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Theorem rlimrecl

Description: The limit of a real sequence is real. (Contributed by Mario Carneiro, 9-May-2016)

Ref Expression
Hypotheses rlimcld2.1 ⊢ φ → sup A ℝ * < = +∞
rlimcld2.2 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ⇝ℝ C
rlimrecl.3 ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ ℝ
Assertion rlimrecl ⊢ φ → C ∈ ℝ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rlimcld2.1 ⊢ φ → sup A ℝ * < = +∞
2 rlimcld2.2 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ⇝ℝ C
3 rlimrecl.3 ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ ℝ
4 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
5 4 a1i ⊢ φ → ℝ ⊆ ℂ
6 eldifi ⊢ y ∈ ℂ ∖ ℝ → y ∈ ℂ
7 6 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ → y ∈ ℂ
8 7 imcld ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ → ℑ ⁡ y ∈ ℝ
9 8 recnd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ → ℑ ⁡ y ∈ ℂ
10 eldifn ⊢ y ∈ ℂ ∖ ℝ → ¬ y ∈ ℝ
11 10 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ → ¬ y ∈ ℝ
12 reim0b ⊢ y ∈ ℂ → y ∈ ℝ ↔ ℑ ⁡ y = 0
13 7 12 syl ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ → y ∈ ℝ ↔ ℑ ⁡ y = 0
14 13 necon3bbid ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ → ¬ y ∈ ℝ ↔ ℑ ⁡ y ≠ 0
15 11 14 mpbid ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ → ℑ ⁡ y ≠ 0
16 9 15 absrpcld ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ → ℑ ⁡ y ∈ ℝ +
17 7 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → y ∈ ℂ
18 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z ∈ ℝ
19 18 recnd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z ∈ ℂ
20 17 19 subcld ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → y − z ∈ ℂ
21 absimle ⊢ y − z ∈ ℂ → ℑ ⁡ y − z ≤ y − z
22 20 21 syl ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ℑ ⁡ y − z ≤ y − z
23 17 19 imsubd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ℑ ⁡ y − z = ℑ ⁡ y − ℑ ⁡ z
24 reim0 ⊢ z ∈ ℝ → ℑ ⁡ z = 0
25 24 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ℑ ⁡ z = 0
26 25 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ℑ ⁡ y − ℑ ⁡ z = ℑ ⁡ y − 0
27 9 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ℑ ⁡ y ∈ ℂ
28 27 subid1d ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ℑ ⁡ y − 0 = ℑ ⁡ y
29 23 26 28 3eqtrrd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ℑ ⁡ y = ℑ ⁡ y − z
30 29 fveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ℑ ⁡ y = ℑ ⁡ y − z
31 19 17 abssubd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z − y = y − z
32 22 30 31 3brtr4d ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∖ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ℑ ⁡ y ≤ z − y
33 1 2 5 16 32 3 rlimcld2 ⊢ φ → C ∈ ℝ