Theorem limcco 23657

Description: Composition of two limits. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
limcco.r	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑅 ≠ 𝐶)) → 𝑅 ∈ 𝐵)
limcco.s	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → 𝑆 ∈ ℂ)
limcco.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅) limℂ 𝑋))
limcco.d	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ((𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) limℂ 𝐶))
limcco.1	⊢ (𝑦 = 𝑅 → 𝑆 = 𝑇)
limcco.2	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑅 = 𝐶)) → 𝑇 = 𝐷)

Assertion

Ref	Expression
limcco	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑇) limℂ 𝑋))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝑦,𝐵   𝑥,𝐶,𝑦   𝑥,𝐷,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦   𝑦,𝑅   𝑥,𝑆   𝑦,𝑇

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑦)   𝑅(𝑥)   𝑆(𝑦)   𝑇(𝑥)   𝑋(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem limcco

Step	Hyp	Ref	Expression
1		limcco.r	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑅 ≠ 𝐶)) → 𝑅 ∈ 𝐵)
2	1	expr 643	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑅 ≠ 𝐶 → 𝑅 ∈ 𝐵))
3	2	necon1bd 2812	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (¬ 𝑅 ∈ 𝐵 → 𝑅 = 𝐶))
4		limccl 23639	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅) limℂ 𝑋) ⊆ ℂ
5		limcco.c	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅) limℂ 𝑋))
6	4, 5	sseldi 3601	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
7	6	adantr 481	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
8		elsn2g 4210	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐶 ∈ ℂ → (𝑅 ∈ {𝐶} ↔ 𝑅 = 𝐶))
9	7, 8	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑅 ∈ {𝐶} ↔ 𝑅 = 𝐶))
10	3, 9	sylibrd 249	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (¬ 𝑅 ∈ 𝐵 → 𝑅 ∈ {𝐶}))
11	10	orrd 393	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑅 ∈ 𝐵 ∨ 𝑅 ∈ {𝐶}))
12		elun 3753	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↔ (𝑅 ∈ 𝐵 ∨ 𝑅 ∈ {𝐶}))
13	11, 12	sylibr 224	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑅 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}))
14		eqid 2622	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅)
15	13, 14	fmptd 6385	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅):𝐴⟶(𝐵 ∪ {𝐶}))
16		eqid 2622	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) = (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆)
17		limcco.s	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → 𝑆 ∈ ℂ)
18	16, 17	dmmptd 6024	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → dom (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) = 𝐵)
19		limcco.d	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ((𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) limℂ 𝐶))
20		limcrcl 23638	. . . . . . 7 ⊢ (𝐷 ∈ ((𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) limℂ 𝐶) → ((𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆):dom (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆)⟶ℂ ∧ dom (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) ⊆ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ))
21	19, 20	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆):dom (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆)⟶ℂ ∧ dom (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) ⊆ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ))
22	21	simp2d 1074	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → dom (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) ⊆ ℂ)
23	18, 22	eqsstr3d 3640	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ⊆ ℂ)
24	6	snssd 4340	. . . 4 ⊢ (𝜑 → {𝐶} ⊆ ℂ)
25	23, 24	unssd 3789	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐵 ∪ {𝐶}) ⊆ ℂ)
26		eqid 2622	. . 3 ⊢ (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
27		eqid 2622	. . 3 ⊢ ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐵 ∪ {𝐶})) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐵 ∪ {𝐶}))
28	23, 6, 17, 27, 26	limcmpt 23647	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐷 ∈ ((𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) limℂ 𝐶) ↔ (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∈ ((((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐵 ∪ {𝐶})) CnP (TopOpen‘ℂfld))‘𝐶)))
29	19, 28	mpbid 222	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∈ ((((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐵 ∪ {𝐶})) CnP (TopOpen‘ℂfld))‘𝐶))
30	15, 25, 26, 27, 5, 29	limccnp 23655	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆))‘𝐶) ∈ (((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∘ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅)) limℂ 𝑋))
31		ssun2 3777	. . . 4 ⊢ {𝐶} ⊆ (𝐵 ∪ {𝐶})
32		snssg 4327	. . . . 5 ⊢ (𝐶 ∈ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅) limℂ 𝑋) → (𝐶 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↔ {𝐶} ⊆ (𝐵 ∪ {𝐶})))
33	5, 32	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐶 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↔ {𝐶} ⊆ (𝐵 ∪ {𝐶})))
34	31, 33	mpbiri 248	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}))
35		iftrue 4092	. . . 4 ⊢ (𝑦 = 𝐶 → if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆) = 𝐷)
36		eqid 2622	. . . 4 ⊢ (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) = (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆))
37	35, 36	fvmptg 6280	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ∧ 𝐷 ∈ ((𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝑆) limℂ 𝐶)) → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆))‘𝐶) = 𝐷)
38	34, 19, 37	syl2anc 693	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆))‘𝐶) = 𝐷)
39		eqidd 2623	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅))
40		eqidd 2623	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) = (𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)))
41		eqeq1 2626	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑅 → (𝑦 = 𝐶 ↔ 𝑅 = 𝐶))
42		limcco.1	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑅 → 𝑆 = 𝑇)
43	41, 42	ifbieq2d 4111	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝑅 → if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆) = if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇))
44	13, 39, 40, 43	fmptco 6396	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∘ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅)) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇)))
45		ifid 4125	. . . . . 6 ⊢ if(𝑅 = 𝐶, 𝑇, 𝑇) = 𝑇
46		limcco.2	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑅 = 𝐶)) → 𝑇 = 𝐷)
47	46	anassrs 680	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑅 = 𝐶) → 𝑇 = 𝐷)
48	47	ifeq1da 4116	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → if(𝑅 = 𝐶, 𝑇, 𝑇) = if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇))
49	45, 48	syl5reqr 2671	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇) = 𝑇)
50	49	mpteq2dva 4744	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑅 = 𝐶, 𝐷, 𝑇)) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑇))
51	44, 50	eqtrd 2656	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∘ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅)) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑇))
52	51	oveq1d 6665	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝑦 ∈ (𝐵 ∪ {𝐶}) ↦ if(𝑦 = 𝐶, 𝐷, 𝑆)) ∘ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑅)) limℂ 𝑋) = ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑇) limℂ 𝑋))
53	30, 38, 52	3eltr3d 2715	1 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝑇) limℂ 𝑋))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 196   ∨ wo 383   ∧ wa 384   ∧ w3a 1037   = wceq 1483   ∈ wcel 1990   ≠ wne 2794   ∪ cun 3572   ⊆ wss 3574  ifcif 4086  {csn 4177   ↦ cmpt 4729  dom cdm 5114   ∘ ccom 5118  ⟶wf 5884  ‘cfv 5888  (class class class)co 6650  ℂcc 9934   ↾_t crest 16081  TopOpenctopn 16082  ℂ_fldccnfld 19746   CnP ccnp 21029   lim_ℂ climc 23626

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-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014

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-rmo 2920  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-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-we 5075  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-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  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-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-oadd 7564  df-er 7742  df-map 7859  df-pm 7860  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-fi 8317  df-sup 8348  df-inf 8349  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-4 11081  df-5 11082  df-6 11083  df-7 11084  df-8 11085  df-9 11086  df-n0 11293  df-z 11378  df-dec 11494  df-uz 11688  df-q 11789  df-rp 11833  df-xneg 11946  df-xadd 11947  df-xmul 11948  df-fz 12327  df-seq 12802  df-exp 12861  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-struct 15859  df-ndx 15860  df-slot 15861  df-base 15863  df-plusg 15954  df-mulr 15955  df-starv 15956  df-tset 15960  df-ple 15961  df-ds 15964  df-unif 15965  df-rest 16083  df-topn 16084  df-topgen 16104  df-psmet 19738  df-xmet 19739  df-met 19740  df-bl 19741  df-mopn 19742  df-cnfld 19747  df-top 20699  df-topon 20716  df-topsp 20737  df-bases 20750  df-cnp 21032  df-xms 22125  df-ms 22126  df-limc 23630

This theorem is referenced by:  dvcobr  23709  dvcnvlem  23739  lhop2  23778  fourierdlem60  40383  fourierdlem61  40384  fourierdlem62  40385  fourierdlem73  40396  fourierdlem76  40399