Metamath Proof Explorer


Theorem o1rlimmul

Description: The product of an eventually bounded function and a function of limit zero has limit zero. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Sep-2014)

Ref Expression
Assertion o1rlimmul F 𝑂1 G 0 F × f G 0

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 o1f F 𝑂1 F : dom F
2 1 adantr F 𝑂1 G 0 F : dom F
3 2 ffnd F 𝑂1 G 0 F Fn dom F
4 rlimf G 0 G : dom G
5 4 adantl F 𝑂1 G 0 G : dom G
6 5 ffnd F 𝑂1 G 0 G Fn dom G
7 o1dm F 𝑂1 dom F
8 7 adantr F 𝑂1 G 0 dom F
9 reex V
10 ssexg dom F V dom F V
11 8 9 10 sylancl F 𝑂1 G 0 dom F V
12 rlimss G 0 dom G
13 12 adantl F 𝑂1 G 0 dom G
14 ssexg dom G V dom G V
15 13 9 14 sylancl F 𝑂1 G 0 dom G V
16 eqid dom F dom G = dom F dom G
17 eqidd F 𝑂1 G 0 x dom F F x = F x
18 eqidd F 𝑂1 G 0 x dom G G x = G x
19 3 6 11 15 16 17 18 offval F 𝑂1 G 0 F × f G = x dom F dom G F x G x
20 o1bdd F 𝑂1 F : dom F a m x dom F a x F x m
21 1 20 mpdan F 𝑂1 a m x dom F a x F x m
22 21 ad2antrr F 𝑂1 G 0 y + a m x dom F a x F x m
23 fvexd F 𝑂1 G 0 y + a m x dom G G x V
24 23 ralrimiva F 𝑂1 G 0 y + a m x dom G G x V
25 simplr F 𝑂1 G 0 y + a m y +
26 recn m m
27 26 ad2antll F 𝑂1 G 0 y + a m m
28 27 abscld F 𝑂1 G 0 y + a m m
29 27 absge0d F 𝑂1 G 0 y + a m 0 m
30 28 29 ge0p1rpd F 𝑂1 G 0 y + a m m + 1 +
31 25 30 rpdivcld F 𝑂1 G 0 y + a m y m + 1 +
32 5 feqmptd F 𝑂1 G 0 G = x dom G G x
33 simpr F 𝑂1 G 0 G 0
34 32 33 eqbrtrrd F 𝑂1 G 0 x dom G G x 0
35 34 ad2antrr F 𝑂1 G 0 y + a m x dom G G x 0
36 24 31 35 rlimi F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom G b x G x 0 < y m + 1
37 inss1 dom F dom G dom F
38 ssralv dom F dom G dom F x dom F a x F x m x dom F dom G a x F x m
39 37 38 ax-mp x dom F a x F x m x dom F dom G a x F x m
40 inss2 dom F dom G dom G
41 ssralv dom F dom G dom G x dom G b x G x 0 < y m + 1 x dom F dom G b x G x 0 < y m + 1
42 40 41 ax-mp x dom G b x G x 0 < y m + 1 x dom F dom G b x G x 0 < y m + 1
43 39 42 anim12i x dom F a x F x m x dom G b x G x 0 < y m + 1 x dom F dom G a x F x m x dom F dom G b x G x 0 < y m + 1
44 r19.26 x dom F dom G a x F x m b x G x 0 < y m + 1 x dom F dom G a x F x m x dom F dom G b x G x 0 < y m + 1
45 43 44 sylibr x dom F a x F x m x dom G b x G x 0 < y m + 1 x dom F dom G a x F x m b x G x 0 < y m + 1
46 anim12 a x F x m b x G x 0 < y m + 1 a x b x F x m G x 0 < y m + 1
47 46 ralimi x dom F dom G a x F x m b x G x 0 < y m + 1 x dom F dom G a x b x F x m G x 0 < y m + 1
48 45 47 syl x dom F a x F x m x dom G b x G x 0 < y m + 1 x dom F dom G a x b x F x m G x 0 < y m + 1
49 simplrl F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G a
50 simprl F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G b
51 37 8 sstrid F 𝑂1 G 0 dom F dom G
52 51 ad3antrrr F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G dom F dom G
53 simprr F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G x dom F dom G
54 52 53 sseldd F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G x
55 maxle a b x if a b b a x a x b x
56 49 50 54 55 syl3anc F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G if a b b a x a x b x
57 56 biimpd F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G if a b b a x a x b x
58 5 ad3antrrr F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G G : dom G
59 40 sseli x dom F dom G x dom G
60 59 ad2antll F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G x dom G
61 58 60 ffvelrnd F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G G x
62 61 subid1d F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G G x 0 = G x
63 62 fveq2d F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G G x 0 = G x
64 63 breq1d F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G G x 0 < y m + 1 G x < y m + 1
65 61 abscld F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G G x
66 31 adantr F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G y m + 1 +
67 66 rpred F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G y m + 1
68 ltle G x y m + 1 G x < y m + 1 G x y m + 1
69 65 67 68 syl2anc F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G G x < y m + 1 G x y m + 1
70 64 69 sylbid F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G G x 0 < y m + 1 G x y m + 1
71 70 anim2d F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F x m G x 0 < y m + 1 F x m G x y m + 1
72 2 ad3antrrr F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F : dom F
73 37 sseli x dom F dom G x dom F
74 73 ad2antll F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G x dom F
75 72 74 ffvelrnd F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F x
76 75 abscld F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F x
77 75 absge0d F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G 0 F x
78 76 77 jca F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F x 0 F x
79 simplrr F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m
80 61 absge0d F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G 0 G x
81 65 80 jca F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G G x 0 G x
82 lemul12a F x 0 F x m G x 0 G x y m + 1 F x m G x y m + 1 F x G x m y m + 1
83 78 79 81 67 82 syl22anc F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F x m G x y m + 1 F x G x m y m + 1
84 75 61 absmuld F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F x G x = F x G x
85 84 breq1d F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F x G x m y m + 1 F x G x m y m + 1
86 79 recnd F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m
87 25 adantr F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G y +
88 87 rpcnd F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G y
89 30 adantr F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m + 1 +
90 89 rpcnd F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m + 1
91 89 rpne0d F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m + 1 0
92 86 88 90 91 divassd F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m y m + 1 = m y m + 1
93 peano2re m m + 1
94 28 93 syl F 𝑂1 G 0 y + a m m + 1
95 94 adantr F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m + 1
96 28 adantr F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m
97 79 leabsd F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m m
98 96 ltp1d F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m < m + 1
99 79 96 95 97 98 lelttrd F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m < m + 1
100 79 95 87 99 ltmul1dd F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m y < m + 1 y
101 87 rpred F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G y
102 79 101 remulcld F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m y
103 102 101 89 ltdivmuld F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m y m + 1 < y m y < m + 1 y
104 100 103 mpbird F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m y m + 1 < y
105 92 104 eqbrtrrd F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m y m + 1 < y
106 75 61 mulcld F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F x G x
107 106 abscld F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F x G x
108 79 67 remulcld F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G m y m + 1
109 lelttr F x G x m y m + 1 y F x G x m y m + 1 m y m + 1 < y F x G x < y
110 107 108 101 109 syl3anc F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F x G x m y m + 1 m y m + 1 < y F x G x < y
111 105 110 mpan2d F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F x G x m y m + 1 F x G x < y
112 85 111 sylbird F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F x G x m y m + 1 F x G x < y
113 71 83 112 3syld F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G F x m G x 0 < y m + 1 F x G x < y
114 57 113 imim12d F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G a x b x F x m G x 0 < y m + 1 if a b b a x F x G x < y
115 114 anassrs F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G a x b x F x m G x 0 < y m + 1 if a b b a x F x G x < y
116 115 ralimdva F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G a x b x F x m G x 0 < y m + 1 x dom F dom G if a b b a x F x G x < y
117 simpr F 𝑂1 G 0 y + a m b b
118 simplrl F 𝑂1 G 0 y + a m b a
119 117 118 ifcld F 𝑂1 G 0 y + a m b if a b b a
120 116 119 jctild F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F dom G a x b x F x m G x 0 < y m + 1 if a b b a x dom F dom G if a b b a x F x G x < y
121 breq1 z = if a b b a z x if a b b a x
122 121 rspceaimv if a b b a x dom F dom G if a b b a x F x G x < y z x dom F dom G z x F x G x < y
123 48 120 122 syl56 F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom F a x F x m x dom G b x G x 0 < y m + 1 z x dom F dom G z x F x G x < y
124 123 expcomd F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom G b x G x 0 < y m + 1 x dom F a x F x m z x dom F dom G z x F x G x < y
125 124 rexlimdva F 𝑂1 G 0 y + a m b x dom G b x G x 0 < y m + 1 x dom F a x F x m z x dom F dom G z x F x G x < y
126 36 125 mpd F 𝑂1 G 0 y + a m x dom F a x F x m z x dom F dom G z x F x G x < y
127 126 rexlimdvva F 𝑂1 G 0 y + a m x dom F a x F x m z x dom F dom G z x F x G x < y
128 22 127 mpd F 𝑂1 G 0 y + z x dom F dom G z x F x G x < y
129 128 ralrimiva F 𝑂1 G 0 y + z x dom F dom G z x F x G x < y
130 ffvelrn F : dom F x dom F F x
131 2 73 130 syl2an F 𝑂1 G 0 x dom F dom G F x
132 ffvelrn G : dom G x dom G G x
133 5 59 132 syl2an F 𝑂1 G 0 x dom F dom G G x
134 131 133 mulcld F 𝑂1 G 0 x dom F dom G F x G x
135 134 ralrimiva F 𝑂1 G 0 x dom F dom G F x G x
136 135 51 rlim0 F 𝑂1 G 0 x dom F dom G F x G x 0 y + z x dom F dom G z x F x G x < y
137 129 136 mpbird F 𝑂1 G 0 x dom F dom G F x G x 0
138 19 137 eqbrtrd F 𝑂1 G 0 F × f G 0