Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  smflim2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem smflim2 42948
 Description: The limit of a sequence 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 ). TODO: this has fewer distinct variable conditions than smflim 42921 and should replace it. (Contributed by Glauco Siliprandi, 23-Oct-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
smflim2.n 𝑚𝐹
smflim2.x 𝑥𝐹
smflim2.m (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
smflim2.z 𝑍 = (ℤ𝑀)
smflim2.s (𝜑𝑆 ∈ SAlg)
smflim2.f (𝜑𝐹:𝑍⟶(SMblFn‘𝑆))
smflim2.d 𝐷 = {𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ }
smflim2.g 𝐺 = (𝑥𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥))))
Assertion
Ref Expression
smflim2 (𝜑𝐺 ∈ (SMblFn‘𝑆))
Distinct variable groups:   𝑛,𝐹   𝑚,𝑍,𝑛,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑚,𝑛)   𝐷(𝑥,𝑚,𝑛)   𝑆(𝑥,𝑚,𝑛)   𝐹(𝑥,𝑚)   𝐺(𝑥,𝑚,𝑛)   𝑀(𝑥,𝑚,𝑛)

Proof of Theorem smflim2
Dummy variables 𝑦 𝑗 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfcv 2981 . 2 𝑗𝐹
2 nfcv 2981 . 2 𝑦𝐹
3 smflim2.m . 2 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
4 smflim2.z . 2 𝑍 = (ℤ𝑀)
5 smflim2.s . 2 (𝜑𝑆 ∈ SAlg)
6 smflim2.f . 2 (𝜑𝐹:𝑍⟶(SMblFn‘𝑆))
7 smflim2.d . . 3 𝐷 = {𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ }
8 nfcv 2981 . . . . 5 𝑥𝑍
9 nfcv 2981 . . . . . 6 𝑥(ℤ𝑛)
10 smflim2.x . . . . . . . 8 𝑥𝐹
11 nfcv 2981 . . . . . . . 8 𝑥𝑚
1210, 11nffv 6676 . . . . . . 7 𝑥(𝐹𝑚)
1312nfdm 5821 . . . . . 6 𝑥dom (𝐹𝑚)
149, 13nfiin 4946 . . . . 5 𝑥 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚)
158, 14nfiun 4945 . . . 4 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚)
16 nfcv 2981 . . . 4 𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚)
17 nfv 1908 . . . 4 𝑦(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝
18 nfcv 2981 . . . . . . 7 𝑗((𝐹𝑚)‘𝑦)
19 smflim2.n . . . . . . . . 9 𝑚𝐹
20 nfcv 2981 . . . . . . . . 9 𝑚𝑗
2119, 20nffv 6676 . . . . . . . 8 𝑚(𝐹𝑗)
22 nfcv 2981 . . . . . . . 8 𝑚𝑦
2321, 22nffv 6676 . . . . . . 7 𝑚((𝐹𝑗)‘𝑦)
24 fveq2 6666 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝑗 → (𝐹𝑚) = (𝐹𝑗))
2524fveq1d 6668 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑗 → ((𝐹𝑚)‘𝑦) = ((𝐹𝑗)‘𝑦))
2618, 23, 25cbvmpt 5163 . . . . . 6 (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) = (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦))
27 nfcv 2981 . . . . . . . . 9 𝑥𝑗
2810, 27nffv 6676 . . . . . . . 8 𝑥(𝐹𝑗)
29 nfcv 2981 . . . . . . . 8 𝑥𝑦
3028, 29nffv 6676 . . . . . . 7 𝑥((𝐹𝑗)‘𝑦)
318, 30nfmpt 5159 . . . . . 6 𝑥(𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦))
3226, 31nfcxfr 2979 . . . . 5 𝑥(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦))
33 nfcv 2981 . . . . 5 𝑥dom ⇝
3432, 33nfel 2996 . . . 4 𝑥(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝
35 fveq2 6666 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → ((𝐹𝑚)‘𝑥) = ((𝐹𝑚)‘𝑦))
3635mpteq2dv 5158 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) = (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)))
3736eleq1d 2901 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ ↔ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ ))
3815, 16, 17, 34, 37cbvrab 3495 . . 3 {𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ } = {𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ }
39 fveq2 6666 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 𝑘 → (ℤ𝑛) = (ℤ𝑘))
4039iineq1d 41223 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑘 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) = 𝑚 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑚))
41 nfcv 2981 . . . . . . . . . 10 𝑗dom (𝐹𝑚)
4221nfdm 5821 . . . . . . . . . 10 𝑚dom (𝐹𝑗)
4324dmeqd 5772 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝑗 → dom (𝐹𝑚) = dom (𝐹𝑗))
4441, 42, 43cbviin 4958 . . . . . . . . 9 𝑚 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑚) = 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗)
4544a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑘 𝑚 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑚) = 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗))
4640, 45eqtrd 2860 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑘 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) = 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗))
4746cbviunv 4961 . . . . . 6 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) = 𝑘𝑍 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗)
4847eleq2i 2908 . . . . 5 (𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ↔ 𝑦 𝑘𝑍 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗))
4926eleq1i 2907 . . . . 5 ((𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ ↔ (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ )
5048, 49anbi12i 626 . . . 4 ((𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∧ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ ) ↔ (𝑦 𝑘𝑍 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗) ∧ (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ ))
5150rabbia2 3482 . . 3 {𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ } = {𝑦 𝑘𝑍 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗) ∣ (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ }
527, 38, 513eqtri 2852 . 2 𝐷 = {𝑦 𝑘𝑍 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗) ∣ (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ }
53 smflim2.g . . 3 𝐺 = (𝑥𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥))))
54 nfrab1 3389 . . . . 5 𝑥{𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ }
557, 54nfcxfr 2979 . . . 4 𝑥𝐷
56 nfcv 2981 . . . 4 𝑦𝐷
57 nfcv 2981 . . . 4 𝑦( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)))
58 nfcv 2981 . . . . 5 𝑥
5958, 31nffv 6676 . . . 4 𝑥( ⇝ ‘(𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)))
6026a1i 11 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) = (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)))
6136, 60eqtrd 2860 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) = (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)))
6261fveq2d 6670 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥))) = ( ⇝ ‘(𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦))))
6355, 56, 57, 59, 62cbvmptf 5161 . . 3 (𝑥𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)))) = (𝑦𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦))))
6453, 63eqtri 2848 . 2 𝐺 = (𝑦𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦))))
651, 2, 3, 4, 5, 6, 52, 64smflim 42921 1 (𝜑𝐺 ∈ (SMblFn‘𝑆))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1530   ∈ wcel 2107  Ⅎwnfc 2965  {crab 3146  ∪ ciun 4916  ∩ ciin 4917   ↦ cmpt 5142  dom cdm 5553  ⟶wf 6347  ‘cfv 6351  ℤcz 11973  ℤ≥cuz 12235   ⇝ cli 14834  SAlgcsalg 42461  SMblFncsmblfn 42845 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-13 2385  ax-ext 2797  ax-rep 5186  ax-sep 5199  ax-nul 5206  ax-pow 5262  ax-pr 5325  ax-un 7454  ax-inf2 9096  ax-cc 9849  ax-ac2 9877  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606  ax-pre-sup 10607 This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2619  df-eu 2651  df-clab 2804  df-cleq 2818  df-clel 2897  df-nfc 2967  df-ne 3021  df-nel 3128  df-ral 3147  df-rex 3148  df-reu 3149  df-rmo 3150  df-rab 3151  df-v 3501  df-sbc 3776  df-csb 3887  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3955  df-pss 3957  df-nul 4295  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4564  df-pr 4566  df-tp 4568  df-op 4570  df-uni 4837  df-int 4874  df-iun 4918  df-iin 4919  df-br 5063  df-opab 5125  df-mpt 5143  df-tr 5169  df-id 5458  df-eprel 5463  df-po 5472  df-so 5473  df-fr 5512  df-se 5513  df-we 5514  df-xp 5559  df-rel 5560  df-cnv 5561  df-co 5562  df-dm 5563  df-rn 5564  df-res 5565  df-ima 5566  df-pred 6145  df-ord 6191  df-on 6192  df-lim 6193  df-suc 6194  df-iota 6311  df-fun 6353  df-fn 6354  df-f 6355  df-f1 6356  df-fo 6357  df-f1o 6358  df-fv 6359  df-isom 6360  df-riota 7109  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-om 7572  df-1st 7683  df-2nd 7684  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-1o 8096  df-oadd 8100  df-omul 8101  df-er 8282  df-map 8401  df-pm 8402  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-fin 8505  df-sup 8898  df-inf 8899  df-oi 8966  df-card 9360  df-acn 9363  df-ac 9534  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-div 11290  df-nn 11631  df-2 11692  df-3 11693  df-n0 11890  df-z 11974  df-uz 12236  df-q 12341  df-rp 12383  df-ioo 12735  df-ico 12737  df-fl 13155  df-seq 13363  df-exp 13423  df-cj 14451  df-re 14452  df-im 14453  df-sqrt 14587  df-abs 14588  df-clim 14838  df-rlim 14839  df-rest 16688  df-salg 42462  df-smblfn 42846 This theorem is referenced by:  smflimmpt  42952
 Copyright terms: Public domain W3C validator