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Theorem smflimsuplem5 48039
Description: 𝐻 converges to the superior limit of 𝐹. (Contributed by Glauco Siliprandi, 23-Oct-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
smflimsuplem5.a Ⅎ𝑛𝜑
smflimsuplem5.b Ⅎ𝑚𝜑
smflimsuplem5.m (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
smflimsuplem5.z 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
smflimsuplem5.s (𝜑 → 𝑆 ∈ SAlg)
smflimsuplem5.f (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(SMblFn‘𝑆))
smflimsuplem5.e 𝐸 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ {𝑥 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) ∈ ℝ})
smflimsuplem5.h 𝐻 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (𝑥 ∈ (𝐸‘𝑛) ↦ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < )))
smflimsuplem5.r (𝜑 → (lim sup‘(𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))) ∈ ℝ)
smflimsuplem5.n (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑍)
smflimsuplem5.x (𝜑 → 𝑋 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)dom (𝐹‘𝑚))
Assertion
Ref Expression
smflimsuplem5 (𝜑 → (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁) ↦ ((𝐻‘𝑛)‘𝑋)) ⇝ (lim sup‘(𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))))
Distinct variable groups:   𝑛,𝐹,𝑥   𝑚,𝑀   𝑚,𝑁,𝑛   𝑚,𝑋,𝑛   𝑚,𝑍,𝑛,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑚, 𝑛)   𝑆(𝑥, 𝑚, 𝑛)   𝐸(𝑥, 𝑚, 𝑛)   𝐹(𝑚)   𝐻(𝑥, 𝑚, 𝑛)   𝑀(𝑥, 𝑛)   𝑁(𝑥)   𝑋(𝑥)

Proof of Theorem smflimsuplem5
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 smflimsuplem5.a . . 3 Ⅎ𝑛𝜑
2 smflimsuplem5.n . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑍)
3 smflimsuplem5.z . . . . . . . . . . . 12 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
43eleq2i 2856 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ 𝑍 ↔ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
54biimpi 219 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ 𝑍 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
6 uzss 13015 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ (ℤ≥‘𝑀))
75, 6syl 18 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ 𝑍 → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ (ℤ≥‘𝑀))
87, 3sseqtrrdi 3954 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ 𝑍 → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ 𝑍)
92, 8syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ 𝑍)
109sselda 3913 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝑛 ∈ 𝑍)
11 smflimsuplem5.e . . . . . . . . . 10 𝐸 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ {𝑥 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) ∈ ℝ})
12 nfcv 2926 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑥𝑍
13 nfrab1 3435 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑥{𝑥 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) ∈ ℝ}
1412, 13nfmpt 5206 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑥(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ {𝑥 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) ∈ ℝ})
1511, 14nfcxfr 2924 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑥𝐸
16 nfcv 2926 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑥𝑛
1715, 16nffv 6918 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑥(𝐸‘𝑛)
18 fvex 6921 . . . . . . . 8 (𝐸‘𝑛) ∈ V
1917, 18mptexf 46454 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (𝐸‘𝑛) ↦ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < )) ∈ V
2019a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (𝑥 ∈ (𝐸‘𝑛) ↦ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < )) ∈ V)
21 smflimsuplem5.h . . . . . . 7 𝐻 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (𝑥 ∈ (𝐸‘𝑛) ↦ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < )))
2221fvmpt2 7028 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ 𝑍 ∧ (𝑥 ∈ (𝐸‘𝑛) ↦ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < )) ∈ V) → (𝐻‘𝑛) = (𝑥 ∈ (𝐸‘𝑛) ↦ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < )))
2310, 20, 22syl2anc 596 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (𝐻‘𝑛) = (𝑥 ∈ (𝐸‘𝑛) ↦ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < )))
2423fveq1d 6910 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → ((𝐻‘𝑛)‘𝑋) = ((𝑥 ∈ (𝐸‘𝑛) ↦ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ))‘𝑋))
25 nfcv 2926 . . . . . 6 Ⅎ𝑦(𝐸‘𝑛)
26 nfcv 2926 . . . . . 6 Ⅎ𝑦sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < )
27 nfcv 2926 . . . . . 6 Ⅎ𝑥sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)), ℝ*, < )
28 fveq2 6908 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → ((𝐹‘𝑚)‘𝑥) = ((𝐹‘𝑚)‘𝑦))
2928mpteq2dv 5202 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)) = (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)))
3029rneqd 5927 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)) = ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)))
3130supeq1d 9465 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)), ℝ*, < ))
3217, 25, 26, 27, 31cbvmptf 5208 . . . . 5 (𝑥 ∈ (𝐸‘𝑛) ↦ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < )) = (𝑦 ∈ (𝐸‘𝑛) ↦ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)), ℝ*, < ))
33 simpl 488 . . . . . . . . 9 ((𝑦 = 𝑋 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → 𝑦 = 𝑋)
3433fveq2d 6912 . . . . . . . 8 ((𝑦 = 𝑋 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → ((𝐹‘𝑚)‘𝑦) = ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))
3534mpteq2dva 5201 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑋 → (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)) = (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋)))
3635rneqd 5927 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑋 → ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)) = ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋)))
3736supeq1d 9465 . . . . 5 (𝑦 = 𝑋 → sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)), ℝ*, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋)), ℝ*, < ))
3837eleq1d 2849 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑋 → (sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)), ℝ*, < ) ∈ ℝ ↔ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋)), ℝ*, < ) ∈ ℝ))
39 uzss 13015 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁) → (ℤ≥‘𝑛) ⊆ (ℤ≥‘𝑁))
40 iinss1 4970 . . . . . . . . . . 11 ((ℤ≥‘𝑛) ⊆ (ℤ≥‘𝑁) → ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)dom (𝐹‘𝑚) ⊆ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚))
4139, 40syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁) → ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)dom (𝐹‘𝑚) ⊆ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚))
4241adantl 487 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)dom (𝐹‘𝑚) ⊆ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚))
43 smflimsuplem5.x . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑋 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)dom (𝐹‘𝑚))
4443adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝑋 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)dom (𝐹‘𝑚))
4542, 44sseldd 3914 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝑋 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚))
46 smflimsuplem5.b . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑚𝜑
47 nfv 1949 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑚 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)
4846, 47nfan 1934 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑚(𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
49 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 (ℤ≥‘𝑛) = (ℤ≥‘𝑛)
50 simpll 779 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → 𝜑)
5139sselda 3913 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁) ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
5251adantll 727 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
53 smflimsuplem5.s . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝑆 ∈ SAlg)
5453adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝑆 ∈ SAlg)
55 simpl 488 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝜑)
569sselda 3913 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝑚 ∈ 𝑍)
57 smflimsuplem5.f . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(SMblFn‘𝑆))
5857ffvelcdmda 7108 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑚) ∈ (SMblFn‘𝑆))
5955, 56, 58syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (𝐹‘𝑚) ∈ (SMblFn‘𝑆))
60 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . 13 dom (𝐹‘𝑚) = dom (𝐹‘𝑚)
6154, 59, 60smff 47947 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (𝐹‘𝑚):dom (𝐹‘𝑚)⟶ℝ)
62 eliin 4959 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑋 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)dom (𝐹‘𝑚) → (𝑋 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)dom (𝐹‘𝑚) ↔ ∀𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)𝑋 ∈ dom (𝐹‘𝑚)))
6343, 62syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑋 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)dom (𝐹‘𝑚) ↔ ∀𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)𝑋 ∈ dom (𝐹‘𝑚)))
6443, 63mpbid 235 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ∀𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)𝑋 ∈ dom (𝐹‘𝑚))
6564adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → ∀𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)𝑋 ∈ dom (𝐹‘𝑚))
66 simpr 490 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
67 rspa 3255 . . . . . . . . . . . . 13 ((∀𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)𝑋 ∈ dom (𝐹‘𝑚) ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝑋 ∈ dom (𝐹‘𝑚))
6865, 66, 67syl2anc 596 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝑋 ∈ dom (𝐹‘𝑚))
6961, 68ffvelcdmd 7109 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → ((𝐹‘𝑚)‘𝑋) ∈ ℝ)
7050, 52, 69syl2anc 596 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → ((𝐹‘𝑚)‘𝑋) ∈ ℝ)
71 eluzelz 13002 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁) → 𝑛 ∈ ℤ)
7271adantl 487 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝑛 ∈ ℤ)
73 smflimsuplem5.m . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
7473adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝑀 ∈ ℤ)
75 fvex 6921 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹‘𝑚)‘𝑋) ∈ V
7675a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ 𝑚 ∈ 𝑍) → ((𝐹‘𝑚)‘𝑋) ∈ V)
7748, 72, 74, 49, 3, 70, 76limsupequzmpt 46944 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (lim sup‘(𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))) = (lim sup‘(𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))))
78 smflimsuplem5.r . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (lim sup‘(𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))) ∈ ℝ)
7978adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (lim sup‘(𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))) ∈ ℝ)
8077, 79eqeltrd 2864 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (lim sup‘(𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))) ∈ ℝ)
8180renepnfd 11387 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (lim sup‘(𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))) ≠ +∞)
8248, 49, 70, 81limsupubuzmpt 46934 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)((𝐹‘𝑚)‘𝑋) ≤ 𝑦)
83 uzid2 46620 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁) → 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑛))
8483ne0d 4291 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁) → (ℤ≥‘𝑛) ≠ ∅)
8584adantl 487 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (ℤ≥‘𝑛) ≠ ∅)
8648, 85, 70supxrre3rnmpt 46644 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋)), ℝ*, < ) ∈ ℝ ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)((𝐹‘𝑚)‘𝑋) ≤ 𝑦))
8782, 86mpbird 260 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋)), ℝ*, < ) ∈ ℝ)
8838, 45, 87elrabd 3650 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝑋 ∈ {𝑦 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)), ℝ*, < ) ∈ ℝ})
89 simpl 488 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 = 𝑥 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → 𝑦 = 𝑥)
9089fveq2d 6912 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑦 = 𝑥 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → ((𝐹‘𝑚)‘𝑦) = ((𝐹‘𝑚)‘𝑥))
9190mpteq2dva 5201 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = 𝑥 → (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)) = (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)))
9291rneqd 5927 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = 𝑥 → ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)) = ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)))
9392supeq1d 9465 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝑥 → sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)), ℝ*, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ))
9493eleq1d 2849 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑥 → (sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)), ℝ*, < ) ∈ ℝ ↔ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) ∈ ℝ))
9594cbvrabv 3426 . . . . . . 7 {𝑦 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑦)), ℝ*, < ) ∈ ℝ} = {𝑥 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) ∈ ℝ}
9688, 95eleqtrdi 2874 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝑋 ∈ {𝑥 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) ∈ ℝ})
97 eqid 2763 . . . . . . . 8 {𝑥 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) ∈ ℝ} = {𝑥 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) ∈ ℝ}
98 fvex 6921 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹‘𝑚) ∈ V
9998dmex 7945 . . . . . . . . . . . 12 dom (𝐹‘𝑚) ∈ V
10099rgenw 3084 . . . . . . . . . . 11 ∀𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∈ V
101100a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁) → ∀𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∈ V)
10284, 101iinexd 46353 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁) → ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∈ V)
103102adantl 487 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∈ V)
10497, 103rabexd 5305 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → {𝑥 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) ∈ ℝ} ∈ V)
10511fvmpt2 7028 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ 𝑍 ∧ {𝑥 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) ∈ ℝ} ∈ V) → (𝐸‘𝑛) = {𝑥 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) ∈ ℝ})
10610, 104, 105syl2anc 596 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (𝐸‘𝑛) = {𝑥 ∈ ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ) ∈ ℝ})
10796, 106eleqtrrd 2867 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝑋 ∈ (𝐸‘𝑛))
10832, 37, 107, 87fvmptd3 7040 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → ((𝑥 ∈ (𝐸‘𝑛) ↦ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)), ℝ*, < ))‘𝑋) = sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋)), ℝ*, < ))
10924, 108eqtrd 2798 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → ((𝐻‘𝑛)‘𝑋) = sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋)), ℝ*, < ))
1101, 109mpteq2da 5200 . 2 (𝜑 → (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁) ↦ ((𝐻‘𝑛)‘𝑋)) = (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁) ↦ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋)), ℝ*, < )))
1113eluzelz2 46618 . . . 4 (𝑁 ∈ 𝑍 → 𝑁 ∈ ℤ)
1122, 111syl 18 . . 3 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
113 eqid 2763 . . 3 (ℤ≥‘𝑁) = (ℤ≥‘𝑁)
11475a1i 11 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → ((𝐹‘𝑚)‘𝑋) ∈ V)
11575a1i 11 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑍) → ((𝐹‘𝑚)‘𝑋) ∈ V)
11646, 112, 73, 113, 3, 114, 115limsupequzmpt 46944 . . . 4 (𝜑 → (lim sup‘(𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))) = (lim sup‘(𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))))
117116, 78eqeltrd 2864 . . 3 (𝜑 → (lim sup‘(𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))) ∈ ℝ)
11846, 112, 113, 69, 117supcnvlimsupmpt 46956 . 2 (𝜑 → (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁) ↦ sup(ran (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋)), ℝ*, < )) ⇝ (lim sup‘(𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))))
119110, 118eqbrtrd 5130 1 (𝜑 → (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑁) ↦ ((𝐻‘𝑛)‘𝑋)) ⇝ (lim sup‘(𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑁) ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑋))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570  Ⅎwnf 1816   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  {crab 3416  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900  ∅c0 4281  ∩ ciin 4955   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5189  dom cdm 5655  ran crn 5656  ⟶wf 6554  ‘cfv 6558  supcsup 9459  ℝcr 11226  ℝ*cxr 11369   < clt 11370   ≤ cle 11371  ℤcz 12720  ℤ≥cuz 12992  lim supclsp 15666   ⇝ cli 15680  SAlgcsalg 47523  SMblFncsmblfn 47910
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-pre-sup 11305
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8745  df-pm 8878  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-sup 9461  df-inf 9462  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-div 12001  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-n0 12634  df-z 12721  df-uz 12993  df-q 13103  df-rp 13148  df-ioo 13507  df-ico 13509  df-fz 13667  df-fl 13959  df-ceil 13960  df-seq 14172  df-exp 14232  df-cj 15295  df-re 15296  df-im 15297  df-sqrt 15431  df-abs 15432  df-limsup 15667  df-clim 15684  df-smblfn 47911
This theorem is used by:  smflimsuplem6  48040  smflimsuplem8  48042
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