MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ulmclm Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ulmclm 26274
Description: A uniform limit of functions converges pointwise. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
ulmclm.z 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
ulmclm.m (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
ulmclm.f (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘βŸΆ(β„‚ ↑m 𝑆))
ulmclm.a (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ 𝑆)
ulmclm.h (πœ‘ β†’ 𝐻 ∈ π‘Š)
ulmclm.e ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ ((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄) = (π»β€˜π‘˜))
ulmclm.u (πœ‘ β†’ 𝐹(β‡π‘’β€˜π‘†)𝐺)
Assertion
Ref Expression
ulmclm (πœ‘ β†’ 𝐻 ⇝ (πΊβ€˜π΄))
Distinct variable groups:   𝐴,π‘˜   π‘˜,𝐹   π‘˜,𝐺   πœ‘,π‘˜   π‘˜,𝐻   π‘˜,𝑀   𝑆,π‘˜   π‘˜,𝑍
Allowed substitution hint:   π‘Š(π‘˜)

Proof of Theorem ulmclm
Dummy variables 𝑗 π‘₯ 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ulmclm.u . 2 (πœ‘ β†’ 𝐹(β‡π‘’β€˜π‘†)𝐺)
2 ulmclm.a . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ 𝑆)
3 fveq2 6884 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝐴 β†’ ((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π‘§) = ((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄))
4 fveq2 6884 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝐴 β†’ (πΊβ€˜π‘§) = (πΊβ€˜π΄))
53, 4oveq12d 7422 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝐴 β†’ (((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π‘§) βˆ’ (πΊβ€˜π‘§)) = (((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄) βˆ’ (πΊβ€˜π΄)))
65fveq2d 6888 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝐴 β†’ (absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π‘§) βˆ’ (πΊβ€˜π‘§))) = (absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄) βˆ’ (πΊβ€˜π΄))))
76breq1d 5151 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝐴 β†’ ((absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π‘§) βˆ’ (πΊβ€˜π‘§))) < π‘₯ ↔ (absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄) βˆ’ (πΊβ€˜π΄))) < π‘₯))
87rspcv 3602 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ 𝑆 β†’ (βˆ€π‘§ ∈ 𝑆 (absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π‘§) βˆ’ (πΊβ€˜π‘§))) < π‘₯ β†’ (absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄) βˆ’ (πΊβ€˜π΄))) < π‘₯))
92, 8syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘§ ∈ 𝑆 (absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π‘§) βˆ’ (πΊβ€˜π‘§))) < π‘₯ β†’ (absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄) βˆ’ (πΊβ€˜π΄))) < π‘₯))
109ralimdv 3163 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)βˆ€π‘§ ∈ 𝑆 (absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π‘§) βˆ’ (πΊβ€˜π‘§))) < π‘₯ β†’ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄) βˆ’ (πΊβ€˜π΄))) < π‘₯))
1110reximdv 3164 . . . 4 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)βˆ€π‘§ ∈ 𝑆 (absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π‘§) βˆ’ (πΊβ€˜π‘§))) < π‘₯ β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄) βˆ’ (πΊβ€˜π΄))) < π‘₯))
1211ralimdv 3163 . . 3 (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)βˆ€π‘§ ∈ 𝑆 (absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π‘§) βˆ’ (πΊβ€˜π‘§))) < π‘₯ β†’ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄) βˆ’ (πΊβ€˜π΄))) < π‘₯))
13 ulmclm.z . . . 4 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
14 ulmclm.m . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
15 ulmclm.f . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘βŸΆ(β„‚ ↑m 𝑆))
16 eqidd 2727 . . . 4 ((πœ‘ ∧ (π‘˜ ∈ 𝑍 ∧ 𝑧 ∈ 𝑆)) β†’ ((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π‘§) = ((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π‘§))
17 eqidd 2727 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑧 ∈ 𝑆) β†’ (πΊβ€˜π‘§) = (πΊβ€˜π‘§))
18 ulmcl 26268 . . . . 5 (𝐹(β‡π‘’β€˜π‘†)𝐺 β†’ 𝐺:π‘†βŸΆβ„‚)
191, 18syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐺:π‘†βŸΆβ„‚)
20 ulmscl 26266 . . . . 5 (𝐹(β‡π‘’β€˜π‘†)𝐺 β†’ 𝑆 ∈ V)
211, 20syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑆 ∈ V)
2213, 14, 15, 16, 17, 19, 21ulm2 26272 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝐹(β‡π‘’β€˜π‘†)𝐺 ↔ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)βˆ€π‘§ ∈ 𝑆 (absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π‘§) βˆ’ (πΊβ€˜π‘§))) < π‘₯))
23 ulmclm.h . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐻 ∈ π‘Š)
24 ulmclm.e . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ ((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄) = (π»β€˜π‘˜))
2524eqcomd 2732 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (π»β€˜π‘˜) = ((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄))
2619, 2ffvelcdmd 7080 . . . 4 (πœ‘ β†’ (πΊβ€˜π΄) ∈ β„‚)
2715ffvelcdmda 7079 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (β„‚ ↑m 𝑆))
28 elmapi 8842 . . . . . 6 ((πΉβ€˜π‘˜) ∈ (β„‚ ↑m 𝑆) β†’ (πΉβ€˜π‘˜):π‘†βŸΆβ„‚)
2927, 28syl 17 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜):π‘†βŸΆβ„‚)
302adantr 480 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ 𝐴 ∈ 𝑆)
3129, 30ffvelcdmd 7080 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ ((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄) ∈ β„‚)
3213, 14, 23, 25, 26, 31clim2c 15453 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝐻 ⇝ (πΊβ€˜π΄) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜(((πΉβ€˜π‘˜)β€˜π΄) βˆ’ (πΊβ€˜π΄))) < π‘₯))
3312, 22, 323imtr4d 294 . 2 (πœ‘ β†’ (𝐹(β‡π‘’β€˜π‘†)𝐺 β†’ 𝐻 ⇝ (πΊβ€˜π΄)))
341, 33mpd 15 1 (πœ‘ β†’ 𝐻 ⇝ (πΊβ€˜π΄))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  βˆ€wral 3055  βˆƒwrex 3064  Vcvv 3468   class class class wbr 5141  βŸΆwf 6532  β€˜cfv 6536  (class class class)co 7404   ↑m cmap 8819  β„‚cc 11107   < clt 11249   βˆ’ cmin 11445  β„€cz 12559  β„€β‰₯cuz 12823  β„+crp 12977  abscabs 15185   ⇝ cli 15432  β‡π‘’culm 26263
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 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7721  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-op 4630  df-uni 4903  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-id 5567  df-po 5581  df-so 5582  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-iota 6488  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-er 8702  df-map 8821  df-pm 8822  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-neg 11448  df-z 12560  df-uz 12824  df-clim 15436  df-ulm 26264
This theorem is referenced by:  ulmuni  26279  ulmdvlem3  26289  mbfulm  26293  pserulm  26309  lgamgulm2  26919  lgamcvglem  26923  knoppcnlem9  35885  knoppndvlem4  35899
  Copyright terms: Public domain W3C validator