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Theorem climshftlem

Description: A shifted function converges if the original function converges. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Nov-2013)

Ref Expression
Hypothesis climshft.1 ⊢ F ∈ V
Assertion climshftlem ⊢ M ∈ ℤ → F ⇝ A → F shift M ⇝ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 climshft.1 ⊢ F ∈ V
2 zaddcl ⊢ k ∈ ℤ ∧ M ∈ ℤ → k + M ∈ ℤ
3 2 ancoms ⊢ M ∈ ℤ ∧ k ∈ ℤ → k + M ∈ ℤ
4 eluzsub ⊢ k ∈ ℤ ∧ M ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ ≥ k + M → n − M ∈ ℤ ≥ k
5 4 3com12 ⊢ M ∈ ℤ ∧ k ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ ≥ k + M → n − M ∈ ℤ ≥ k
6 5 3expa ⊢ M ∈ ℤ ∧ k ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ ≥ k + M → n − M ∈ ℤ ≥ k
7 fveq2 ⊢ m = n − M → F ⁡ m = F ⁡ n − M
8 7 eleq1d ⊢ m = n − M → F ⁡ m ∈ ℂ ↔ F ⁡ n − M ∈ ℂ
9 7 fvoveq1d ⊢ m = n − M → F ⁡ m − A = F ⁡ n − M − A
10 9 breq1d ⊢ m = n − M → F ⁡ m − A < x ↔ F ⁡ n − M − A < x
11 8 10 anbi12d ⊢ m = n − M → F ⁡ m ∈ ℂ ∧ F ⁡ m − A < x ↔ F ⁡ n − M ∈ ℂ ∧ F ⁡ n − M − A < x
12 11 rspcv ⊢ n − M ∈ ℤ ≥ k → ∀ m ∈ ℤ ≥ k F ⁡ m ∈ ℂ ∧ F ⁡ m − A < x → F ⁡ n − M ∈ ℂ ∧ F ⁡ n − M − A < x
13 6 12 syl ⊢ M ∈ ℤ ∧ k ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ ≥ k + M → ∀ m ∈ ℤ ≥ k F ⁡ m ∈ ℂ ∧ F ⁡ m − A < x → F ⁡ n − M ∈ ℂ ∧ F ⁡ n − M − A < x
14 zcn ⊢ M ∈ ℤ → M ∈ ℂ
15 eluzelcn ⊢ n ∈ ℤ ≥ k + M → n ∈ ℂ
16 1 shftval ⊢ M ∈ ℂ ∧ n ∈ ℂ → F shift M ⁡ n = F ⁡ n − M
17 16 eleq1d ⊢ M ∈ ℂ ∧ n ∈ ℂ → F shift M ⁡ n ∈ ℂ ↔ F ⁡ n − M ∈ ℂ
18 16 fvoveq1d ⊢ M ∈ ℂ ∧ n ∈ ℂ → F shift M ⁡ n − A = F ⁡ n − M − A
19 18 breq1d ⊢ M ∈ ℂ ∧ n ∈ ℂ → F shift M ⁡ n − A < x ↔ F ⁡ n − M − A < x
20 17 19 anbi12d ⊢ M ∈ ℂ ∧ n ∈ ℂ → F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x ↔ F ⁡ n − M ∈ ℂ ∧ F ⁡ n − M − A < x
21 14 15 20 syl2an ⊢ M ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ ≥ k + M → F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x ↔ F ⁡ n − M ∈ ℂ ∧ F ⁡ n − M − A < x
22 21 adantlr ⊢ M ∈ ℤ ∧ k ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ ≥ k + M → F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x ↔ F ⁡ n − M ∈ ℂ ∧ F ⁡ n − M − A < x
23 13 22 sylibrd ⊢ M ∈ ℤ ∧ k ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ ≥ k + M → ∀ m ∈ ℤ ≥ k F ⁡ m ∈ ℂ ∧ F ⁡ m − A < x → F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x
24 23 ralrimdva ⊢ M ∈ ℤ ∧ k ∈ ℤ → ∀ m ∈ ℤ ≥ k F ⁡ m ∈ ℂ ∧ F ⁡ m − A < x → ∀ n ∈ ℤ ≥ k + M F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x
25 fveq2 ⊢ m = k + M → ℤ ≥ m = ℤ ≥ k + M
26 25 raleqdv ⊢ m = k + M → ∀ n ∈ ℤ ≥ m F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x ↔ ∀ n ∈ ℤ ≥ k + M F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x
27 26 rspcev ⊢ k + M ∈ ℤ ∧ ∀ n ∈ ℤ ≥ k + M F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x → ∃ m ∈ ℤ ∀ n ∈ ℤ ≥ m F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x
28 3 24 27 syl6an ⊢ M ∈ ℤ ∧ k ∈ ℤ → ∀ m ∈ ℤ ≥ k F ⁡ m ∈ ℂ ∧ F ⁡ m − A < x → ∃ m ∈ ℤ ∀ n ∈ ℤ ≥ m F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x
29 28 rexlimdva ⊢ M ∈ ℤ → ∃ k ∈ ℤ ∀ m ∈ ℤ ≥ k F ⁡ m ∈ ℂ ∧ F ⁡ m − A < x → ∃ m ∈ ℤ ∀ n ∈ ℤ ≥ m F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x
30 29 ralimdv ⊢ M ∈ ℤ → ∀ x ∈ ℝ + ∃ k ∈ ℤ ∀ m ∈ ℤ ≥ k F ⁡ m ∈ ℂ ∧ F ⁡ m − A < x → ∀ x ∈ ℝ + ∃ m ∈ ℤ ∀ n ∈ ℤ ≥ m F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x
31 30 anim2d ⊢ M ∈ ℤ → A ∈ ℂ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ k ∈ ℤ ∀ m ∈ ℤ ≥ k F ⁡ m ∈ ℂ ∧ F ⁡ m − A < x → A ∈ ℂ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ m ∈ ℤ ∀ n ∈ ℤ ≥ m F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x
32 1 a1i ⊢ M ∈ ℤ → F ∈ V
33 eqidd ⊢ M ∈ ℤ ∧ m ∈ ℤ → F ⁡ m = F ⁡ m
34 32 33 clim ⊢ M ∈ ℤ → F ⇝ A ↔ A ∈ ℂ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ k ∈ ℤ ∀ m ∈ ℤ ≥ k F ⁡ m ∈ ℂ ∧ F ⁡ m − A < x
35 ovexd ⊢ M ∈ ℤ → F shift M ∈ V
36 eqidd ⊢ M ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → F shift M ⁡ n = F shift M ⁡ n
37 35 36 clim ⊢ M ∈ ℤ → F shift M ⇝ A ↔ A ∈ ℂ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ m ∈ ℤ ∀ n ∈ ℤ ≥ m F shift M ⁡ n ∈ ℂ ∧ F shift M ⁡ n − A < x
38 31 34 37 3imtr4d ⊢ M ∈ ℤ → F ⇝ A → F shift M ⇝ A