MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ulmdv Unicode version

Theorem ulmdv 20188
Description: If  F is a sequence of differentiable functions on  X which converge pointwise to  G, and the derivatives of 
F ( n ) converge uniformly to  H, then  G is differentiable with derivative  H. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
ulmdv.z  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
ulmdv.s  |-  ( ph  ->  S  e.  { RR ,  CC } )
ulmdv.m  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
ulmdv.f  |-  ( ph  ->  F : Z --> ( CC 
^m  X ) )
ulmdv.g  |-  ( ph  ->  G : X --> CC )
ulmdv.l  |-  ( (
ph  /\  z  e.  X )  ->  (
k  e.  Z  |->  ( ( F `  k
) `  z )
)  ~~>  ( G `  z ) )
ulmdv.u  |-  ( ph  ->  ( k  e.  Z  |->  ( S  _D  ( F `  k )
) ) ( ~~> u `  X ) H )
Assertion
Ref Expression
ulmdv  |-  ( ph  ->  ( S  _D  G
)  =  H )
Distinct variable groups:    z, k, F    z, G    z, H    k, M    ph, k, z    S, k, z    k, X, z   
k, Z, z
Allowed substitution hints:    G( k)    H( k)    M( z)

Proof of Theorem ulmdv
StepHypRef Expression
1 ulmdv.s . . . . 5  |-  ( ph  ->  S  e.  { RR ,  CC } )
2 dvfg 19662 . . . . 5  |-  ( S  e.  { RR ,  CC }  ->  ( S  _D  G ) : dom  ( S  _D  G
) --> CC )
31, 2syl 16 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( S  _D  G
) : dom  ( S  _D  G ) --> CC )
4 recnprss 19660 . . . . . . . 8  |-  ( S  e.  { RR ,  CC }  ->  S  C_  CC )
51, 4syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  S  C_  CC )
6 ulmdv.g . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  G : X --> CC )
7 ulmdv.m . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
8 uzid 10434 . . . . . . . . . 10  |-  ( M  e.  ZZ  ->  M  e.  ( ZZ>= `  M )
)
97, 8syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  M  e.  ( ZZ>= `  M ) )
10 ulmdv.z . . . . . . . . 9  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
119, 10syl6eleqr 2480 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  M  e.  Z )
12 ulmdv.f . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  F : Z --> ( CC 
^m  X ) )
13 ulmdv.l . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  z  e.  X )  ->  (
k  e.  Z  |->  ( ( F `  k
) `  z )
)  ~~>  ( G `  z ) )
14 ulmdv.u . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( k  e.  Z  |->  ( S  _D  ( F `  k )
) ) ( ~~> u `  X ) H )
1510, 1, 7, 12, 6, 13, 14ulmdvlem2 20186 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  dom  ( S  _D  ( F `  k )
)  =  X )
16 dvbsss 19658 . . . . . . . . . 10  |-  dom  ( S  _D  ( F `  k ) )  C_  S
1715, 16syl6eqssr 3344 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  X  C_  S )
1817ralrimiva 2734 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  A. k  e.  Z  X  C_  S )
19 biidd 229 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  M  ->  ( X  C_  S  <->  X  C_  S
) )
2019rspcv 2993 . . . . . . . 8  |-  ( M  e.  Z  ->  ( A. k  e.  Z  X  C_  S  ->  X  C_  S ) )
2111, 18, 20sylc 58 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  X  C_  S )
225, 6, 21dvbss 19657 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  dom  ( S  _D  G )  C_  X
)
2310, 1, 7, 12, 6, 13, 14ulmdvlem3 20187 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  z  e.  X )  ->  z
( S  _D  G
) ( H `  z ) )
24 vex 2904 . . . . . . . . . 10  |-  z  e. 
_V
25 fvex 5684 . . . . . . . . . 10  |-  ( H `
 z )  e. 
_V
2624, 25breldm 5016 . . . . . . . . 9  |-  ( z ( S  _D  G
) ( H `  z )  ->  z  e.  dom  ( S  _D  G ) )
2723, 26syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  z  e.  X )  ->  z  e.  dom  ( S  _D  G ) )
2827ex 424 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( z  e.  X  ->  z  e.  dom  ( S  _D  G ) ) )
2928ssrdv 3299 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  X  C_  dom  ( S  _D  G ) )
3022, 29eqssd 3310 . . . . 5  |-  ( ph  ->  dom  ( S  _D  G )  =  X )
3130feq2d 5523 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( S  _D  G ) : dom  ( S  _D  G
) --> CC  <->  ( S  _D  G ) : X --> CC ) )
323, 31mpbid 202 . . 3  |-  ( ph  ->  ( S  _D  G
) : X --> CC )
33 ffn 5533 . . 3  |-  ( ( S  _D  G ) : X --> CC  ->  ( S  _D  G )  Fn  X )
3432, 33syl 16 . 2  |-  ( ph  ->  ( S  _D  G
)  Fn  X )
35 ulmcl 20166 . . . 4  |-  ( ( k  e.  Z  |->  ( S  _D  ( F `
 k ) ) ) ( ~~> u `  X ) H  ->  H : X --> CC )
3614, 35syl 16 . . 3  |-  ( ph  ->  H : X --> CC )
37 ffn 5533 . . 3  |-  ( H : X --> CC  ->  H  Fn  X )
3836, 37syl 16 . 2  |-  ( ph  ->  H  Fn  X )
39 ffun 5535 . . . . 5  |-  ( ( S  _D  G ) : dom  ( S  _D  G ) --> CC 
->  Fun  ( S  _D  G ) )
403, 39syl 16 . . . 4  |-  ( ph  ->  Fun  ( S  _D  G ) )
4140adantr 452 . . 3  |-  ( (
ph  /\  z  e.  X )  ->  Fun  ( S  _D  G
) )
42 funbrfv 5706 . . 3  |-  ( Fun  ( S  _D  G
)  ->  ( z
( S  _D  G
) ( H `  z )  ->  (
( S  _D  G
) `  z )  =  ( H `  z ) ) )
4341, 23, 42sylc 58 . 2  |-  ( (
ph  /\  z  e.  X )  ->  (
( S  _D  G
) `  z )  =  ( H `  z ) )
4434, 38, 43eqfnfvd 5771 1  |-  ( ph  ->  ( S  _D  G
)  =  H )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 359    = wceq 1649    e. wcel 1717   A.wral 2651    C_ wss 3265   {cpr 3760   class class class wbr 4155    e. cmpt 4209   dom cdm 4820   Fun wfun 5390    Fn wfn 5391   -->wf 5392   ` cfv 5396  (class class class)co 6022    ^m cmap 6956   CCcc 8923   RRcr 8924   ZZcz 10216   ZZ>=cuz 10422    ~~> cli 12207    _D cdv 19619   ~~> uculm 20161
This theorem is referenced by:  pserdvlem2  20213
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1661  ax-8 1682  ax-13 1719  ax-14 1721  ax-6 1736  ax-7 1741  ax-11 1753  ax-12 1939  ax-ext 2370  ax-rep 4263  ax-sep 4273  ax-nul 4281  ax-pow 4320  ax-pr 4346  ax-un 4643  ax-inf2 7531  ax-cnex 8981  ax-resscn 8982  ax-1cn 8983  ax-icn 8984  ax-addcl 8985  ax-addrcl 8986  ax-mulcl 8987  ax-mulrcl 8988  ax-mulcom 8989  ax-addass 8990  ax-mulass 8991  ax-distr 8992  ax-i2m1 8993  ax-1ne0 8994  ax-1rid 8995  ax-rnegex 8996  ax-rrecex 8997  ax-cnre 8998  ax-pre-lttri 8999  ax-pre-lttrn 9000  ax-pre-ltadd 9001  ax-pre-mulgt0 9002  ax-pre-sup 9003  ax-addf 9004  ax-mulf 9005
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2244  df-mo 2245  df-clab 2376  df-cleq 2382  df-clel 2385  df-nfc 2514  df-ne 2554  df-nel 2555  df-ral 2656  df-rex 2657  df-reu 2658  df-rmo 2659  df-rab 2660  df-v 2903  df-sbc 3107  df-csb 3197  df-dif 3268  df-un 3270  df-in 3272  df-ss 3279  df-pss 3281  df-nul 3574  df-if 3685  df-pw 3746  df-sn 3765  df-pr 3766  df-tp 3767  df-op 3768  df-uni 3960  df-int 3995  df-iun 4039  df-iin 4040  df-br 4156  df-opab 4210  df-mpt 4211  df-tr 4246  df-eprel 4437  df-id 4441  df-po 4446  df-so 4447  df-fr 4484  df-se 4485  df-we 4486  df-ord 4527  df-on 4528  df-lim 4529  df-suc 4530  df-om 4788  df-xp 4826  df-rel 4827  df-cnv 4828  df-co 4829  df-dm 4830  df-rn 4831  df-res 4832  df-ima 4833  df-iota 5360  df-fun 5398  df-fn 5399  df-f 5400  df-f1 5401  df-fo 5402  df-f1o 5403  df-fv 5404  df-isom 5405  df-ov 6025  df-oprab 6026  df-mpt2 6027  df-of 6246  df-1st 6290  df-2nd 6291  df-riota 6487  df-recs 6571  df-rdg 6606  df-1o 6662  df-2o 6663  df-oadd 6666  df-er 6843  df-map 6958  df-pm 6959  df-ixp 7002  df-en 7048  df-dom 7049  df-sdom 7050  df-fin 7051  df-fi 7353  df-sup 7383  df-oi 7414  df-card 7761  df-cda 7983  df-pnf 9057  df-mnf 9058  df-xr 9059  df-ltxr 9060  df-le 9061  df-sub 9227  df-neg 9228  df-div 9612  df-nn 9935  df-2 9992  df-3 9993  df-4 9994  df-5 9995  df-6 9996  df-7 9997  df-8 9998  df-9 9999  df-10 10000  df-n0 10156  df-z 10217  df-dec 10317  df-uz 10423  df-q 10509  df-rp 10547  df-xneg 10644  df-xadd 10645  df-xmul 10646  df-ioo 10854  df-ico 10856  df-icc 10857  df-fz 10978  df-fzo 11068  df-fl 11131  df-seq 11253  df-exp 11312  df-hash 11548  df-cj 11833  df-re 11834  df-im 11835  df-sqr 11969  df-abs 11970  df-limsup 12194  df-clim 12211  df-rlim 12212  df-struct 13400  df-ndx 13401  df-slot 13402  df-base 13403  df-sets 13404  df-ress 13405  df-plusg 13471  df-mulr 13472  df-starv 13473  df-sca 13474  df-vsca 13475  df-tset 13477  df-ple 13478  df-ds 13480  df-unif 13481  df-hom 13482  df-cco 13483  df-rest 13579  df-topn 13580  df-topgen 13596  df-pt 13597  df-prds 13600  df-xrs 13655  df-0g 13656  df-gsum 13657  df-qtop 13662  df-imas 13663  df-xps 13665  df-mre 13740  df-mrc 13741  df-acs 13743  df-mnd 14619  df-submnd 14668  df-mulg 14744  df-cntz 15045  df-cmn 15343  df-xmet 16621  df-met 16622  df-bl 16623  df-mopn 16624  df-fbas 16625  df-fg 16626  df-cnfld 16629  df-top 16888  df-bases 16890  df-topon 16891  df-topsp 16892  df-cld 17008  df-ntr 17009  df-cls 17010  df-nei 17087  df-lp 17125  df-perf 17126  df-cn 17215  df-cnp 17216  df-haus 17303  df-cmp 17374  df-tx 17517  df-hmeo 17710  df-fil 17801  df-fm 17893  df-flim 17894  df-flf 17895  df-xms 18261  df-ms 18262  df-tms 18263  df-cncf 18781  df-limc 19622  df-dv 19623  df-ulm 20162
  Copyright terms: Public domain W3C validator