Metamath Proof Explorer


Theorem cvgcaule

Description: A convergent function is Cauchy. (Contributed by Glauco Siliprandi, 15-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses cvgcaule.1 ⊢ Ⅎ _ j F
cvgcaule.2 ⊢ Ⅎ _ k F
cvgcaule.3 ⊢ φ → M ∈ Z
cvgcaule.4 ⊢ φ → F ∈ V
cvgcaule.5 ⊢ Z = ℤ ≥ M
cvgcaule.6 ⊢ φ → F ∈ dom ⁡ ⇝
cvgcaule.7 ⊢ φ → X ∈ ℝ +
Assertion cvgcaule ⊢ φ → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j ≤ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cvgcaule.1 ⊢ Ⅎ _ j F
2 cvgcaule.2 ⊢ Ⅎ _ k F
3 cvgcaule.3 ⊢ φ → M ∈ Z
4 cvgcaule.4 ⊢ φ → F ∈ V
5 cvgcaule.5 ⊢ Z = ℤ ≥ M
6 cvgcaule.6 ⊢ φ → F ∈ dom ⁡ ⇝
7 cvgcaule.7 ⊢ φ → X ∈ ℝ +
8 1 2 3 4 5 6 7 cvgcau ⊢ φ → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X
9 nfv ⊢ Ⅎ k X ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z
10 nfra1 ⊢ Ⅎ k ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X
11 9 10 nfan ⊢ Ⅎ k X ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X
12 rspa ⊢ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X
13 12 simpld ⊢ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k ∈ ℂ
14 13 adantll ⊢ X ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k ∈ ℂ
15 13 adantll ⊢ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k ∈ ℂ
16 5 uzid3 ⊢ j ∈ Z → j ∈ ℤ ≥ j
17 nfcv ⊢ Ⅎ _ k j
18 2 17 nffv ⊢ Ⅎ _ k F ⁡ j
19 18 nfel1 ⊢ Ⅎ k F ⁡ j ∈ ℂ
20 nfcv ⊢ Ⅎ _ k abs
21 nfcv ⊢ Ⅎ _ k −
22 18 21 18 nfov ⊢ Ⅎ _ k F ⁡ j − F ⁡ j
23 20 22 nffv ⊢ Ⅎ _ k F ⁡ j − F ⁡ j
24 nfcv ⊢ Ⅎ _ k <
25 nfcv ⊢ Ⅎ _ k X
26 23 24 25 nfbr ⊢ Ⅎ k F ⁡ j − F ⁡ j < X
27 19 26 nfan ⊢ Ⅎ k F ⁡ j ∈ ℂ ∧ F ⁡ j − F ⁡ j < X
28 fveq2 ⊢ k = j → F ⁡ k = F ⁡ j
29 28 eleq1d ⊢ k = j → F ⁡ k ∈ ℂ ↔ F ⁡ j ∈ ℂ
30 28 fvoveq1d ⊢ k = j → F ⁡ k − F ⁡ j = F ⁡ j − F ⁡ j
31 30 breq1d ⊢ k = j → F ⁡ k − F ⁡ j < X ↔ F ⁡ j − F ⁡ j < X
32 29 31 anbi12d ⊢ k = j → F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ↔ F ⁡ j ∈ ℂ ∧ F ⁡ j − F ⁡ j < X
33 27 32 rspc ⊢ j ∈ ℤ ≥ j → ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X → F ⁡ j ∈ ℂ ∧ F ⁡ j − F ⁡ j < X
34 16 33 syl ⊢ j ∈ Z → ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X → F ⁡ j ∈ ℂ ∧ F ⁡ j − F ⁡ j < X
35 34 imp ⊢ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X → F ⁡ j ∈ ℂ ∧ F ⁡ j − F ⁡ j < X
36 35 simpld ⊢ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X → F ⁡ j ∈ ℂ
37 36 adantr ⊢ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ j ∈ ℂ
38 15 37 subcld ⊢ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k − F ⁡ j ∈ ℂ
39 38 abscld ⊢ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k − F ⁡ j ∈ ℝ
40 39 adantlll ⊢ X ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k − F ⁡ j ∈ ℝ
41 simplll ⊢ X ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → X ∈ ℝ +
42 41 rpred ⊢ X ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → X ∈ ℝ
43 12 adantll ⊢ X ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X
44 43 simprd ⊢ X ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k − F ⁡ j < X
45 40 42 44 ltled ⊢ X ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k − F ⁡ j ≤ X
46 14 45 jca ⊢ X ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j ≤ X
47 11 46 ralrimia ⊢ X ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X → ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j ≤ X
48 47 ex ⊢ X ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z → ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X → ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j ≤ X
49 48 reximdva ⊢ X ∈ ℝ + → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j < X → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j ≤ X
50 7 8 49 sylc ⊢ φ → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ ℂ ∧ F ⁡ k − F ⁡ j ≤ X