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Theorem lmfval

Description: The relation "sequence f converges to point y " in a metric space. (Contributed by NM, 7-Sep-2006) (Revised by Mario Carneiro, 21-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion lmfval ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → ⇝t ⁡ J = f x | f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ X ∧ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 df-lm ⊢ ⇝t = j ∈ Top ⟼ f x | f ∈ ⋃ j ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ ⋃ j ∧ ∀ u ∈ j x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u
2 simpr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ j = J → j = J
3 2 unieqd ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ j = J → ⋃ j = ⋃ J
4 toponuni ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → X = ⋃ J
5 4 adantr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ j = J → X = ⋃ J
6 3 5 eqtr4d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ j = J → ⋃ j = X
7 6 oveq1d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ j = J → ⋃ j ↑ 𝑝𝑚 ℂ = X ↑ 𝑝𝑚 ℂ
8 7 eleq2d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ j = J → f ∈ ⋃ j ↑ 𝑝𝑚 ℂ ↔ f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ
9 6 eleq2d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ j = J → x ∈ ⋃ j ↔ x ∈ X
10 2 raleqdv ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ j = J → ∀ u ∈ j x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u ↔ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u
11 8 9 10 3anbi123d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ j = J → f ∈ ⋃ j ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ ⋃ j ∧ ∀ u ∈ j x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u ↔ f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ X ∧ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u
12 11 opabbidv ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ j = J → f x | f ∈ ⋃ j ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ ⋃ j ∧ ∀ u ∈ j x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u = f x | f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ X ∧ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u
13 topontop ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → J ∈ Top
14 df-3an ⊢ f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ X ∧ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u ↔ f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ X ∧ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u
15 14 opabbii ⊢ f x | f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ X ∧ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u = f x | f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ X ∧ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u
16 opabssxp ⊢ f x | f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ X ∧ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u ⊆ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ × X
17 15 16 eqsstri ⊢ f x | f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ X ∧ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u ⊆ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ × X
18 ovex ⊢ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∈ V
19 toponmax ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → X ∈ J
20 xpexg ⊢ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∈ V ∧ X ∈ J → X ↑ 𝑝𝑚 ℂ × X ∈ V
21 18 19 20 sylancr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → X ↑ 𝑝𝑚 ℂ × X ∈ V
22 ssexg ⊢ f x | f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ X ∧ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u ⊆ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ × X ∧ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ × X ∈ V → f x | f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ X ∧ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u ∈ V
23 17 21 22 sylancr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → f x | f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ X ∧ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u ∈ V
24 1 12 13 23 fvmptd2 ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → ⇝t ⁡ J = f x | f ∈ X ↑ 𝑝𝑚 ℂ ∧ x ∈ X ∧ ∀ u ∈ J x ∈ u → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ f ↾ y : y ⟶ u