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Theorem xplmi 7970
Description: Two sequences converge if the sequence of their ordered pairs converges. One direction of Proposition 14-2.6 of [Gleason] p. 230. Warning: The HTML proof page is 0.5MB in size.
Hypotheses
Ref Expression
xplm.a R V
xplm.b S V
xplm.1 X = dom dom B
xplm.3 Y = dom dom C
xplm.5 B Met
xplm.6 C Met
xplm.7 D = {x, y, z((x (X × Y) y (X × Y)) z = sup({((1stx)B(1sty)), ((2ndx)C(2ndy))}, , < ))}
xplmi.9 F = {k, w(k w = (1st ‘(Hk)))}
xplmi.10 G = {k, w(k w = (2nd ‘(Hk)))}
Assertion
Ref Expression
xplmi ((H:–→(X × Y) H(mD)R, S) → ((F:–→X F(mB)R) (G:–→Y G(mC)S)))
Distinct variable groups:   x,y,z,B   x,C,y,z   x,R,y,z   x,S,y,z   w,k,x,y,z,X   k,Y,w,x,y,z   x,F,y,z   x,G,y,z   k,H,w

Proof of Theorem xplmi
StepHypRef Expression
1 simprl 416 . . . . . . . 8 ((H(mD)R, S (R X S Y)) → R X)
21a1i 8 . . . . . . 7 (H:–→(X × Y) → ((H(mD)R, S (R X S Y)) → R X))
3 opex 2788 . . . . . . . . . . . . 13 R, S V
4 xplm.1 . . . . . . . . . . . . . . 15 X = dom dom B
5 xplm.3 . . . . . . . . . . . . . . 15 Y = dom dom C
6 xplm.5 . . . . . . . . . . . . . . 15 B Met
7 xplm.6 . . . . . . . . . . . . . . 15 C Met
8 xplm.7 . . . . . . . . . . . . . . 15 D = {x, y, z((x (X × Y) y (X × Y)) z = sup({((1stx)B(1sty)), ((2ndx)C(2ndy))}, , < ))}
94, 5, 6, 7, 8metxp 7831 . . . . . . . . . . . . . 14 D Met
10 ltso 5524 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 < Or
1110supex 4586 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 sup({((1stx)B(1sty)), ((2ndx)C(2ndy))}, , < ) V
1211, 8dmoprab2 4129 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 dom D = ((X × Y) × (X × Y))
1312dmeqi 3318 . . . . . . . . . . . . . . . 16 dom dom D = dom ((X × Y) × (X × Y))
14 dmxpid 3339 . . . . . . . . . . . . . . . 16 dom ((X × Y) × (X × Y)) = (X × Y)
1513, 14eqtr2 1499 . . . . . . . . . . . . . . 15 (X × Y) = dom dom D
16 1z 6161 . . . . . . . . . . . . . . 15 1
17 nnuz 6440 . . . . . . . . . . . . . . 15 = ( ‘1)
1815, 16, 17lmcvg2 7930 . . . . . . . . . . . . . 14 (((D Met R, S V H(mD)R, S) (v 0 < v)) → j m (jm → ((Hm)DR, S) < v))
199, 18mp3anl1 912 . . . . . . . . . . . . 13 (((R, S V H(mD)R, S) (v 0 < v)) → j m (jm → ((Hm)DR, S) < v))
203, 19mpanl1 708 . . . . . . . . . . . 12 ((H(mD)R, S (v 0 < v)) → j m (jm → ((Hm)DR, S) < v))
2120adantlr 395 . . . . . . . . . . 11 (((H(mD)R, S (R X S Y)) (v 0 < v)) → j m (jm → ((Hm)DR, S) < v))
2221adantll 394 . . . . . . . . . 10 (((H:–→(X × Y) (H(mD)R, S (R X S Y))) (v 0 < v)) → j m (jm → ((Hm)DR, S) < v))
23 ffvelrn 3820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((H:–→(X × Y) m ) → (Hm) (X × Y))
24 elxp6 4108 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((Hm) (X × Y) ↔ ((Hm) = (1st ‘(Hm)), (2nd ‘(Hm)) ((1st ‘(Hm)) X (2nd ‘(Hm)) Y)))
2524pm3.26bi 322 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((Hm) (X × Y) → (Hm) = (1st ‘(Hm)), (2nd ‘(Hm)))
2623, 25syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((H:–→(X × Y) m ) → (Hm) = (1st ‘(Hm)), (2nd ‘(Hm)))
27 fveq2 3730 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (k = m → (Hk) = (Hm))
2827fveq2d 3734 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (k = m → (1st ‘(Hk)) = (1st ‘(Hm)))
29 xplmi.9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 F = {k, w(k w = (1st ‘(Hk)))}
30 fvex 3738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (1st ‘(Hm)) V
3128, 29, 30fvopab4 3786 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (m → (Fm) = (1st ‘(Hm)))
3227fveq2d 3734 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (k = m → (2nd ‘(Hk)) = (2nd ‘(Hm)))
33 xplmi.10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 G = {k, w(k w = (2nd ‘(Hk)))}
34 fvex 3738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (2nd ‘(Hm)) V
3532, 33, 34fvopab4 3786 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (m → (Gm) = (2nd ‘(Hm)))
3631, 35opeq12d 2499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (m (Fm), (Gm) = (1st ‘(Hm)), (2nd ‘(Hm)))
3736adantl 390 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((H:–→(X × Y) m ) → (Fm), (Gm) = (1st ‘(Hm)), (2nd ‘(Hm)))
3826, 37eqtr4d 1513 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((H:–→(X × Y) m ) → (Hm) = (Fm), (Gm))
3938opreq1d 3981 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((H:–→(X × Y) m ) → ((Hm)DR, S) = ((Fm), (Gm)DR, S))
4039breq1d 2634 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((H:–→(X × Y) m ) → (((Hm)DR, S) < v ↔ ((Fm), (Gm)DR, S) < v))
4140adantr 391 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((H:–→(X × Y) m ) ((R X S Y) v )) → (((Hm)DR, S) < v ↔ ((Fm), (Gm)DR, S) < v))
425metcl 7808 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((C Met (Gm) Y S Y) → ((Gm)CS) )
437, 42mp3an1 905 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((Gm) Y S Y) → ((Gm)CS) )
44 ffvelrn 3820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((G:–→Y m ) → (Gm) Y)
45 ffvelrn 3820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ((H:–→(X × Y) k ) → (Hk) (X × Y))
46 elxp7 4109 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ((Hk) (X × Y) ↔ ((Hk) (V × V) ((1st ‘(Hk)) X (2nd ‘(Hk)) Y)))
4746pm3.27bi 326 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ((Hk) (X × Y) → ((1st ‘(Hk)) X (2nd ‘(Hk)) Y))
4847pm3.27d 325 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ((Hk) (X × Y) → (2nd ‘(Hk)) Y)
4945, 48syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((H:–→(X × Y) k ) → (2nd ‘(Hk)) Y)
5049r19.21aiva 1717 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (H:–→(X × Y) → k (2nd ‘(Hk)) Y)
5133fopab2 3829 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (k (2nd ‘(Hk)) YG:–→Y)
5250, 51sylib 198 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (H:–→(X × Y) → G:–→Y)
5344, 52sylan 450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((H:–→(X × Y) m ) → (Gm) Y)
5443, 53sylan 450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((H:–→(X × Y) m ) S Y) → ((Gm)CS) )
5554adantrl 396 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((H:–→(X × Y) m ) (R X S Y)) → ((Gm)CS) )
5655adantrr 397 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((H:–→(X × Y) m ) ((R X S Y) v )) → ((Gm)CS) )
574metcl 7808 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((B Met (Fm) X R X) → ((Fm)BR) )
586, 57mp3an1 905 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((Fm) X R X) → ((Fm)BR) )
59 ffvelrn 3820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((F:–→X m ) → (Fm) X)
6047pm3.26d 321 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ((Hk) (X × Y) → (1st ‘(Hk)) X)
6145, 60syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((H:–→(X × Y) k ) → (1st ‘(Hk)) X)
6261r19.21aiva 1717 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (H:–→(X × Y) → k (1st ‘(Hk)) X)
6329fopab2 3829 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (k (1st ‘(Hk)) XF:–→X)
6462, 63sylib 198 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (H:–→(X × Y) → F:–→X)
6559, 64sylan 450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((H:–→(X × Y) m ) → (Fm) X)
6658, 65sylan 450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((H:–→(X × Y) m ) R X) → ((Fm)BR) )
6766adantrr 397 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((H:–→(X × Y) m ) (R X S Y)) → ((Fm)BR) )
6867adantrr 397 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((H:–→(X × Y) m ) ((R X S Y) v )) → ((Fm)BR) )
69 fvex 3738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (Fm) V
7069op1st 4091 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (1st(Fm), (Gm)) = (Fm)
7170eqcomi 1482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (Fm) = (1st(Fm), (Gm))
72 fvex 3738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (Gm) V
7369, 72op2nd 4092 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (2nd(Fm), (Gm)) = (Gm)
7473eqcomi 1482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (Gm) = (2nd(Fm), (Gm))
75 xplm.a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 R V
7675op1st 4091 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (1stR, S) = R
7776eqcomi 1482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 R = (1stR, S)
78 xplm.b . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 S V
7975, 78op2nd 4092 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (2ndR, S) = S
8079eqcomi 1482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 S = (2ndR, S)
814, 5, 6, 7, 8, 71, 74, 77, 80metxptval 7827 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((((Fm), (Gm) (X × Y) R, S (X × Y)) ((Gm)CS) ≤ ((Fm)BR)) → ((Fm), (Gm)DR, S) = ((Fm)BR))
82 opelxpi 3223 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (((Fm) X (Gm) Y) → (Fm), (Gm) (X × Y))
8382, 65, 53sylanc 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((H:–→(X × Y) m ) → (Fm), (Gm) (X × Y))
84 opelxpi 3223 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((R X S Y) → R, S (X × Y))
8583, 84anim12i 333 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((H:–→(X × Y) m ) (R X S Y)) → ((Fm), (Gm) (X × Y) R, S (X × Y)))
8681, 85sylan 450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((((H:–→(X × Y) m ) (R X S Y)) ((Gm)CS) ≤ ((Fm)BR)) → ((Fm), (Gm)DR, S) = ((Fm)BR))
8786breq1d 2634 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((H:–→(X × Y) m ) (R X S Y)) ((Gm)CS) ≤ ((Fm)BR)) → (((Fm), (Gm)DR, S) < v ↔ ((Fm)BR) < v))
8887biimpd 153 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((H:–→(X × Y) m ) (R X S Y)) ((Gm)CS) ≤ ((Fm)BR)) → (((Fm), (Gm)DR, S) < v → ((Fm)BR) < v))
8988adantlrr 401 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((H:–→(X × Y) m ) ((R X S Y) v )) ((Gm)CS) ≤ ((Fm)BR)) → (((Fm), (Gm)DR, S) < v → ((Fm)BR) < v))
904, 5, 6, 7, 8, 71, 74, 77, 80metxpfval 7828 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((((Fm), (Gm) (X × Y) R, S (X × Y)) ((Fm)BR) ≤ ((Gm)CS)) → ((Fm), (Gm)DR, S) = ((Gm)CS))
9190, 85sylan 450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((((H:–→(X × Y) m ) (R X S Y)) ((Fm)BR) ≤ ((Gm)CS)) → ((Fm), (Gm)DR, S) = ((Gm)CS))
9291adantlrr 401 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((H:–→(X × Y) m ) ((R X S Y) v )) ((Fm)BR) ≤ ((Gm)CS)) → ((Fm), (Gm)DR, S) = ((Gm)CS))
9392breq1d 2634 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((H:–→(X × Y) m ) ((R X S Y) v )) ((Fm)BR) ≤ ((Gm)CS)) → (((Fm), (Gm)DR, S) < v ↔ ((Gm)CS) < v))
94 lelttrt 5535 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((((Fm)BR) ((Gm)CS) v ) → ((((Fm)BR) ≤ ((Gm)CS) ((Gm)CS) < v) → ((Fm)BR) < v))
95 simprr 417 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((H:–→(X × Y) m ) ((R X S Y) v )) → v )
9694, 68, 56, 95syl3anc 860 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((H:–→(X × Y) m ) ((R X S Y) v )) → ((((Fm)BR) ≤ ((Gm)CS) ((Gm)CS) < v) → ((Fm)BR) < v))
9796expdimp 377 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((H:–→(X × Y) m ) ((R X S Y) v )) ((Fm)BR) ≤ ((Gm)CS)) → (((Gm)CS) < v → ((Fm)BR) < v))
9893, 97sylbid 203 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((H:–→(X × Y) m ) ((R X S Y) v )) ((Fm)BR) ≤ ((Gm)CS)) → (((Fm), (Gm)DR, S) < v → ((Fm)BR) < v))
9956, 68, 89, 98lecase 5633 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((H:–→(X × Y) m ) ((R X S Y) v )) → (((Fm), (Gm)DR, S) < v → ((Fm)BR) < v))
10041, 99sylbid 203 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((H:–→(X × Y) m ) ((R X S Y) v )) → (((Hm)DR, S) < v → ((Fm)BR) < v))
101100exp43 386 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (H:–→(X × Y) → (m → ((R X S Y) → (v → (((Hm)DR, S) < v → ((Fm)BR) < v)))))
102101com12 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (m → (H:–→(X × Y) → ((R X S Y) → (v → (((Hm)DR, S) < v → ((Fm)BR) < v)))))
103102com4l 39 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (H:–→(X × Y) → ((R X S Y) → (v → (m → (((Hm)DR, S) < v → ((Fm)BR) < v)))))
104103imp41 368 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((H:–→(X × Y) (R X S Y)) v ) m ) → (((Hm)DR, S) < v → ((Fm)BR) < v))
105104imim2d 25 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((H:–→(X × Y) (R X S Y)) v ) m ) → ((jm → ((Hm)DR, S) < v) → (jm → ((Fm)BR) < v)))
106105r19.20dva 1712 . . . . . . . . . . . . 13 (((H:–→(X × Y) (R X S Y)) v ) → (m (jm → ((Hm)DR, S) < v) → m (jm → ((Fm)BR) < v)))
107106r19.22sdv 1741 . . . . . . . . . . . 12 (((H:–→(X × Y) (R X S Y)) v ) → (j m (jm → ((Hm)DR, S) < v) → j m (jm → ((Fm)BR) < v)))
108107adantrr 397 . . . . . . . . . . 11 (((H:–→(X × Y) (R X S Y)) (v 0 < v)) → (j m (jm → ((Hm)DR, S) < v) → j m (jm → ((Fm)BR) < v)))
109108adantlrl 400 . . . . . . . . . 10 (((H:–→(X × Y) (H(mD)R, S (R X S Y))) (v 0 < v)) → (j m (jm → ((Hm)DR, S) < v) → j m (jm → ((Fm)BR) < v)))
11022, 109mpd 26 . . . . . . . . 9 (((H:–→(X × Y) (H(mD)R, S (R X S Y))) (v 0 < v)) → j m (jm → ((Fm)BR) < v))
111110exp43 386 . . . . . . . 8 (