Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  xlimpnfvlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem xlimpnfvlem1 44542
Description: Lemma for xlimpnfv 44544: the "only if" part of the biconditional. (Contributed by Glauco Siliprandi, 5-Feb-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
xlimpnfvlem1.m (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
xlimpnfvlem1.z 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
xlimpnfvlem1.f (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„*)
xlimpnfvlem1.c (πœ‘ β†’ 𝐹~~>*+∞)
xlimpnfvlem1.x (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ ℝ)
Assertion
Ref Expression
xlimpnfvlem1 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)𝑋 ≀ (πΉβ€˜π‘˜))
Distinct variable groups:   𝑗,𝐹,π‘˜   𝑗,𝑀   𝑗,𝑋,π‘˜   𝑗,𝑍,π‘˜   πœ‘,𝑗,π‘˜
Allowed substitution hint:   𝑀(π‘˜)

Proof of Theorem xlimpnfvlem1
Dummy variable 𝑒 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iocpnfordt 22718 . . . . . 6 (𝑋(,]+∞) ∈ (ordTopβ€˜ ≀ )
21a1i 11 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝑋(,]+∞) ∈ (ordTopβ€˜ ≀ ))
3 xlimpnfvlem1.c . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐹~~>*+∞)
4 df-xlim 44525 . . . . . . . . 9 ~~>* = (β‡π‘‘β€˜(ordTopβ€˜ ≀ ))
54breqi 5154 . . . . . . . 8 (𝐹~~>*+∞ ↔ 𝐹(β‡π‘‘β€˜(ordTopβ€˜ ≀ ))+∞)
63, 5sylib 217 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐹(β‡π‘‘β€˜(ordTopβ€˜ ≀ ))+∞)
7 nfcv 2903 . . . . . . . 8 β„²π‘˜πΉ
8 letopon 22708 . . . . . . . . 9 (ordTopβ€˜ ≀ ) ∈ (TopOnβ€˜β„*)
98a1i 11 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (ordTopβ€˜ ≀ ) ∈ (TopOnβ€˜β„*))
107, 9lmbr3 44453 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝐹(β‡π‘‘β€˜(ordTopβ€˜ ≀ ))+∞ ↔ (𝐹 ∈ (ℝ* ↑pm β„‚) ∧ +∞ ∈ ℝ* ∧ βˆ€π‘’ ∈ (ordTopβ€˜ ≀ )(+∞ ∈ 𝑒 β†’ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑒)))))
116, 10mpbid 231 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝐹 ∈ (ℝ* ↑pm β„‚) ∧ +∞ ∈ ℝ* ∧ βˆ€π‘’ ∈ (ordTopβ€˜ ≀ )(+∞ ∈ 𝑒 β†’ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑒))))
1211simp3d 1144 . . . . 5 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘’ ∈ (ordTopβ€˜ ≀ )(+∞ ∈ 𝑒 β†’ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑒)))
132, 12jca 512 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((𝑋(,]+∞) ∈ (ordTopβ€˜ ≀ ) ∧ βˆ€π‘’ ∈ (ordTopβ€˜ ≀ )(+∞ ∈ 𝑒 β†’ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑒))))
14 xlimpnfvlem1.x . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ ℝ)
1514rexrd 11263 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ ℝ*)
1611simp2d 1143 . . . . 5 (πœ‘ β†’ +∞ ∈ ℝ*)
1714ltpnfd 13100 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑋 < +∞)
18 ubioc1 13376 . . . . 5 ((𝑋 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ* ∧ 𝑋 < +∞) β†’ +∞ ∈ (𝑋(,]+∞))
1915, 16, 17, 18syl3anc 1371 . . . 4 (πœ‘ β†’ +∞ ∈ (𝑋(,]+∞))
20 eleq2 2822 . . . . . 6 (𝑒 = (𝑋(,]+∞) β†’ (+∞ ∈ 𝑒 ↔ +∞ ∈ (𝑋(,]+∞)))
21 eleq2 2822 . . . . . . . . 9 (𝑒 = (𝑋(,]+∞) β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑒 ↔ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞)))
2221anbi2d 629 . . . . . . . 8 (𝑒 = (𝑋(,]+∞) β†’ ((π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑒) ↔ (π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞))))
2322ralbidv 3177 . . . . . . 7 (𝑒 = (𝑋(,]+∞) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑒) ↔ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞))))
2423rexbidv 3178 . . . . . 6 (𝑒 = (𝑋(,]+∞) β†’ (βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑒) ↔ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞))))
2520, 24imbi12d 344 . . . . 5 (𝑒 = (𝑋(,]+∞) β†’ ((+∞ ∈ 𝑒 β†’ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑒)) ↔ (+∞ ∈ (𝑋(,]+∞) β†’ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞)))))
2625rspcva 3610 . . . 4 (((𝑋(,]+∞) ∈ (ordTopβ€˜ ≀ ) ∧ βˆ€π‘’ ∈ (ordTopβ€˜ ≀ )(+∞ ∈ 𝑒 β†’ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑒))) β†’ (+∞ ∈ (𝑋(,]+∞) β†’ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞))))
2713, 19, 26sylc 65 . . 3 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞)))
28 nfv 1917 . . . 4 β„²π‘—πœ‘
29 nfv 1917 . . . . . 6 β„²π‘˜πœ‘
3015adantr 481 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ (π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞))) β†’ 𝑋 ∈ ℝ*)
31 xlimpnfvlem1.f . . . . . . . . . . . 12 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„*)
3231ffdmd 6748 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝐹:dom πΉβŸΆβ„*)
3332ffvelcdmda 7086 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ dom 𝐹) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ*)
3433adantrr 715 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ (π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ*)
3516adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ (π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞))) β†’ +∞ ∈ ℝ*)
36 simprr 771 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ (π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞))
3730, 35, 36iocgtlbd 44274 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ (π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞))) β†’ 𝑋 < (πΉβ€˜π‘˜))
3830, 34, 37xrltled 13128 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ (π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞))) β†’ 𝑋 ≀ (πΉβ€˜π‘˜))
3938ex 413 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ ((π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞)) β†’ 𝑋 ≀ (πΉβ€˜π‘˜)))
4039adantr 481 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ ((π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞)) β†’ 𝑋 ≀ (πΉβ€˜π‘˜)))
4129, 40ralimdaa 3257 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞)) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)𝑋 ≀ (πΉβ€˜π‘˜)))
4241a1d 25 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝑗 ∈ β„€ β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞)) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)𝑋 ≀ (πΉβ€˜π‘˜))))
4328, 42reximdai 3258 . . 3 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (𝑋(,]+∞)) β†’ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)𝑋 ≀ (πΉβ€˜π‘˜)))
4427, 43mpd 15 . 2 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)𝑋 ≀ (πΉβ€˜π‘˜))
45 xlimpnfvlem1.m . . 3 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
46 xlimpnfvlem1.z . . . 4 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
4746rexuz3 15294 . . 3 (𝑀 ∈ β„€ β†’ (βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)𝑋 ≀ (πΉβ€˜π‘˜) ↔ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)𝑋 ≀ (πΉβ€˜π‘˜)))
4845, 47syl 17 . 2 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)𝑋 ≀ (πΉβ€˜π‘˜) ↔ βˆƒπ‘— ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)𝑋 ≀ (πΉβ€˜π‘˜)))
4944, 48mpbird 256 1 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)𝑋 ≀ (πΉβ€˜π‘˜))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  βˆƒwrex 3070   class class class wbr 5148  dom cdm 5676  βŸΆwf 6539  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7408   ↑pm cpm 8820  β„‚cc 11107  β„cr 11108  +∞cpnf 11244  β„*cxr 11246   < clt 11247   ≀ cle 11248  β„€cz 12557  β„€β‰₯cuz 12821  (,]cioc 13324  ordTopcordt 17444  TopOnctopon 22411  β‡π‘‘clm 22729  ~~>*clsxlim 44524
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-1o 8465  df-er 8702  df-pm 8822  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-fi 9405  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-z 12558  df-uz 12822  df-ioo 13327  df-ioc 13328  df-ico 13329  df-icc 13330  df-topgen 17388  df-ordt 17446  df-ps 18518  df-tsr 18519  df-top 22395  df-topon 22412  df-bases 22448  df-lm 22732  df-xlim 44525
This theorem is referenced by:  xlimpnfv  44544
  Copyright terms: Public domain W3C validator