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Theorem climleltrp

Description: The limit of complex number sequence F is eventually approximated. (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021)

Ref Expression
Hypotheses climleltrp.k ⊢ Ⅎ k φ
climleltrp.f ⊢ Ⅎ _ k F
climleltrp.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
climleltrp.n ⊢ φ → N ∈ Z
climleltrp.r ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N → F ⁡ k ∈ ℝ
climleltrp.a ⊢ φ → F ⇝ A
climleltrp.c ⊢ φ → C ∈ ℝ
climleltrp.l ⊢ φ → A ≤ C
climleltrp.x ⊢ φ → X ∈ ℝ +
Assertion climleltrp ⊢ φ → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℝ ∧ F ⁡ k < C + X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 climleltrp.k ⊢ Ⅎ k φ
2 climleltrp.f ⊢ Ⅎ _ k F
3 climleltrp.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
4 climleltrp.n ⊢ φ → N ∈ Z
5 climleltrp.r ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N → F ⁡ k ∈ ℝ
6 climleltrp.a ⊢ φ → F ⇝ A
7 climleltrp.c ⊢ φ → C ∈ ℝ
8 climleltrp.l ⊢ φ → A ≤ C
9 climleltrp.x ⊢ φ → X ∈ ℝ +
10 4 3 eleqtrdi ⊢ φ → N ∈ ℤ ≥ M
11 uzss ⊢ N ∈ ℤ ≥ M → ℤ ≥ N ⊆ ℤ ≥ M
12 10 11 syl ⊢ φ → ℤ ≥ N ⊆ ℤ ≥ M
13 12 3 sseqtrrdi ⊢ φ → ℤ ≥ N ⊆ Z
14 uzssz ⊢ ℤ ≥ M ⊆ ℤ
15 14 10 sselid ⊢ φ → N ∈ ℤ
16 eqid ⊢ ℤ ≥ N = ℤ ≥ N
17 eqidd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N → F ⁡ k = F ⁡ k
18 1 2 15 16 6 17 9 clim2d ⊢ φ → ∃ j ∈ ℤ ≥ N ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − A < X
19 nfv ⊢ Ⅎ k j ∈ ℤ ≥ N
20 1 19 nfan ⊢ Ⅎ k φ ∧ j ∈ ℤ ≥ N
21 simplll ⊢ φ ∧ j ∈ ℤ ≥ N ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ F ⁡ k − A < X → φ
22 uzss ⊢ j ∈ ℤ ≥ N → ℤ ≥ j ⊆ ℤ ≥ N
23 22 ad2antlr ⊢ φ ∧ j ∈ ℤ ≥ N ∧ k ∈ ℤ ≥ j → ℤ ≥ j ⊆ ℤ ≥ N
24 simpr ⊢ φ ∧ j ∈ ℤ ≥ N ∧ k ∈ ℤ ≥ j → k ∈ ℤ ≥ j
25 23 24 sseldd ⊢ φ ∧ j ∈ ℤ ≥ N ∧ k ∈ ℤ ≥ j → k ∈ ℤ ≥ N
26 25 adantr ⊢ φ ∧ j ∈ ℤ ≥ N ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ F ⁡ k − A < X → k ∈ ℤ ≥ N
27 simpr ⊢ φ ∧ j ∈ ℤ ≥ N ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k − A < X
28 17 5 eqeltrd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N → F ⁡ k ∈ ℝ
29 28 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k ∈ ℝ
30 climcl ⊢ F ⇝ A → A ∈ ℂ
31 6 30 syl ⊢ φ → A ∈ ℂ
32 31 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N → A ∈ ℂ
33 28 recnd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N → F ⁡ k ∈ ℂ
34 32 33 pncan3d ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N → A + F ⁡ k - A = F ⁡ k
35 34 eqcomd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N → F ⁡ k = A + F ⁡ k - A
36 35 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k = A + F ⁡ k - A
37 36 29 eqeltrrd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → A + F ⁡ k - A ∈ ℝ
38 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → C ∈ ℝ
39 1 2 16 15 6 5 climreclf ⊢ φ → A ∈ ℝ
40 39 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → A ∈ ℝ
41 29 40 resubcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k − A ∈ ℝ
42 38 41 readdcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → C + F ⁡ k - A ∈ ℝ
43 9 rpred ⊢ φ → X ∈ ℝ
44 43 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → X ∈ ℝ
45 38 44 readdcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → C + X ∈ ℝ
46 8 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → A ≤ C
47 40 38 41 46 leadd1dd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → A + F ⁡ k - A ≤ C + F ⁡ k - A
48 33 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k ∈ ℂ
49 32 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → A ∈ ℂ
50 48 49 subcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k − A ∈ ℂ
51 50 abscld ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k − A ∈ ℝ
52 41 leabsd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k − A ≤ F ⁡ k − A
53 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k − A < X
54 41 51 44 52 53 lelttrd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k − A < X
55 41 44 38 54 ltadd2dd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → C + F ⁡ k - A < C + X
56 37 42 45 47 55 lelttrd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → A + F ⁡ k - A < C + X
57 36 56 eqbrtrd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k < C + X
58 29 57 jca ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ N ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k ∈ ℝ ∧ F ⁡ k < C + X
59 21 26 27 58 syl21anc ⊢ φ ∧ j ∈ ℤ ≥ N ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k ∈ ℝ ∧ F ⁡ k < C + X
60 59 adantrl ⊢ φ ∧ j ∈ ℤ ≥ N ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k ∈ ℝ ∧ F ⁡ k < C + X
61 60 ex ⊢ φ ∧ j ∈ ℤ ≥ N ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − A < X → F ⁡ k ∈ ℝ ∧ F ⁡ k < C + X
62 20 61 ralimdaa ⊢ φ ∧ j ∈ ℤ ≥ N → ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − A < X → ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℝ ∧ F ⁡ k < C + X
63 62 reximdva ⊢ φ → ∃ j ∈ ℤ ≥ N ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − A < X → ∃ j ∈ ℤ ≥ N ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℝ ∧ F ⁡ k < C + X
64 18 63 mpd ⊢ φ → ∃ j ∈ ℤ ≥ N ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℝ ∧ F ⁡ k < C + X
65 ssrexv ⊢ ℤ ≥ N ⊆ Z → ∃ j ∈ ℤ ≥ N ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℝ ∧ F ⁡ k < C + X → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℝ ∧ F ⁡ k < C + X
66 13 64 65 sylc ⊢ φ → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℝ ∧ F ⁡ k < C + X