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Theorem smflimlem4

Description: Lemma for the proof that the limit of sigma-measurable functions is sigma-measurable, Proposition 121F (a) of Fremlin1 p. 38 . This lemma proves one-side of the double inclusion for the proof that the preimages of right-closed, unbounded-below intervals are in the subspace sigma-algebra induced by D . (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021)

Ref Expression
Hypotheses smflimlem4.1 ⊢ φ → M ∈ ℤ
smflimlem4.2 ⊢ Z = ℤ ≥ M
smflimlem4.3 ⊢ φ → S ∈ SAlg
smflimlem4.4 ⊢ φ → F : Z ⟶ SMblFn ⁡ S
smflimlem4.5 ⊢ D = x ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝
smflimlem4.6 ⊢ G = x ∈ D ⟼ ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x
smflimlem4.7 ⊢ φ → A ∈ ℝ
smflimlem4.8 ⊢ P = m ∈ Z , k ∈ ℕ ⟼ s ∈ S | x ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ x < A + 1 k = s ∩ dom ⁡ F ⁡ m
smflimlem4.9 ⊢ H = m ∈ Z , k ∈ ℕ ⟼ C ⁡ m P k
smflimlem4.10 ⊢ I = ⋂ k ∈ ℕ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n m H k
smflimlem4.11 ⊢ φ ∧ r ∈ ran ⁡ P → C ⁡ r ∈ r
Assertion smflimlem4 ⊢ φ → D ∩ I ⊆ x ∈ D | G ⁡ x ≤ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 smflimlem4.1 ⊢ φ → M ∈ ℤ
2 smflimlem4.2 ⊢ Z = ℤ ≥ M
3 smflimlem4.3 ⊢ φ → S ∈ SAlg
4 smflimlem4.4 ⊢ φ → F : Z ⟶ SMblFn ⁡ S
5 smflimlem4.5 ⊢ D = x ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝
6 smflimlem4.6 ⊢ G = x ∈ D ⟼ ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x
7 smflimlem4.7 ⊢ φ → A ∈ ℝ
8 smflimlem4.8 ⊢ P = m ∈ Z , k ∈ ℕ ⟼ s ∈ S | x ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ x < A + 1 k = s ∩ dom ⁡ F ⁡ m
9 smflimlem4.9 ⊢ H = m ∈ Z , k ∈ ℕ ⟼ C ⁡ m P k
10 smflimlem4.10 ⊢ I = ⋂ k ∈ ℕ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n m H k
11 smflimlem4.11 ⊢ φ ∧ r ∈ ran ⁡ P → C ⁡ r ∈ r
12 inss1 ⊢ D ∩ I ⊆ D
13 12 a1i ⊢ φ → D ∩ I ⊆ D
14 13 sselda ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I → x ∈ D
15 6 a1i ⊢ φ → G = x ∈ D ⟼ ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x
16 nfv ⊢ Ⅎ m φ ∧ x ∈ D
17 nfcv ⊢ Ⅎ _ m F
18 nfcv ⊢ Ⅎ _ z F
19 3 adantr ⊢ φ ∧ m ∈ Z → S ∈ SAlg
20 4 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ m ∈ Z → F ⁡ m ∈ SMblFn ⁡ S
21 eqid ⊢ dom ⁡ F ⁡ m = dom ⁡ F ⁡ m
22 19 20 21 smff ⊢ φ ∧ m ∈ Z → F ⁡ m : dom ⁡ F ⁡ m ⟶ ℝ
23 22 adantlr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∧ m ∈ Z → F ⁡ m : dom ⁡ F ⁡ m ⟶ ℝ
24 fveq2 ⊢ x = z → F ⁡ m ⁡ x = F ⁡ m ⁡ z
25 24 mpteq2dv ⊢ x = z → m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x = m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ z
26 25 eleq1d ⊢ x = z → m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝ ↔ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ z ∈ dom ⁡ ⇝
27 26 cbvrabv ⊢ x ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝ = z ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ z ∈ dom ⁡ ⇝
28 5 27 eqtri ⊢ D = z ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ z ∈ dom ⁡ ⇝
29 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ D → x ∈ D
30 16 17 18 2 23 28 29 fnlimfvre ⊢ φ ∧ x ∈ D → ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ ℝ
31 30 elexd ⊢ φ ∧ x ∈ D → ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ V
32 15 31 fvmpt2d ⊢ φ ∧ x ∈ D → G ⁡ x = ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x
33 32 30 eqeltrd ⊢ φ ∧ x ∈ D → G ⁡ x ∈ ℝ
34 14 33 syldan ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I → G ⁡ x ∈ ℝ
35 34 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → G ⁡ x ∈ ℝ
36 7 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → A ∈ ℝ
37 rpre ⊢ y ∈ ℝ + → y ∈ ℝ
38 37 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → y ∈ ℝ
39 36 38 readdcld ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → A + y ∈ ℝ
40 39 adantlr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → A + y ∈ ℝ
41 nfv ⊢ Ⅎ m φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ +
42 rphalfcl ⊢ y ∈ ℝ + → y 2 ∈ ℝ +
43 rpgtrecnn ⊢ y 2 ∈ ℝ + → ∃ k ∈ ℕ 1 k < y 2
44 42 43 syl ⊢ y ∈ ℝ + → ∃ k ∈ ℕ 1 k < y 2
45 44 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → ∃ k ∈ ℕ 1 k < y 2
46 3 ad4antr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ k ∈ ℕ ∧ 1 k < y 2 → S ∈ SAlg
47 20 adantlr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ m ∈ Z → F ⁡ m ∈ SMblFn ⁡ S
48 47 ad5ant15 ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ k ∈ ℕ ∧ 1 k < y 2 ∧ m ∈ Z → F ⁡ m ∈ SMblFn ⁡ S
49 7 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I → A ∈ ℝ
50 49 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ k ∈ ℕ ∧ 1 k < y 2 → A ∈ ℝ
51 nfcv ⊢ Ⅎ _ k Z
52 nfcv ⊢ Ⅎ _ j Z
53 nfcv ⊢ Ⅎ _ j s ∈ S | x ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ x < A + 1 k = s ∩ dom ⁡ F ⁡ m
54 nfcv ⊢ Ⅎ _ k s ∈ S | z ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ z < A + 1 j = s ∩ dom ⁡ F ⁡ m
55 24 breq1d ⊢ x = z → F ⁡ m ⁡ x < A + 1 k ↔ F ⁡ m ⁡ z < A + 1 k
56 55 cbvrabv ⊢ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ x < A + 1 k = z ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ z < A + 1 k
57 56 a1i ⊢ k = j → x ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ x < A + 1 k = z ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ z < A + 1 k
58 oveq2 ⊢ k = j → 1 k = 1 j
59 58 oveq2d ⊢ k = j → A + 1 k = A + 1 j
60 59 breq2d ⊢ k = j → F ⁡ m ⁡ z < A + 1 k ↔ F ⁡ m ⁡ z < A + 1 j
61 60 rabbidv ⊢ k = j → z ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ z < A + 1 k = z ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ z < A + 1 j
62 57 61 eqtrd ⊢ k = j → x ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ x < A + 1 k = z ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ z < A + 1 j
63 62 eqeq1d ⊢ k = j → x ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ x < A + 1 k = s ∩ dom ⁡ F ⁡ m ↔ z ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ z < A + 1 j = s ∩ dom ⁡ F ⁡ m
64 63 rabbidv ⊢ k = j → s ∈ S | x ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ x < A + 1 k = s ∩ dom ⁡ F ⁡ m = s ∈ S | z ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ z < A + 1 j = s ∩ dom ⁡ F ⁡ m
65 51 52 53 54 64 cbvmpo2 ⊢ m ∈ Z , k ∈ ℕ ⟼ s ∈ S | x ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ x < A + 1 k = s ∩ dom ⁡ F ⁡ m = m ∈ Z , j ∈ ℕ ⟼ s ∈ S | z ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ z < A + 1 j = s ∩ dom ⁡ F ⁡ m
66 8 65 eqtri ⊢ P = m ∈ Z , j ∈ ℕ ⟼ s ∈ S | z ∈ dom ⁡ F ⁡ m | F ⁡ m ⁡ z < A + 1 j = s ∩ dom ⁡ F ⁡ m
67 nfcv ⊢ Ⅎ _ j C ⁡ m P k
68 nfcv ⊢ Ⅎ _ k C ⁡ m P j
69 oveq2 ⊢ k = j → m P k = m P j
70 69 fveq2d ⊢ k = j → C ⁡ m P k = C ⁡ m P j
71 51 52 67 68 70 cbvmpo2 ⊢ m ∈ Z , k ∈ ℕ ⟼ C ⁡ m P k = m ∈ Z , j ∈ ℕ ⟼ C ⁡ m P j
72 9 71 eqtri ⊢ H = m ∈ Z , j ∈ ℕ ⟼ C ⁡ m P j
73 simpll ⊢ k = j ∧ n ∈ Z ∧ m ∈ ℤ ≥ n → k = j
74 73 oveq2d ⊢ k = j ∧ n ∈ Z ∧ m ∈ ℤ ≥ n → m H k = m H j
75 74 iineq2dv ⊢ k = j ∧ n ∈ Z → ⋂ m ∈ ℤ ≥ n m H k = ⋂ m ∈ ℤ ≥ n m H j
76 75 iuneq2dv ⊢ k = j → ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n m H k = ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n m H j
77 76 cbviinv ⊢ ⋂ k ∈ ℕ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n m H k = ⋂ j ∈ ℕ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n m H j
78 10 77 eqtri ⊢ I = ⋂ j ∈ ℕ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n m H j
79 11 adantlr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ r ∈ ran ⁡ P → C ⁡ r ∈ r
80 79 ad5ant15 ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ k ∈ ℕ ∧ 1 k < y 2 ∧ r ∈ ran ⁡ P → C ⁡ r ∈ r
81 simp-4r ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ k ∈ ℕ ∧ 1 k < y 2 → x ∈ D ∩ I
82 simplr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ k ∈ ℕ ∧ 1 k < y 2 → k ∈ ℕ
83 42 ad3antlr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ k ∈ ℕ ∧ 1 k < y 2 → y 2 ∈ ℝ +
84 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ k ∈ ℕ ∧ 1 k < y 2 → 1 k < y 2
85 2 46 48 28 50 66 72 78 80 81 82 83 84 smflimlem3 ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ k ∈ ℕ ∧ 1 k < y 2 → ∃ m ∈ Z ∀ i ∈ ℤ ≥ m x ∈ dom ⁡ F ⁡ i ∧ F ⁡ i ⁡ x < A + y 2
86 85 rexlimdva2 ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → ∃ k ∈ ℕ 1 k < y 2 → ∃ m ∈ Z ∀ i ∈ ℤ ≥ m x ∈ dom ⁡ F ⁡ i ∧ F ⁡ i ⁡ x < A + y 2
87 45 86 mpd ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → ∃ m ∈ Z ∀ i ∈ ℤ ≥ m x ∈ dom ⁡ F ⁡ i ∧ F ⁡ i ⁡ x < A + y 2
88 nfv ⊢ Ⅎ i φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ +
89 nfcv ⊢ Ⅎ _ i F
90 nfcv ⊢ Ⅎ _ x F
91 1 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → M ∈ ℤ
92 eleq1w ⊢ m = i → m ∈ Z ↔ i ∈ Z
93 92 anbi2d ⊢ m = i → φ ∧ m ∈ Z ↔ φ ∧ i ∈ Z
94 fveq2 ⊢ m = i → F ⁡ m = F ⁡ i
95 94 dmeqd ⊢ m = i → dom ⁡ F ⁡ m = dom ⁡ F ⁡ i
96 94 95 feq12d ⊢ m = i → F ⁡ m : dom ⁡ F ⁡ m ⟶ ℝ ↔ F ⁡ i : dom ⁡ F ⁡ i ⟶ ℝ
97 93 96 imbi12d ⊢ m = i → φ ∧ m ∈ Z → F ⁡ m : dom ⁡ F ⁡ m ⟶ ℝ ↔ φ ∧ i ∈ Z → F ⁡ i : dom ⁡ F ⁡ i ⟶ ℝ
98 97 22 chvarvv ⊢ φ ∧ i ∈ Z → F ⁡ i : dom ⁡ F ⁡ i ⟶ ℝ
99 98 ad4ant14 ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z → F ⁡ i : dom ⁡ F ⁡ i ⟶ ℝ
100 fveq2 ⊢ m = l → F ⁡ m = F ⁡ l
101 100 dmeqd ⊢ m = l → dom ⁡ F ⁡ m = dom ⁡ F ⁡ l
102 101 cbviinv ⊢ ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m = ⋂ l ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ l
103 102 a1i ⊢ n ∈ Z → ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m = ⋂ l ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ l
104 103 iuneq2i ⊢ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m = ⋃ n ∈ Z ⋂ l ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ l
105 fveq2 ⊢ n = m → ℤ ≥ n = ℤ ≥ m
106 105 iineq1d ⊢ n = m → ⋂ l ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ l = ⋂ l ∈ ℤ ≥ m dom ⁡ F ⁡ l
107 fveq2 ⊢ l = i → F ⁡ l = F ⁡ i
108 107 dmeqd ⊢ l = i → dom ⁡ F ⁡ l = dom ⁡ F ⁡ i
109 108 cbviinv ⊢ ⋂ l ∈ ℤ ≥ m dom ⁡ F ⁡ l = ⋂ i ∈ ℤ ≥ m dom ⁡ F ⁡ i
110 109 a1i ⊢ n = m → ⋂ l ∈ ℤ ≥ m dom ⁡ F ⁡ l = ⋂ i ∈ ℤ ≥ m dom ⁡ F ⁡ i
111 106 110 eqtrd ⊢ n = m → ⋂ l ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ l = ⋂ i ∈ ℤ ≥ m dom ⁡ F ⁡ i
112 111 cbviunv ⊢ ⋃ n ∈ Z ⋂ l ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ l = ⋃ m ∈ Z ⋂ i ∈ ℤ ≥ m dom ⁡ F ⁡ i
113 104 112 eqtri ⊢ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m = ⋃ m ∈ Z ⋂ i ∈ ℤ ≥ m dom ⁡ F ⁡ i
114 113 rabeqi ⊢ x ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝ = x ∈ ⋃ m ∈ Z ⋂ i ∈ ℤ ≥ m dom ⁡ F ⁡ i | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝
115 fveq2 ⊢ i = m → F ⁡ i = F ⁡ m
116 115 fveq1d ⊢ i = m → F ⁡ i ⁡ x = F ⁡ m ⁡ x
117 116 cbvmptv ⊢ i ∈ Z ⟼ F ⁡ i ⁡ x = m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x
118 117 eqcomi ⊢ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x = i ∈ Z ⟼ F ⁡ i ⁡ x
119 118 eleq1i ⊢ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝ ↔ i ∈ Z ⟼ F ⁡ i ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝
120 119 rabbii ⊢ x ∈ ⋃ m ∈ Z ⋂ i ∈ ℤ ≥ m dom ⁡ F ⁡ i | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝ = x ∈ ⋃ m ∈ Z ⋂ i ∈ ℤ ≥ m dom ⁡ F ⁡ i | i ∈ Z ⟼ F ⁡ i ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝
121 5 114 120 3eqtri ⊢ D = x ∈ ⋃ m ∈ Z ⋂ i ∈ ℤ ≥ m dom ⁡ F ⁡ i | i ∈ Z ⟼ F ⁡ i ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝
122 118 fveq2i ⊢ ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x = ⇝ ⁡ i ∈ Z ⟼ F ⁡ i ⁡ x
123 122 mpteq2i ⊢ x ∈ D ⟼ ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x = x ∈ D ⟼ ⇝ ⁡ i ∈ Z ⟼ F ⁡ i ⁡ x
124 6 123 eqtri ⊢ G = x ∈ D ⟼ ⇝ ⁡ i ∈ Z ⟼ F ⁡ i ⁡ x
125 14 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → x ∈ D
126 42 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → y 2 ∈ ℝ +
127 88 89 90 91 2 99 121 124 125 126 fnlimabslt ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → ∃ m ∈ Z ∀ i ∈ ℤ ≥ m F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2
128 35 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ → G ⁡ x ∈ ℝ
129 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ → F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ
130 128 129 resubcld ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ → G ⁡ x − F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ
131 130 adantrr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → G ⁡ x − F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ
132 130 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ → G ⁡ x − F ⁡ i ⁡ x ∈ ℂ
133 132 abscld ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ → G ⁡ x − F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ
134 133 adantrr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → G ⁡ x − F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ
135 37 rehalfcld ⊢ y ∈ ℝ + → y 2 ∈ ℝ
136 135 ad2antlr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → y 2 ∈ ℝ
137 131 leabsd ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → G ⁡ x − F ⁡ i ⁡ x ≤ G ⁡ x − F ⁡ i ⁡ x
138 34 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I → G ⁡ x ∈ ℂ
139 138 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ → G ⁡ x ∈ ℂ
140 recn ⊢ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ → F ⁡ i ⁡ x ∈ ℂ
141 140 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ → F ⁡ i ⁡ x ∈ ℂ
142 139 141 abssubd ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ → G ⁡ x − F ⁡ i ⁡ x = F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x
143 142 adantrr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → G ⁡ x − F ⁡ i ⁡ x = F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x
144 simprr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2
145 143 144 eqbrtrd ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → G ⁡ x − F ⁡ i ⁡ x < y 2
146 145 adantlr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → G ⁡ x − F ⁡ i ⁡ x < y 2
147 131 134 136 137 146 lelttrd ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → G ⁡ x − F ⁡ i ⁡ x < y 2
148 35 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → G ⁡ x ∈ ℝ
149 simprl ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ
150 148 149 136 ltsubadd2d ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → G ⁡ x − F ⁡ i ⁡ x < y 2 ↔ G ⁡ x < F ⁡ i ⁡ x + y 2
151 147 150 mpbid ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → G ⁡ x < F ⁡ i ⁡ x + y 2
152 151 ex ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → G ⁡ x < F ⁡ i ⁡ x + y 2
153 152 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ i ∈ ℤ ≥ m → F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → G ⁡ x < F ⁡ i ⁡ x + y 2
154 153 ralimdva ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z → ∀ i ∈ ℤ ≥ m F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → ∀ i ∈ ℤ ≥ m G ⁡ x < F ⁡ i ⁡ x + y 2
155 154 ex ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → m ∈ Z → ∀ i ∈ ℤ ≥ m F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → ∀ i ∈ ℤ ≥ m G ⁡ x < F ⁡ i ⁡ x + y 2
156 41 155 reximdai ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → ∃ m ∈ Z ∀ i ∈ ℤ ≥ m F ⁡ i ⁡ x ∈ ℝ ∧ F ⁡ i ⁡ x − G ⁡ x < y 2 → ∃ m ∈ Z ∀ i ∈ ℤ ≥ m G ⁡ x < F ⁡ i ⁡ x + y 2
157 127 156 mpd ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → ∃ m ∈ Z ∀ i ∈ ℤ ≥ m G ⁡ x < F ⁡ i ⁡ x + y 2
158 115 dmeqd ⊢ i = m → dom ⁡ F ⁡ i = dom ⁡ F ⁡ m
159 158 eleq2d ⊢ i = m → x ∈ dom ⁡ F ⁡ i ↔ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m
160 116 breq1d ⊢ i = m → F ⁡ i ⁡ x < A + y 2 ↔ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2
161 159 160 anbi12d ⊢ i = m → x ∈ dom ⁡ F ⁡ i ∧ F ⁡ i ⁡ x < A + y 2 ↔ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2
162 116 oveq1d ⊢ i = m → F ⁡ i ⁡ x + y 2 = F ⁡ m ⁡ x + y 2
163 162 breq2d ⊢ i = m → G ⁡ x < F ⁡ i ⁡ x + y 2 ↔ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2
164 41 2 87 157 161 163 rexanuz3 ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → ∃ m ∈ Z x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2
165 df-3an ⊢ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ↔ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2
166 3ancomb ⊢ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ↔ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2
167 165 166 bitr3i ⊢ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ↔ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2
168 167 rexbii ⊢ ∃ m ∈ Z x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ↔ ∃ m ∈ Z x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2
169 164 168 sylib ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → ∃ m ∈ Z x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2
170 35 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → G ⁡ x ∈ ℝ
171 22 3adant3 ⊢ φ ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m → F ⁡ m : dom ⁡ F ⁡ m ⟶ ℝ
172 simp3 ⊢ φ ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m → x ∈ dom ⁡ F ⁡ m
173 171 172 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m → F ⁡ m ⁡ x ∈ ℝ
174 173 ad4ant134 ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m → F ⁡ m ⁡ x ∈ ℝ
175 simpllr ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m → y ∈ ℝ +
176 175 135 syl ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m → y 2 ∈ ℝ
177 174 176 readdcld ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m → F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∈ ℝ
178 177 adantl3r ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m → F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∈ ℝ
179 178 3ad2antr1 ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∈ ℝ
180 rehalfcl ⊢ y ∈ ℝ → y 2 ∈ ℝ
181 38 180 syl ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → y 2 ∈ ℝ
182 36 181 jca ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → A ∈ ℝ ∧ y 2 ∈ ℝ
183 readdcl ⊢ A ∈ ℝ ∧ y 2 ∈ ℝ → A + y 2 ∈ ℝ
184 182 183 syl ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → A + y 2 ∈ ℝ
185 184 181 readdcld ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → A + y 2 + y 2 ∈ ℝ
186 185 ad5ant13 ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → A + y 2 + y 2 ∈ ℝ
187 simpr2 ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2
188 174 adantrr ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → F ⁡ m ⁡ x ∈ ℝ
189 184 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → A + y 2 ∈ ℝ
190 176 adantrr ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → y 2 ∈ ℝ
191 simprr ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → F ⁡ m ⁡ x < A + y 2
192 188 189 190 191 ltadd1dd ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → F ⁡ m ⁡ x + y 2 < A + y 2 + y 2
193 192 adantl3r ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → F ⁡ m ⁡ x + y 2 < A + y 2 + y 2
194 193 3adantr2 ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → F ⁡ m ⁡ x + y 2 < A + y 2 + y 2
195 170 179 186 187 194 lttrd ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → G ⁡ x < A + y 2 + y 2
196 36 recnd ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → A ∈ ℂ
197 181 recnd ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → y 2 ∈ ℂ
198 196 197 197 addassd ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → A + y 2 + y 2 = A + y 2 + y 2
199 37 recnd ⊢ y ∈ ℝ + → y ∈ ℂ
200 2halves ⊢ y ∈ ℂ → y 2 + y 2 = y
201 199 200 syl ⊢ y ∈ ℝ + → y 2 + y 2 = y
202 201 oveq2d ⊢ y ∈ ℝ + → A + y 2 + y 2 = A + y
203 202 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → A + y 2 + y 2 = A + y
204 198 203 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → A + y 2 + y 2 = A + y
205 204 ad5ant13 ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → A + y 2 + y 2 = A + y
206 195 205 breqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → G ⁡ x < A + y
207 206 rexlimdva2 ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → ∃ m ∈ Z x ∈ dom ⁡ F ⁡ m ∧ G ⁡ x < F ⁡ m ⁡ x + y 2 ∧ F ⁡ m ⁡ x < A + y 2 → G ⁡ x < A + y
208 169 207 mpd ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → G ⁡ x < A + y
209 35 40 208 ltled ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I ∧ y ∈ ℝ + → G ⁡ x ≤ A + y
210 209 ralrimiva ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I → ∀ y ∈ ℝ + G ⁡ x ≤ A + y
211 alrple ⊢ G ⁡ x ∈ ℝ ∧ A ∈ ℝ → G ⁡ x ≤ A ↔ ∀ y ∈ ℝ + G ⁡ x ≤ A + y
212 34 49 211 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I → G ⁡ x ≤ A ↔ ∀ y ∈ ℝ + G ⁡ x ≤ A + y
213 210 212 mpbird ⊢ φ ∧ x ∈ D ∩ I → G ⁡ x ≤ A
214 13 213 ssrabdv ⊢ φ → D ∩ I ⊆ x ∈ D | G ⁡ x ≤ A