Mathbox for Jeff Madsen < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  caures Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem caures 33686
 Description: The restriction of a Cauchy sequence to an upper set of integers is Cauchy. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.) (Revised by Mario Carneiro, 5-Jun-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
caures.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
caures.3 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
caures.4 (𝜑𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
caures.5 (𝜑𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ))
Assertion
Ref Expression
caures (𝜑 → (𝐹 ∈ (Cau‘𝐷) ↔ (𝐹𝑍) ∈ (Cau‘𝐷)))

Proof of Theorem caures
Dummy variables 𝑗 𝑘 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 caures.1 . . . . . . . . . . 11 𝑍 = (ℤ𝑀)
21uztrn2 11743 . . . . . . . . . 10 ((𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → 𝑘𝑍)
32adantll 750 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → 𝑘𝑍)
43biantrurd 528 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → (𝑘 ∈ dom 𝐹 ↔ (𝑘𝑍𝑘 ∈ dom 𝐹)))
5 dmres 5454 . . . . . . . . 9 dom (𝐹𝑍) = (𝑍 ∩ dom 𝐹)
65elin2 3834 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ dom (𝐹𝑍) ↔ (𝑘𝑍𝑘 ∈ dom 𝐹))
74, 6syl6bbr 278 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → (𝑘 ∈ dom 𝐹𝑘 ∈ dom (𝐹𝑍)))
873anbi1d 1443 . . . . . 6 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → ((𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥) ↔ (𝑘 ∈ dom (𝐹𝑍) ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥)))
98ralbidva 3014 . . . . 5 ((𝜑𝑗𝑍) → (∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥) ↔ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom (𝐹𝑍) ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥)))
109rexbidva 3078 . . . 4 (𝜑 → (∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥) ↔ ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom (𝐹𝑍) ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥)))
1110ralbidv 3015 . . 3 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom (𝐹𝑍) ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥)))
12 caures.5 . . . 4 (𝜑𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ))
1312biantrurd 528 . . 3 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥) ↔ (𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥))))
14 caures.4 . . . . . . 7 (𝜑𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
15 elfvdm 6258 . . . . . . 7 (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) → 𝑋 ∈ dom Met)
1614, 15syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑋 ∈ dom Met)
17 cnex 10055 . . . . . 6 ℂ ∈ V
18 ssid 3657 . . . . . . 7 𝑋𝑋
19 uzssz 11745 . . . . . . . . 9 (ℤ𝑀) ⊆ ℤ
20 zsscn 11423 . . . . . . . . 9 ℤ ⊆ ℂ
2119, 20sstri 3645 . . . . . . . 8 (ℤ𝑀) ⊆ ℂ
221, 21eqsstri 3668 . . . . . . 7 𝑍 ⊆ ℂ
23 pmss12g 7926 . . . . . . 7 (((𝑋𝑋𝑍 ⊆ ℂ) ∧ (𝑋 ∈ dom Met ∧ ℂ ∈ V)) → (𝑋pm 𝑍) ⊆ (𝑋pm ℂ))
2418, 22, 23mpanl12 718 . . . . . 6 ((𝑋 ∈ dom Met ∧ ℂ ∈ V) → (𝑋pm 𝑍) ⊆ (𝑋pm ℂ))
2516, 17, 24sylancl 695 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋pm 𝑍) ⊆ (𝑋pm ℂ))
26 fvex 6239 . . . . . . 7 (ℤ𝑀) ∈ V
271, 26eqeltri 2726 . . . . . 6 𝑍 ∈ V
28 pmresg 7927 . . . . . 6 ((𝑍 ∈ V ∧ 𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ)) → (𝐹𝑍) ∈ (𝑋pm 𝑍))
2927, 12, 28sylancr 696 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹𝑍) ∈ (𝑋pm 𝑍))
3025, 29sseldd 3637 . . . 4 (𝜑 → (𝐹𝑍) ∈ (𝑋pm ℂ))
3130biantrurd 528 . . 3 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom (𝐹𝑍) ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥) ↔ ((𝐹𝑍) ∈ (𝑋pm ℂ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom (𝐹𝑍) ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥))))
3211, 13, 313bitr3d 298 . 2 (𝜑 → ((𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥)) ↔ ((𝐹𝑍) ∈ (𝑋pm ℂ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom (𝐹𝑍) ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥))))
33 metxmet 22186 . . . 4 (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
3414, 33syl 17 . . 3 (𝜑𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
35 caures.3 . . 3 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
36 eqidd 2652 . . 3 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑘))
37 eqidd 2652 . . 3 ((𝜑𝑗𝑍) → (𝐹𝑗) = (𝐹𝑗))
381, 34, 35, 36, 37iscau4 23123 . 2 (𝜑 → (𝐹 ∈ (Cau‘𝐷) ↔ (𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom 𝐹 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥))))
39 fvres 6245 . . . 4 (𝑘𝑍 → ((𝐹𝑍)‘𝑘) = (𝐹𝑘))
4039adantl 481 . . 3 ((𝜑𝑘𝑍) → ((𝐹𝑍)‘𝑘) = (𝐹𝑘))
41 fvres 6245 . . . 4 (𝑗𝑍 → ((𝐹𝑍)‘𝑗) = (𝐹𝑗))
4241adantl 481 . . 3 ((𝜑𝑗𝑍) → ((𝐹𝑍)‘𝑗) = (𝐹𝑗))
431, 34, 35, 40, 42iscau4 23123 . 2 (𝜑 → ((𝐹𝑍) ∈ (Cau‘𝐷) ↔ ((𝐹𝑍) ∈ (𝑋pm ℂ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(𝑘 ∈ dom (𝐹𝑍) ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑋 ∧ ((𝐹𝑘)𝐷(𝐹𝑗)) < 𝑥))))
4432, 38, 433bitr4d 300 1 (𝜑 → (𝐹 ∈ (Cau‘𝐷) ↔ (𝐹𝑍) ∈ (Cau‘𝐷)))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 383   ∧ w3a 1054   = wceq 1523   ∈ wcel 2030  ∀wral 2941  ∃wrex 2942  Vcvv 3231   ⊆ wss 3607   class class class wbr 4685  dom cdm 5143   ↾ cres 5145  ‘cfv 5926  (class class class)co 6690   ↑pm cpm 7900  ℂcc 9972   < clt 10112  ℤcz 11415  ℤ≥cuz 11725  ℝ+crp 11870  ∞Metcxmt 19779  Metcme 19780  Caucca 23097 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-op 4217  df-uni 4469  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-id 5053  df-po 5064  df-so 5065  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-er 7787  df-map 7901  df-pm 7902  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-2 11117  df-z 11416  df-uz 11726  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-psmet 19786  df-xmet 19787  df-met 19788  df-bl 19789  df-cau 23100 This theorem is referenced by: (None)
 Copyright terms: Public domain W3C validator