1i 11 . . . . . . 7 (𝑙 = 𝑚 → {𝑡𝑆 ∣ {𝑦 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑡 ∩ dom (𝐹𝑙))} = {𝑠𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑙))})
17699eleq2d 2823 . . . . . . . . . . 11 (𝑙 = 𝑚 → (𝑥 ∈ dom (𝐹𝑙) ↔ 𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚)))
17798fveq1d 6844 . . . . . . . . . . . 12 (𝑙 = 𝑚 → ((𝐹𝑙)‘𝑥) = ((𝐹𝑚)‘𝑥))
178177breq1d 5110 . . . . . . . . . . 11 (𝑙 = 𝑚 → (((𝐹𝑙)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗)) ↔ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))))
179176, 178anbi12d 633 . . . . . . . . . 10 (𝑙 = 𝑚 → ((𝑥 ∈ dom (𝐹𝑙) ∧ ((𝐹𝑙)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))) ↔ (𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∧ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗)))))
180179rabbidva2 3403 . . . . . . . . 9 (𝑙 = 𝑚 → {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))})
18199ineq2d 4174 . . . . . . . . 9 (𝑙 = 𝑚 → (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑙)) = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑚)))
182180, 181eqeq12d 2753 . . . . . . . 8 (𝑙 = 𝑚 → ({𝑥 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑙)) ↔ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑚))))
183182rabbidv 3408 . . . . . . 7 (𝑙 = 𝑚 → {𝑠𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑙))} = {𝑠𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑚))})
184175, 183eqtrd 2772 . . . . . 6 (𝑙 = 𝑚 → {𝑡𝑆 ∣ {𝑦 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑡 ∩ dom (𝐹𝑙))} = {𝑠𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑚))})
185 oveq2 7376 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 = 𝑘 → (1 / 𝑗) = (1 / 𝑘))
186185oveq2d 7384 . . . . . . . . . 10 (𝑗 = 𝑘 → (𝑎 + (1 / 𝑗)) = (𝑎 + (1 / 𝑘)))
187186breq2d 5112 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑘 → (((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗)) ↔ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑘))))
188187rabbidv 3408 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑘 → {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑘))})
189188eqeq1d 2739 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑘 → ({𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑚)) ↔ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑘))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑚))))
190189rabbidv 3408 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑘 → {𝑠𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑚))} = {𝑠𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑘))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑚))})
191184, 190sylan9eq 2792 . . . . 5 ((𝑙 = 𝑚𝑗 = 𝑘) → {𝑡𝑆 ∣ {𝑦 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑡 ∩ dom (𝐹𝑙))} = {𝑠𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑘))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑚))})
192158, 159, 160, 161, 191cbvmpo 7462 . . . 4 (𝑙𝑍, 𝑗 ∈ ℕ ↦ {𝑡𝑆 ∣ {𝑦 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑡 ∩ dom (𝐹𝑙))}) = (𝑚𝑍, 𝑘 ∈ ℕ ↦ {𝑠𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑘))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑚))})
193192eqcomi 2746 . . 3 (𝑚𝑍, 𝑘 ∈ ℕ ↦ {𝑠𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑚) ∣ ((𝐹𝑚)‘𝑥) < (𝑎 + (1 / 𝑘))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹𝑚))}) = (𝑙𝑍, 𝑗 ∈ ℕ ↦ {𝑡𝑆 ∣ {𝑦 ∈ dom (𝐹𝑙) ∣ ((𝐹𝑙)‘𝑦) < (𝑎 + (1 / 𝑗))} = (𝑡 ∩ dom (𝐹𝑙))})
194128, 16, 129, 130, 93, 148, 149, 193smflimlem6 47123 . 2 ((𝜑𝑎 ∈ ℝ) → {𝑦𝐷 ∣ (𝐺𝑦) ≤ 𝑎} ∈ (𝑆t 𝐷))
1951, 2, 42, 126, 194issmfled 47104 1 (𝜑𝐺 ∈ (SMblFn‘𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1542  wcel 2114  wnfc 2884  wrex 3062  {crab 3401  cin 3902  wss 3903   cuni 4865   ciun 4948   ciin 4949   class class class wbr 5100  cmpt 5181  dom cdm 5632  wf 6496  cfv 6500  (class class class)co 7368  cmpo 7370  cr 11037  1c1 11039   + caddc 11041   < clt 11178   / cdiv 11806  cn 12157  cz 12500  cuz 12763  cli 15419  SAlgcsalg 46655  SMblFncsmblfn 47042
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-inf2 9562  ax-cc 10357  ax-ac2 10385  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-se 5586  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-isom 6509  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-oadd 8411  df-omul 8412  df-er 8645  df-map 8777  df-pm 8778  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-sup 9357  df-inf 9358  df-oi 9427  df-card 9863  df-acn 9866  df-ac 10038  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-div 11807  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-n0 12414  df-z 12501  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12918  df-ioo 13277  df-ico 13279  df-fl 13724  df-seq 13937  df-exp 13997  df-cj 15034  df-re 15035  df-im 15036  df-sqrt 15170  df-abs 15171  df-clim 15423  df-rlim 15424  df-rest 17354  df-salg 46656  df-smblfn 47043
This theorem is referenced by:  smflim2  47153
  Copyright terms: Public domain W3C validator