MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  rlimeq Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rlimeq 14344
Description: Two functions that are eventually equal to one another have the same limit. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
rlimeq.1 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
rlimeq.2 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
rlimeq.3 (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
rlimeq.4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐷𝑥)) → 𝐵 = 𝐶)
Assertion
Ref Expression
rlimeq (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸 ↔ (𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐷   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑥)   𝐸(𝑥)

Proof of Theorem rlimeq
StepHypRef Expression
1 rlimss 14277 . . 3 ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸 → dom (𝑥𝐴𝐵) ⊆ ℝ)
2 eqid 2651 . . . . 5 (𝑥𝐴𝐵) = (𝑥𝐴𝐵)
3 rlimeq.1 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
42, 3dmmptd 6062 . . . 4 (𝜑 → dom (𝑥𝐴𝐵) = 𝐴)
54sseq1d 3665 . . 3 (𝜑 → (dom (𝑥𝐴𝐵) ⊆ ℝ ↔ 𝐴 ⊆ ℝ))
61, 5syl5ib 234 . 2 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸𝐴 ⊆ ℝ))
7 rlimss 14277 . . 3 ((𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸 → dom (𝑥𝐴𝐶) ⊆ ℝ)
8 eqid 2651 . . . . 5 (𝑥𝐴𝐶) = (𝑥𝐴𝐶)
9 rlimeq.2 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
108, 9dmmptd 6062 . . . 4 (𝜑 → dom (𝑥𝐴𝐶) = 𝐴)
1110sseq1d 3665 . . 3 (𝜑 → (dom (𝑥𝐴𝐶) ⊆ ℝ ↔ 𝐴 ⊆ ℝ))
127, 11syl5ib 234 . 2 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸𝐴 ⊆ ℝ))
13 simpr 476 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)))
14 elin 3829 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↔ (𝑥𝐴𝑥 ∈ (𝐷[,)+∞)))
1513, 14sylib 208 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → (𝑥𝐴𝑥 ∈ (𝐷[,)+∞)))
1615simpld 474 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → 𝑥𝐴)
1715simprd 478 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → 𝑥 ∈ (𝐷[,)+∞))
18 rlimeq.3 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
19 elicopnf 12307 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐷 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ (𝐷[,)+∞) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐷𝑥)))
2018, 19syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐷[,)+∞) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐷𝑥)))
2120biimpa 500 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐷[,)+∞)) → (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐷𝑥))
2217, 21syldan 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐷𝑥))
2322simprd 478 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → 𝐷𝑥)
2416, 23jca 553 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → (𝑥𝐴𝐷𝑥))
25 rlimeq.4 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐷𝑥)) → 𝐵 = 𝐶)
2624, 25syldan 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) → 𝐵 = 𝐶)
2726mpteq2dva 4777 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↦ 𝐵) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↦ 𝐶))
28 inss1 3866 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ⊆ 𝐴
29 resmpt 5484 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ⊆ 𝐴 → ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↦ 𝐵))
3028, 29ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↦ 𝐵)
31 resmpt 5484 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ⊆ 𝐴 → ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↦ 𝐶))
3228, 31ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) = (𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)) ↦ 𝐶)
3327, 30, 323eqtr4g 2710 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))) = ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞))))
34 resres 5444 . . . . . . . 8 (((𝑥𝐴𝐵) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)))
35 resres 5444 . . . . . . . 8 (((𝑥𝐴𝐶) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐴 ∩ (𝐷[,)+∞)))
3633, 34, 353eqtr4g 2710 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑥𝐴𝐵) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = (((𝑥𝐴𝐶) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)))
37 ssid 3657 . . . . . . . 8 𝐴𝐴
38 resmpt 5484 . . . . . . . 8 (𝐴𝐴 → ((𝑥𝐴𝐵) ↾ 𝐴) = (𝑥𝐴𝐵))
39 reseq1 5422 . . . . . . . 8 (((𝑥𝐴𝐵) ↾ 𝐴) = (𝑥𝐴𝐵) → (((𝑥𝐴𝐵) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐷[,)+∞)))
4037, 38, 39mp2b 10 . . . . . . 7 (((𝑥𝐴𝐵) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐷[,)+∞))
41 resmpt 5484 . . . . . . . 8 (𝐴𝐴 → ((𝑥𝐴𝐶) ↾ 𝐴) = (𝑥𝐴𝐶))
42 reseq1 5422 . . . . . . . 8 (((𝑥𝐴𝐶) ↾ 𝐴) = (𝑥𝐴𝐶) → (((𝑥𝐴𝐶) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐷[,)+∞)))
4337, 41, 42mp2b 10 . . . . . . 7 (((𝑥𝐴𝐶) ↾ 𝐴) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐷[,)+∞))
4436, 40, 433eqtr3g 2708 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐷[,)+∞)) = ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐷[,)+∞)))
4544breq1d 4695 . . . . 5 (𝜑 → (((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐷[,)+∞)) ⇝𝑟 𝐸 ↔ ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐷[,)+∞)) ⇝𝑟 𝐸))
4645adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → (((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐷[,)+∞)) ⇝𝑟 𝐸 ↔ ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐷[,)+∞)) ⇝𝑟 𝐸))
473, 2fmptd 6425 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐵):𝐴⟶ℂ)
4847adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → (𝑥𝐴𝐵):𝐴⟶ℂ)
49 simpr 476 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → 𝐴 ⊆ ℝ)
5018adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → 𝐷 ∈ ℝ)
5148, 49, 50rlimresb 14340 . . . 4 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸 ↔ ((𝑥𝐴𝐵) ↾ (𝐷[,)+∞)) ⇝𝑟 𝐸))
529, 8fmptd 6425 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐶):𝐴⟶ℂ)
5352adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → (𝑥𝐴𝐶):𝐴⟶ℂ)
5453, 49, 50rlimresb 14340 . . . 4 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → ((𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸 ↔ ((𝑥𝐴𝐶) ↾ (𝐷[,)+∞)) ⇝𝑟 𝐸))
5546, 51, 543bitr4d 300 . . 3 ((𝜑𝐴 ⊆ ℝ) → ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸 ↔ (𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸))
5655ex 449 . 2 (𝜑 → (𝐴 ⊆ ℝ → ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸 ↔ (𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸)))
576, 12, 56pm5.21ndd 368 1 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ⇝𝑟 𝐸 ↔ (𝑥𝐴𝐶) ⇝𝑟 𝐸))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1523  wcel 2030  cin 3606  wss 3607   class class class wbr 4685  cmpt 4762  dom cdm 5143  cres 5145  wf 5922  (class class class)co 6690  cc 9972  cr 9973  +∞cpnf 10109  cle 10113  [,)cico 12215  𝑟 crli 14260
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-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049
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-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-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-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-er 7787  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-ico 12219  df-rlim 14264
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator