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Theorem smflimsuplem5

Description: H converges to the superior limit of F . (Contributed by Glauco Siliprandi, 23-Oct-2021)

Ref Expression
Hypotheses smflimsuplem5.a nφ
smflimsuplem5.b mφ
smflimsuplem5.m φM
smflimsuplem5.z Z=M
smflimsuplem5.s φSSAlg
smflimsuplem5.f φF:ZSMblFnS
smflimsuplem5.e E=nZxmndomFm|supranmnFmx*<
smflimsuplem5.h H=nZxEnsupranmnFmx*<
smflimsuplem5.r φlim supmZFmX
smflimsuplem5.n φNZ
smflimsuplem5.x φXmNdomFm
Assertion smflimsuplem5 φnNHnXlim supmNFmX

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 smflimsuplem5.a nφ
2 smflimsuplem5.b mφ
3 smflimsuplem5.m φM
4 smflimsuplem5.z Z=M
5 smflimsuplem5.s φSSAlg
6 smflimsuplem5.f φF:ZSMblFnS
7 smflimsuplem5.e E=nZxmndomFm|supranmnFmx*<
8 smflimsuplem5.h H=nZxEnsupranmnFmx*<
9 smflimsuplem5.r φlim supmZFmX
10 smflimsuplem5.n φNZ
11 smflimsuplem5.x φXmNdomFm
12 4 eleq2i NZNM
13 12 biimpi NZNM
14 uzss NMNM
15 13 14 syl NZNM
16 15 4 sseqtrrdi NZNZ
17 10 16 syl φNZ
18 17 sselda φnNnZ
19 nfcv _xZ
20 nfrab1 _xxmndomFm|supranmnFmx*<
21 19 20 nfmpt _xnZxmndomFm|supranmnFmx*<
22 7 21 nfcxfr _xE
23 nfcv _xn
24 22 23 nffv _xEn
25 fvex EnV
26 24 25 mptexf xEnsupranmnFmx*<V
27 26 a1i φnNxEnsupranmnFmx*<V
28 8 fvmpt2 nZxEnsupranmnFmx*<VHn=xEnsupranmnFmx*<
29 18 27 28 syl2anc φnNHn=xEnsupranmnFmx*<
30 29 fveq1d φnNHnX=xEnsupranmnFmx*<X
31 nfcv _yEn
32 nfcv _ysupranmnFmx*<
33 nfcv _xsupranmnFmy*<
34 fveq2 x=yFmx=Fmy
35 34 mpteq2dv x=ymnFmx=mnFmy
36 35 rneqd x=yranmnFmx=ranmnFmy
37 36 supeq1d x=ysupranmnFmx*<=supranmnFmy*<
38 24 31 32 33 37 cbvmptf xEnsupranmnFmx*<=yEnsupranmnFmy*<
39 simpl y=Xmny=X
40 39 fveq2d y=XmnFmy=FmX
41 40 mpteq2dva y=XmnFmy=mnFmX
42 41 rneqd y=XranmnFmy=ranmnFmX
43 42 supeq1d y=XsupranmnFmy*<=supranmnFmX*<
44 43 eleq1d y=XsupranmnFmy*<supranmnFmX*<
45 uzss nNnN
46 iinss1 nNmNdomFmmndomFm
47 45 46 syl nNmNdomFmmndomFm
48 47 adantl φnNmNdomFmmndomFm
49 11 adantr φnNXmNdomFm
50 48 49 sseldd φnNXmndomFm
51 nfv mnN
52 2 51 nfan mφnN
53 eqid n=n
54 simpll φnNmnφ
55 45 sselda nNmnmN
56 55 adantll φnNmnmN
57 5 adantr φmNSSAlg
58 simpl φmNφ
59 17 sselda φmNmZ
60 6 ffvelcdmda φmZFmSMblFnS
61 58 59 60 syl2anc φmNFmSMblFnS
62 eqid domFm=domFm
63 57 61 62 smff φmNFm:domFm
64 eliin XmNdomFmXmNdomFmmNXdomFm
65 11 64 syl φXmNdomFmmNXdomFm
66 11 65 mpbid φmNXdomFm
67 66 adantr φmNmNXdomFm
68 simpr φmNmN
69 rspa mNXdomFmmNXdomFm
70 67 68 69 syl2anc φmNXdomFm
71 63 70 ffvelcdmd φmNFmX
72 54 56 71 syl2anc φnNmnFmX
73 eluzelz nNn
74 73 adantl φnNn
75 3 adantr φnNM
76 fvex FmXV
77 76 a1i φnNmZFmXV
78 52 74 75 53 4 72 77 limsupequzmpt φnNlim supmnFmX=lim supmZFmX
79 9 adantr φnNlim supmZFmX
80 78 79 eqeltrd φnNlim supmnFmX
81 80 renepnfd φnNlim supmnFmX+∞
82 52 53 72 81 limsupubuzmpt φnNymnFmXy
83 uzid2 nNnn
84 83 ne0d nNn
85 84 adantl φnNn
86 52 85 72 supxrre3rnmpt φnNsupranmnFmX*<ymnFmXy
87 82 86 mpbird φnNsupranmnFmX*<
88 44 50 87 elrabd φnNXymndomFm|supranmnFmy*<
89 simpl y=xmny=x
90 89 fveq2d y=xmnFmy=Fmx
91 90 mpteq2dva y=xmnFmy=mnFmx
92 91 rneqd y=xranmnFmy=ranmnFmx
93 92 supeq1d y=xsupranmnFmy*<=supranmnFmx*<
94 93 eleq1d y=xsupranmnFmy*<supranmnFmx*<
95 94 cbvrabv ymndomFm|supranmnFmy*<=xmndomFm|supranmnFmx*<
96 88 95 eleqtrdi φnNXxmndomFm|supranmnFmx*<
97 eqid xmndomFm|supranmnFmx*<=xmndomFm|supranmnFmx*<
98 fvex FmV
99 98 dmex domFmV
100 99 rgenw mndomFmV
101 100 a1i nNmndomFmV
102 84 101 iinexd nNmndomFmV
103 102 adantl φnNmndomFmV
104 97 103 rabexd φnNxmndomFm|supranmnFmx*<V
105 7 fvmpt2 nZxmndomFm|supranmnFmx*<VEn=xmndomFm|supranmnFmx*<
106 18 104 105 syl2anc φnNEn=xmndomFm|supranmnFmx*<
107 96 106 eleqtrrd φnNXEn
108 38 43 107 87 fvmptd3 φnNxEnsupranmnFmx*<X=supranmnFmX*<
109 30 108 eqtrd φnNHnX=supranmnFmX*<
110 1 109 mpteq2da φnNHnX=nNsupranmnFmX*<
111 4 eluzelz2 NZN
112 10 111 syl φN
113 eqid N=N
114 76 a1i φmNFmXV
115 76 a1i φmZFmXV
116 2 112 3 113 4 114 115 limsupequzmpt φlim supmNFmX=lim supmZFmX
117 116 9 eqeltrd φlim supmNFmX
118 2 112 113 71 117 supcnvlimsupmpt φnNsupranmnFmX*<lim supmNFmX
119 110 118 eqbrtrd φnNHnXlim supmNFmX