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

Theorem smflim2 41676
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 41649 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 2907 . 2 𝑗𝐹
2 nfcv 2907 . 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 2907 . . . . 5 𝑥𝑍
9 nfcv 2907 . . . . . 6 𝑥(ℤ𝑛)
10 smflim2.x . . . . . . . 8 𝑥𝐹
11 nfcv 2907 . . . . . . . 8 𝑥𝑚
1210, 11nffv 6389 . . . . . . 7 𝑥(𝐹𝑚)
1312nfdm 5538 . . . . . 6 𝑥dom (𝐹𝑚)
149, 13nfiin 4707 . . . . 5 𝑥 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚)
158, 14nfiun 4706 . . . 4 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚)
16 nfcv 2907 . . . 4 𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚)
17 nfv 2009 . . . 4 𝑦(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝
18 nfcv 2907 . . . . . . 7 𝑗((𝐹𝑚)‘𝑦)
19 smflim2.n . . . . . . . . 9 𝑚𝐹
20 nfcv 2907 . . . . . . . . 9 𝑚𝑗
2119, 20nffv 6389 . . . . . . . 8 𝑚(𝐹𝑗)
22 nfcv 2907 . . . . . . . 8 𝑚𝑦
2321, 22nffv 6389 . . . . . . 7 𝑚((𝐹𝑗)‘𝑦)
24 fveq2 6379 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝑗 → (𝐹𝑚) = (𝐹𝑗))
2524fveq1d 6381 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑗 → ((𝐹𝑚)‘𝑦) = ((𝐹𝑗)‘𝑦))
2618, 23, 25cbvmpt 4910 . . . . . 6 (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) = (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦))
27 nfcv 2907 . . . . . . . . 9 𝑥𝑗
2810, 27nffv 6389 . . . . . . . 8 𝑥(𝐹𝑗)
29 nfcv 2907 . . . . . . . 8 𝑥𝑦
3028, 29nffv 6389 . . . . . . 7 𝑥((𝐹𝑗)‘𝑦)
318, 30nfmpt 4907 . . . . . 6 𝑥(𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦))
3226, 31nfcxfr 2905 . . . . 5 𝑥(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦))
33 nfcv 2907 . . . . 5 𝑥dom ⇝
3432, 33nfel 2920 . . . 4 𝑥(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝
35 fveq2 6379 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → ((𝐹𝑚)‘𝑥) = ((𝐹𝑚)‘𝑦))
3635mpteq2dv 4906 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) = (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)))
3736eleq1d 2829 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ ↔ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ ))
3815, 16, 17, 34, 37cbvrab 3347 . . 3 {𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ } = {𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ }
39 fveq2 6379 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 𝑘 → (ℤ𝑛) = (ℤ𝑘))
4039iineq1d 39942 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑘 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) = 𝑚 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑚))
41 nfcv 2907 . . . . . . . . . 10 𝑗dom (𝐹𝑚)
4221nfdm 5538 . . . . . . . . . 10 𝑚dom (𝐹𝑗)
4324dmeqd 5496 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝑗 → dom (𝐹𝑚) = dom (𝐹𝑗))
4441, 42, 43cbviin 4716 . . . . . . . . 9 𝑚 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑚) = 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗)
4544a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑘 𝑚 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑚) = 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗))
4640, 45eqtrd 2799 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑘 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) = 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗))
4746cbviunv 4717 . . . . . 6 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) = 𝑘𝑍 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗)
4847eleq2i 2836 . . . . 5 (𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ↔ 𝑦 𝑘𝑍 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗))
4926eleq1i 2835 . . . . 5 ((𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ ↔ (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ )
5048, 49anbi12i 620 . . . 4 ((𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∧ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ ) ↔ (𝑦 𝑘𝑍 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗) ∧ (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ ))
5150rabbia2 3336 . . 3 {𝑦 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ } = {𝑦 𝑘𝑍 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗) ∣ (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ }
527, 38, 513eqtri 2791 . 2 𝐷 = {𝑦 𝑘𝑍 𝑗 ∈ (ℤ𝑘)dom (𝐹𝑗) ∣ (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)) ∈ dom ⇝ }
53 smflim2.g . . 3 𝐺 = (𝑥𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥))))
54 nfrab1 3270 . . . . 5 𝑥{𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ (ℤ𝑛)dom (𝐹𝑚) ∣ (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ }
557, 54nfcxfr 2905 . . . 4 𝑥𝐷
56 nfcv 2907 . . . 4 𝑦𝐷
57 nfcv 2907 . . . 4 𝑦( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)))
58 nfcv 2907 . . . . 5 𝑥
5958, 31nffv 6389 . . . 4 𝑥( ⇝ ‘(𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)))
6026a1i 11 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑦)) = (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)))
6136, 60eqtrd 2799 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → (𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)) = (𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦)))
6261fveq2d 6383 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥))) = ( ⇝ ‘(𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦))))
6355, 56, 57, 59, 62cbvmptf 4909 . . 3 (𝑥𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑚𝑍 ↦ ((𝐹𝑚)‘𝑥)))) = (𝑦𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦))))
6453, 63eqtri 2787 . 2 𝐺 = (𝑦𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑗𝑍 ↦ ((𝐹𝑗)‘𝑦))))
651, 2, 3, 4, 5, 6, 52, 64smflim 41649 1 (𝜑𝐺 ∈ (SMblFn‘𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4   = wceq 1652  wcel 2155  wnfc 2894  {crab 3059   ciun 4678   ciin 4679  cmpt 4890  dom cdm 5279  wf 6066  cfv 6070  cz 11628  cuz 11891  cli 14514  SAlgcsalg 41189  SMblFncsmblfn 41573
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-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7151  ax-inf2 8757  ax-cc 9514  ax-ac2 9542  ax-cnex 10249  ax-resscn 10250  ax-1cn 10251  ax-icn 10252  ax-addcl 10253  ax-addrcl 10254  ax-mulcl 10255  ax-mulrcl 10256  ax-mulcom 10257  ax-addass 10258  ax-mulass 10259  ax-distr 10260  ax-i2m1 10261  ax-1ne0 10262  ax-1rid 10263  ax-rnegex 10264  ax-rrecex 10265  ax-cnre 10266  ax-pre-lttri 10267  ax-pre-lttrn 10268  ax-pre-ltadd 10269  ax-pre-mulgt0 10270  ax-pre-sup 10271
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 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-int 4636  df-iun 4680  df-iin 4681  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-se 5239  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-isom 6079  df-riota 6807  df-ov 6849  df-oprab 6850  df-mpt2 6851  df-om 7268  df-1st 7370  df-2nd 7371  df-wrecs 7614  df-recs 7676  df-rdg 7714  df-1o 7768  df-oadd 7772  df-omul 7773  df-er 7951  df-map 8066  df-pm 8067  df-en 8165  df-dom 8166  df-sdom 8167  df-fin 8168  df-sup 8559  df-inf 8560  df-oi 8626  df-card 9020  df-acn 9023  df-ac 9194  df-pnf 10334  df-mnf 10335  df-xr 10336  df-ltxr 10337  df-le 10338  df-sub 10526  df-neg 10527  df-div 10943  df-nn 11279  df-2 11339  df-3 11340  df-n0 11543  df-z 11629  df-uz 11892  df-q 11995  df-rp 12034  df-ioo 12386  df-ico 12388  df-fl 12806  df-seq 13014  df-exp 13073  df-cj 14138  df-re 14139  df-im 14140  df-sqrt 14274  df-abs 14275  df-clim 14518  df-rlim 14519  df-rest 16363  df-salg 41190  df-smblfn 41574
This theorem is referenced by:  smflimmpt  41680
  Copyright terms: Public domain W3C validator