Theorem ulmcau2 26780

Description: A sequence of functions converges uniformly iff it is uniformly Cauchy, which is to say that for every 0 < 𝑥 there is a 𝑗 such that for all 𝑗 ≤ 𝑘, 𝑚 the functions 𝐹(𝑘) and 𝐹(𝑚) are uniformly within 𝑥 of each other on 𝑆. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Mar-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
ulmcau.z	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
ulmcau.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
ulmcau.s	⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ 𝑉)
ulmcau.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(ℂ ↑m 𝑆))

Assertion

Ref	Expression
ulmcau2	⊢ (𝜑 → (𝐹 ∈ dom (⇝𝑢‘𝑆) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)∀𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑘)∀𝑧 ∈ 𝑆 (abs‘(((𝐹‘𝑘)‘𝑧) − ((𝐹‘𝑚)‘𝑧))) < 𝑥))

Distinct variable groups:   𝑗,𝑘,𝑚,𝑥,𝑧,𝐹   𝜑,𝑗,𝑘,𝑚,𝑥,𝑧   𝑆,𝑗,𝑘,𝑚,𝑥,𝑧   𝑗,𝑍,𝑘,𝑚,𝑥,𝑧   𝑗,𝑀,𝑘,𝑧

Allowed substitution hints:   𝑀(𝑥, 𝑚)   𝑉(𝑥, 𝑧, 𝑗, 𝑘, 𝑚)

Proof of Theorem ulmcau2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ulmcau.z	. . 3 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
2		ulmcau.m	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
3		ulmcau.s	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ 𝑉)
4		ulmcau.f	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(ℂ ↑m 𝑆))
5	1, 2, 3, 4	ulmcau 26779	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ∈ dom (⇝𝑢‘𝑆) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)∀𝑧 ∈ 𝑆 (abs‘(((𝐹‘𝑘)‘𝑧) − ((𝐹‘𝑗)‘𝑧))) < 𝑥))
6	1, 2, 3, 4	ulmcaulem 26778	. 2 ⊢ (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)∀𝑧 ∈ 𝑆 (abs‘(((𝐹‘𝑘)‘𝑧) − ((𝐹‘𝑗)‘𝑧))) < 𝑥 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)∀𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑘)∀𝑧 ∈ 𝑆 (abs‘(((𝐹‘𝑘)‘𝑧) − ((𝐹‘𝑚)‘𝑧))) < 𝑥))
7	5, 6	bitrd 282	1 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ∈ dom (⇝𝑢‘𝑆) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)∀𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑘)∀𝑧 ∈ 𝑆 (abs‘(((𝐹‘𝑘)‘𝑧) − ((𝐹‘𝑚)‘𝑧))) < 𝑥))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  ∃wrex 3090   class class class wbr 5108  dom cdm 5658  ⟶wf 6562  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451   ↑_m cmap 8885  ℂcc 11237   < clt 11382   − cmin 11580  ℤcz 12733  ℤ_≥cuz 13005  ℝ⁺crp 13160  abscabs 15444  ⇝_𝑢culm 26760

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 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-pre-sup 11317

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-op 4841  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-er 8755  df-map 8887  df-pm 8888  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-sup 9471  df-inf 9472  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-n0 12647  df-z 12734  df-uz 13006  df-rp 13161  df-ico 13522  df-fl 13972  df-seq 14185  df-exp 14245  df-cj 15309  df-re 15310  df-im 15311  df-sqrt 15445  df-abs 15446  df-limsup 15682  df-clim 15699  df-rlim 15700  df-ulm 26761

This theorem is used by:  ulmdvlem3  26786