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Theorem caucvgrlem2 12163
Description: Lemma for caucvgr 12164. (Contributed by NM, 4-Apr-2005.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 8-May-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
caucvgr.1  |-  ( ph  ->  A  C_  RR )
caucvgr.2  |-  ( ph  ->  F : A --> CC )
caucvgr.3  |-  ( ph  ->  sup ( A ,  RR* ,  <  )  = 
+oo )
caucvgr.4  |-  ( ph  ->  A. x  e.  RR+  E. j  e.  A  A. k  e.  A  (
j  <_  k  ->  ( abs `  ( ( F `  k )  -  ( F `  j ) ) )  <  x ) )
caucvgrlem2.5  |-  H : CC
--> RR
caucvgrlem2.6  |-  ( ( ( F `  k
)  e.  CC  /\  ( F `  j )  e.  CC )  -> 
( abs `  (
( H `  ( F `  k )
)  -  ( H `
 ( F `  j ) ) ) )  <_  ( abs `  ( ( F `  k )  -  ( F `  j )
) ) )
Assertion
Ref Expression
caucvgrlem2  |-  ( ph  ->  ( n  e.  A  |->  ( H `  ( F `  n )
) )  ~~> r  (  ~~> r  `  ( H  o.  F ) ) )
Distinct variable groups:    j, k, n, x, A    j, F, k, n, x    j, H, k, n, x    ph, j,
k, n, x

Proof of Theorem caucvgrlem2
StepHypRef Expression
1 caucvgrlem2.5 . . 3  |-  H : CC
--> RR
2 caucvgr.2 . . 3  |-  ( ph  ->  F : A --> CC )
3 fcompt 5710 . . 3  |-  ( ( H : CC --> RR  /\  F : A --> CC )  ->  ( H  o.  F )  =  ( n  e.  A  |->  ( H `  ( F `
 n ) ) ) )
41, 2, 3sylancr 644 . 2  |-  ( ph  ->  ( H  o.  F
)  =  ( n  e.  A  |->  ( H `
 ( F `  n ) ) ) )
5 caucvgr.1 . . . . 5  |-  ( ph  ->  A  C_  RR )
6 fco 5414 . . . . . 6  |-  ( ( H : CC --> RR  /\  F : A --> CC )  ->  ( H  o.  F ) : A --> RR )
71, 2, 6sylancr 644 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( H  o.  F
) : A --> RR )
8 caucvgr.3 . . . . 5  |-  ( ph  ->  sup ( A ,  RR* ,  <  )  = 
+oo )
9 caucvgr.4 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  A. x  e.  RR+  E. j  e.  A  A. k  e.  A  (
j  <_  k  ->  ( abs `  ( ( F `  k )  -  ( F `  j ) ) )  <  x ) )
102ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  F : A
--> CC )
11 simprr 733 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  k  e.  A )
12 ffvelrn 5679 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( F : A --> CC  /\  k  e.  A )  ->  ( F `  k
)  e.  CC )
1310, 11, 12syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( F `  k )  e.  CC )
14 simprl 732 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  j  e.  A )
15 ffvelrn 5679 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( F : A --> CC  /\  j  e.  A )  ->  ( F `  j
)  e.  CC )
1610, 14, 15syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( F `  j )  e.  CC )
17 caucvgrlem2.6 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( F `  k
)  e.  CC  /\  ( F `  j )  e.  CC )  -> 
( abs `  (
( H `  ( F `  k )
)  -  ( H `
 ( F `  j ) ) ) )  <_  ( abs `  ( ( F `  k )  -  ( F `  j )
) ) )
1813, 16, 17syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( abs `  ( ( H `  ( F `  k ) )  -  ( H `
 ( F `  j ) ) ) )  <_  ( abs `  ( ( F `  k )  -  ( F `  j )
) ) )
191ffvelrni 5680 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( F `  k )  e.  CC  ->  ( H `  ( F `  k ) )  e.  RR )
2013, 19syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( H `  ( F `  k
) )  e.  RR )
211ffvelrni 5680 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( F `  j )  e.  CC  ->  ( H `  ( F `  j ) )  e.  RR )
2216, 21syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( H `  ( F `  j
) )  e.  RR )
2320, 22resubcld 9227 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( ( H `  ( F `  k ) )  -  ( H `  ( F `
 j ) ) )  e.  RR )
2423recnd 8877 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( ( H `  ( F `  k ) )  -  ( H `  ( F `
 j ) ) )  e.  CC )
2524abscld 11934 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( abs `  ( ( H `  ( F `  k ) )  -  ( H `
 ( F `  j ) ) ) )  e.  RR )
2613, 16subcld 9173 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( ( F `  k )  -  ( F `  j ) )  e.  CC )
2726abscld 11934 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( abs `  ( ( F `  k )  -  ( F `  j )
) )  e.  RR )
28 rpre 10376 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  e.  RR+  ->  x  e.  RR )
2928ad2antlr 707 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  x  e.  RR )
30 lelttr 8928 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( abs `  (
( H `  ( F `  k )
)  -  ( H `
 ( F `  j ) ) ) )  e.  RR  /\  ( abs `  ( ( F `  k )  -  ( F `  j ) ) )  e.  RR  /\  x  e.  RR )  ->  (
( ( abs `  (
( H `  ( F `  k )
)  -  ( H `
 ( F `  j ) ) ) )  <_  ( abs `  ( ( F `  k )  -  ( F `  j )
) )  /\  ( abs `  ( ( F `
 k )  -  ( F `  j ) ) )  <  x
)  ->  ( abs `  ( ( H `  ( F `  k ) )  -  ( H `
 ( F `  j ) ) ) )  <  x ) )
3125, 27, 29, 30syl3anc 1182 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( (
( abs `  (
( H `  ( F `  k )
)  -  ( H `
 ( F `  j ) ) ) )  <_  ( abs `  ( ( F `  k )  -  ( F `  j )
) )  /\  ( abs `  ( ( F `
 k )  -  ( F `  j ) ) )  <  x
)  ->  ( abs `  ( ( H `  ( F `  k ) )  -  ( H `
 ( F `  j ) ) ) )  <  x ) )
3218, 31mpand 656 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( ( abs `  ( ( F `
 k )  -  ( F `  j ) ) )  <  x  ->  ( abs `  (
( H `  ( F `  k )
)  -  ( H `
 ( F `  j ) ) ) )  <  x ) )
33 fvco3 5612 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( F : A --> CC  /\  k  e.  A )  ->  ( ( H  o.  F ) `  k
)  =  ( H `
 ( F `  k ) ) )
3410, 11, 33syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( ( H  o.  F ) `  k )  =  ( H `  ( F `
 k ) ) )
35 fvco3 5612 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( F : A --> CC  /\  j  e.  A )  ->  ( ( H  o.  F ) `  j
)  =  ( H `
 ( F `  j ) ) )
3610, 14, 35syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( ( H  o.  F ) `  j )  =  ( H `  ( F `
 j ) ) )
3734, 36oveq12d 5892 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( (
( H  o.  F
) `  k )  -  ( ( H  o.  F ) `  j ) )  =  ( ( H `  ( F `  k ) )  -  ( H `
 ( F `  j ) ) ) )
3837fveq2d 5545 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( abs `  ( ( ( H  o.  F ) `  k )  -  (
( H  o.  F
) `  j )
) )  =  ( abs `  ( ( H `  ( F `
 k ) )  -  ( H `  ( F `  j ) ) ) ) )
3938breq1d 4049 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( ( abs `  ( ( ( H  o.  F ) `
 k )  -  ( ( H  o.  F ) `  j
) ) )  < 
x  <->  ( abs `  (
( H `  ( F `  k )
)  -  ( H `
 ( F `  j ) ) ) )  <  x ) )
4032, 39sylibrd 225 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( ( abs `  ( ( F `
 k )  -  ( F `  j ) ) )  <  x  ->  ( abs `  (
( ( H  o.  F ) `  k
)  -  ( ( H  o.  F ) `
 j ) ) )  <  x ) )
4140imim2d 48 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  (
j  e.  A  /\  k  e.  A )
)  ->  ( (
j  <_  k  ->  ( abs `  ( ( F `  k )  -  ( F `  j ) ) )  <  x )  -> 
( j  <_  k  ->  ( abs `  (
( ( H  o.  F ) `  k
)  -  ( ( H  o.  F ) `
 j ) ) )  <  x ) ) )
4241anassrs 629 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  j  e.  A )  /\  k  e.  A
)  ->  ( (
j  <_  k  ->  ( abs `  ( ( F `  k )  -  ( F `  j ) ) )  <  x )  -> 
( j  <_  k  ->  ( abs `  (
( ( H  o.  F ) `  k
)  -  ( ( H  o.  F ) `
 j ) ) )  <  x ) ) )
4342ralimdva 2634 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  RR+ )  /\  j  e.  A )  ->  ( A. k  e.  A  ( j  <_  k  ->  ( abs `  (
( F `  k
)  -  ( F `
 j ) ) )  <  x )  ->  A. k  e.  A  ( j  <_  k  ->  ( abs `  (
( ( H  o.  F ) `  k
)  -  ( ( H  o.  F ) `
 j ) ) )  <  x ) ) )
4443reximdva 2668 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( E. j  e.  A  A. k  e.  A  (
j  <_  k  ->  ( abs `  ( ( F `  k )  -  ( F `  j ) ) )  <  x )  ->  E. j  e.  A  A. k  e.  A  ( j  <_  k  ->  ( abs `  (
( ( H  o.  F ) `  k
)  -  ( ( H  o.  F ) `
 j ) ) )  <  x ) ) )
4544ralimdva 2634 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( A. x  e.  RR+  E. j  e.  A  A. k  e.  A  ( j  <_  k  ->  ( abs `  (
( F `  k
)  -  ( F `
 j ) ) )  <  x )  ->  A. x  e.  RR+  E. j  e.  A  A. k  e.  A  (
j  <_  k  ->  ( abs `  ( ( ( H  o.  F
) `  k )  -  ( ( H  o.  F ) `  j ) ) )  <  x ) ) )
469, 45mpd 14 . . . . 5  |-  ( ph  ->  A. x  e.  RR+  E. j  e.  A  A. k  e.  A  (
j  <_  k  ->  ( abs `  ( ( ( H  o.  F
) `  k )  -  ( ( H  o.  F ) `  j ) ) )  <  x ) )
475, 7, 8, 46caurcvgr 12162 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( H  o.  F
)  ~~> r  ( limsup `  ( H  o.  F
) ) )
48 rlimrel 11983 . . . . 5  |-  Rel  ~~> r
4948releldmi 4931 . . . 4  |-  ( ( H  o.  F )  ~~> r  ( limsup `  ( H  o.  F )
)  ->  ( H  o.  F )  e.  dom  ~~> r  )
5047, 49syl 15 . . 3  |-  ( ph  ->  ( H  o.  F
)  e.  dom  ~~> r  )
51 ax-resscn 8810 . . . . 5  |-  RR  C_  CC
52 fss 5413 . . . . 5  |-  ( ( ( H  o.  F
) : A --> RR  /\  RR  C_  CC )  -> 
( H  o.  F
) : A --> CC )
537, 51, 52sylancl 643 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( H  o.  F
) : A --> CC )
5453, 8rlimdm 12041 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( H  o.  F )  e.  dom  ~~> r  <-> 
( H  o.  F
)  ~~> r  (  ~~> r  `  ( H  o.  F
) ) ) )
5550, 54mpbid 201 . 2  |-  ( ph  ->  ( H  o.  F
)  ~~> r  (  ~~> r  `  ( H  o.  F
) ) )
564, 55eqbrtrrd 4061 1  |-  ( ph  ->  ( n  e.  A  |->  ( H `  ( F `  n )
) )  ~~> r  (  ~~> r  `  ( H  o.  F ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 358    = wceq 1632    e. wcel 1696   A.wral 2556   E.wrex 2557    C_ wss 3165   class class class wbr 4039    e. cmpt 4093   dom cdm 4705    o. ccom 4709   -->wf 5267   ` cfv 5271  (class class class)co 5874   supcsup 7209   CCcc 8751   RRcr 8752    +oocpnf 8880   RR*cxr 8882    < clt 8883    <_ cle 8884    - cmin 9053   RR+crp 10370   abscabs 11735   limsupclsp 11960    ~~> r crli 11975
This theorem is referenced by:  caucvgr  12164
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1536  ax-5 1547  ax-17 1606  ax-9 1644  ax-8 1661  ax-13 1698  ax-14 1700  ax-6 1715  ax-7 1720  ax-11 1727  ax-12 1878  ax-ext 2277  ax-sep 4157  ax-nul 4165  ax-pow 4204  ax-pr 4230  ax-un 4528  ax-cnex 8809  ax-resscn 8810  ax-1cn 8811  ax-icn 8812  ax-addcl 8813  ax-addrcl 8814  ax-mulcl 8815  ax-mulrcl 8816  ax-mulcom 8817  ax-addass 8818  ax-mulass 8819  ax-distr 8820  ax-i2m1 8821  ax-1ne0 8822  ax-1rid 8823  ax-rnegex 8824  ax-rrecex 8825  ax-cnre 8826  ax-pre-lttri 8827  ax-pre-lttrn 8828  ax-pre-ltadd 8829  ax-pre-mulgt0 8830  ax-pre-sup 8831
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1532  df-nf 1535  df-sb 1639  df-eu 2160  df-mo 2161  df-clab 2283  df-cleq 2289  df-clel 2292  df-nfc 2421  df-ne 2461  df-nel 2462  df-ral 2561  df-rex 2562  df-reu 2563  df-rmo 2564  df-rab 2565  df-v 2803  df-sbc 3005  df-csb 3095  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pss 3181  df-nul 3469  df-if 3579  df-pw 3640  df-sn 3659  df-pr 3660  df-tp 3661  df-op 3662  df-uni 3844  df-iun 3923  df-br 4040  df-opab 4094  df-mpt 4095  df-tr 4130  df-eprel 4321  df-id 4325  df-po 4330  df-so 4331  df-fr 4368  df-we 4370  df-ord 4411  df-on 4412  df-lim 4413  df-suc 4414  df-om 4673  df-xp 4711  df-rel 4712  df-cnv 4713  df-co 4714  df-dm 4715  df-rn 4716  df-res 4717  df-ima 4718  df-iota 5235  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-ov 5877  df-oprab 5878  df-mpt2 5879  df-2nd 6139  df-riota 6320  df-recs 6404  df-rdg 6439  df-er 6676  df-pm 6791  df-en 6880  df-dom 6881  df-sdom 6882  df-sup 7210  df-pnf 8885  df-mnf 8886  df-xr 8887  df-ltxr 8888  df-le 8889  df-sub 9055  df-neg 9056  df-div 9440  df-nn 9763  df-2 9820  df-3 9821  df-n0 9982  df-z 10041  df-uz 10247  df-rp 10371  df-ico 10678  df-seq 11063  df-exp 11121  df-cj 11600  df-re 11601  df-im 11602  df-sqr 11736  df-abs 11737  df-limsup 11961  df-rlim 11979
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