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

Theorem climuz 39976
Description: Express the predicate: The limit of complex number sequence 𝐹 is 𝐴, or 𝐹 converges to 𝐴. (Contributed by Glauco Siliprandi, 2-Jan-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
climuz.k 𝑘𝐹
climuz.m (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
climuz.z 𝑍 = (ℤ𝑀)
climuz.f (𝜑𝐹:𝑍⟶ℂ)
Assertion
Ref Expression
climuz (𝜑 → (𝐹𝐴 ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑥)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑗,𝑘,𝑥   𝑗,𝐹,𝑥   𝑗,𝑍,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑗,𝑘)   𝐹(𝑘)   𝑀(𝑥,𝑗,𝑘)   𝑍(𝑘)

Proof of Theorem climuz
Dummy variables 𝑖 𝑙 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 climuz.m . . 3 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
2 climuz.z . . 3 𝑍 = (ℤ𝑀)
3 climuz.f . . 3 (𝜑𝐹:𝑍⟶ℂ)
41, 2, 3climuzlem 39975 . 2 (𝜑 → (𝐹𝐴 ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑖𝑍𝑙 ∈ (ℤ𝑖)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑦)))
5 breq2 4657 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑥 → ((abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑦 ↔ (abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑥))
65ralbidv 2986 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑥 → (∀𝑙 ∈ (ℤ𝑖)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑦 ↔ ∀𝑙 ∈ (ℤ𝑖)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑥))
76rexbidv 3052 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑥 → (∃𝑖𝑍𝑙 ∈ (ℤ𝑖)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑦 ↔ ∃𝑖𝑍𝑙 ∈ (ℤ𝑖)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑥))
8 fveq2 6191 . . . . . . . . . 10 (𝑖 = 𝑗 → (ℤ𝑖) = (ℤ𝑗))
98raleqdv 3144 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑗 → (∀𝑙 ∈ (ℤ𝑖)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑥 ↔ ∀𝑙 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑥))
10 nfcv 2764 . . . . . . . . . . . . 13 𝑘abs
11 climuz.k . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑘𝐹
12 nfcv 2764 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑘𝑙
1311, 12nffv 6198 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑘(𝐹𝑙)
14 nfcv 2764 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑘
15 nfcv 2764 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑘𝐴
1613, 14, 15nfov 6676 . . . . . . . . . . . . 13 𝑘((𝐹𝑙) − 𝐴)
1710, 16nffv 6198 . . . . . . . . . . . 12 𝑘(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴))
18 nfcv 2764 . . . . . . . . . . . 12 𝑘 <
19 nfcv 2764 . . . . . . . . . . . 12 𝑘𝑥
2017, 18, 19nfbr 4699 . . . . . . . . . . 11 𝑘(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑥
21 nfv 1843 . . . . . . . . . . 11 𝑙(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑥
22 fveq2 6191 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑙 = 𝑘 → (𝐹𝑙) = (𝐹𝑘))
2322oveq1d 6665 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑙 = 𝑘 → ((𝐹𝑙) − 𝐴) = ((𝐹𝑘) − 𝐴))
2423fveq2d 6195 . . . . . . . . . . . 12 (𝑙 = 𝑘 → (abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) = (abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)))
2524breq1d 4663 . . . . . . . . . . 11 (𝑙 = 𝑘 → ((abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑥 ↔ (abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑥))
2620, 21, 25cbvral 3167 . . . . . . . . . 10 (∀𝑙 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑥 ↔ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑥)
2726a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑗 → (∀𝑙 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑥 ↔ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑥))
289, 27bitrd 268 . . . . . . . 8 (𝑖 = 𝑗 → (∀𝑙 ∈ (ℤ𝑖)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑥 ↔ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑥))
2928cbvrexv 3172 . . . . . . 7 (∃𝑖𝑍𝑙 ∈ (ℤ𝑖)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑥 ↔ ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑥)
3029a1i 11 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑥 → (∃𝑖𝑍𝑙 ∈ (ℤ𝑖)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑥 ↔ ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑥))
317, 30bitrd 268 . . . . 5 (𝑦 = 𝑥 → (∃𝑖𝑍𝑙 ∈ (ℤ𝑖)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑦 ↔ ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑥))
3231cbvralv 3171 . . . 4 (∀𝑦 ∈ ℝ+𝑖𝑍𝑙 ∈ (ℤ𝑖)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑥)
3332anbi2i 730 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑖𝑍𝑙 ∈ (ℤ𝑖)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑦) ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑥))
3433a1i 11 . 2 (𝜑 → ((𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑖𝑍𝑙 ∈ (ℤ𝑖)(abs‘((𝐹𝑙) − 𝐴)) < 𝑦) ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑥)))
354, 34bitrd 268 1 (𝜑 → (𝐹𝐴 ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((𝐹𝑘) − 𝐴)) < 𝑥)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384   = wceq 1483  wcel 1990  wnfc 2751  wral 2912  wrex 2913   class class class wbr 4653  wf 5884  cfv 5888  (class class class)co 6650  cc 9934   < clt 10074  cmin 10266  cz 11377  cuz 11687  +crp 11832  abscabs 13974  cli 14215
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-op 4184  df-uni 4437  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-id 5024  df-po 5035  df-so 5036  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-ov 6653  df-er 7742  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-neg 10269  df-z 11378  df-uz 11688  df-clim 14219
This theorem is referenced by:  liminflimsupclim  40039  climxlim2lem  40071
  Copyright terms: Public domain W3C validator