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Theorem unblimceq0

Description: If F is unbounded near A it has no limit at A . (Contributed by Asger C. Ipsen, 12-May-2021)

Ref Expression
Hypotheses unblimceq0.0 ⊢ φ → S ⊆ ℂ
unblimceq0.1 ⊢ φ → F : S ⟶ ℂ
unblimceq0.2 ⊢ φ → A ∈ ℂ
unblimceq0.3 ⊢ φ → ∀ b ∈ ℝ + ∀ d ∈ ℝ + ∃ x ∈ S x − A < d ∧ b ≤ F ⁡ x
Assertion unblimceq0 ⊢ φ → F lim ℂ A = ∅

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 unblimceq0.0 ⊢ φ → S ⊆ ℂ
2 unblimceq0.1 ⊢ φ → F : S ⟶ ℂ
3 unblimceq0.2 ⊢ φ → A ∈ ℂ
4 unblimceq0.3 ⊢ φ → ∀ b ∈ ℝ + ∀ d ∈ ℝ + ∃ x ∈ S x − A < d ∧ b ≤ F ⁡ x
5 1rp ⊢ 1 ∈ ℝ +
6 5 a1i ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ → 1 ∈ ℝ +
7 breq2 ⊢ e = 1 → F ⁡ z − y < e ↔ F ⁡ z − y < 1
8 7 imbi2d ⊢ e = 1 → z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < e ↔ z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < 1
9 8 rexralbidv ⊢ e = 1 → ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < e ↔ ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < 1
10 9 notbid ⊢ e = 1 → ¬ ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < e ↔ ¬ ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < 1
11 10 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ e = 1 → ¬ ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < e ↔ ¬ ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < 1
12 simprr1 ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → z ≠ A
13 simprr2 ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → z − A < c
14 12 13 jca ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → z ≠ A ∧ z − A < c
15 1red ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → 1 ∈ ℝ
16 2 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → F : S ⟶ ℂ
17 16 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → F : S ⟶ ℂ
18 simprl ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → z ∈ S
19 17 18 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → F ⁡ z ∈ ℂ
20 simplr ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → y ∈ ℂ
21 20 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → y ∈ ℂ
22 19 21 subcld ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → F ⁡ z − y ∈ ℂ
23 22 abscld ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → F ⁡ z − y ∈ ℝ
24 19 abscld ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → F ⁡ z ∈ ℝ
25 20 abscld ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → y ∈ ℝ
26 25 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → y ∈ ℝ
27 24 26 resubcld ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → F ⁡ z − y ∈ ℝ
28 1cnd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → 1 ∈ ℂ
29 26 recnd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → y ∈ ℂ
30 28 29 pncand ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → 1 + y - y = 1
31 1red ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → 1 ∈ ℝ
32 31 25 readdcld ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → 1 + y ∈ ℝ
33 32 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → 1 + y ∈ ℝ
34 simprr3 ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → 1 + y ≤ F ⁡ z
35 33 24 26 34 lesub1dd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → 1 + y - y ≤ F ⁡ z − y
36 30 35 eqbrtrrd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → 1 ≤ F ⁡ z − y
37 19 21 abs2difd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → F ⁡ z − y ≤ F ⁡ z − y
38 15 27 23 36 37 letrd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → 1 ≤ F ⁡ z − y
39 15 23 38 lensymd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → ¬ F ⁡ z − y < 1
40 14 39 jcnd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + ∧ z ∈ S ∧ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z → ¬ z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < 1
41 breq2 ⊢ d = c → z − A < d ↔ z − A < c
42 41 3anbi2d ⊢ d = c → z ≠ A ∧ z − A < d ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z ↔ z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z
43 42 rexbidv ⊢ d = c → ∃ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < d ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z ↔ ∃ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z
44 breq1 ⊢ a = 1 + y → a ≤ F ⁡ z ↔ 1 + y ≤ F ⁡ z
45 44 3anbi3d ⊢ a = 1 + y → z ≠ A ∧ z − A < d ∧ a ≤ F ⁡ z ↔ z ≠ A ∧ z − A < d ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z
46 45 rexbidv ⊢ a = 1 + y → ∃ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < d ∧ a ≤ F ⁡ z ↔ ∃ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < d ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z
47 46 ralbidv ⊢ a = 1 + y → ∀ d ∈ ℝ + ∃ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < d ∧ a ≤ F ⁡ z ↔ ∀ d ∈ ℝ + ∃ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < d ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z
48 1 2 3 4 unblimceq0lem ⊢ φ → ∀ a ∈ ℝ + ∀ d ∈ ℝ + ∃ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < d ∧ a ≤ F ⁡ z
49 48 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → ∀ a ∈ ℝ + ∀ d ∈ ℝ + ∃ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < d ∧ a ≤ F ⁡ z
50 0lt1 ⊢ 0 < 1
51 50 a1i ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → 0 < 1
52 20 absge0d ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → 0 ≤ y
53 31 25 51 52 addgtge0d ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → 0 < 1 + y
54 32 53 elrpd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → 1 + y ∈ ℝ +
55 47 49 54 rspcdva ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → ∀ d ∈ ℝ + ∃ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < d ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z
56 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → c ∈ ℝ +
57 43 55 56 rspcdva ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → ∃ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c ∧ 1 + y ≤ F ⁡ z
58 40 57 reximddv ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → ∃ z ∈ S ¬ z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < 1
59 rexnal ⊢ ∃ z ∈ S ¬ z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < 1 ↔ ¬ ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < 1
60 58 59 sylib ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ ∧ c ∈ ℝ + → ¬ ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < 1
61 60 nrexdv ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ → ¬ ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < 1
62 6 11 61 rspcedvd ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ → ∃ e ∈ ℝ + ¬ ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < e
63 rexnal ⊢ ∃ e ∈ ℝ + ¬ ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < e ↔ ¬ ∀ e ∈ ℝ + ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < e
64 62 63 sylib ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ → ¬ ∀ e ∈ ℝ + ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < e
65 64 ex ⊢ φ → y ∈ ℂ → ¬ ∀ e ∈ ℝ + ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < e
66 imnan ⊢ y ∈ ℂ → ¬ ∀ e ∈ ℝ + ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < e ↔ ¬ y ∈ ℂ ∧ ∀ e ∈ ℝ + ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < e
67 65 66 sylib ⊢ φ → ¬ y ∈ ℂ ∧ ∀ e ∈ ℝ + ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < e
68 2 1 3 ellimc3 ⊢ φ → y ∈ F lim ℂ A ↔ y ∈ ℂ ∧ ∀ e ∈ ℝ + ∃ c ∈ ℝ + ∀ z ∈ S z ≠ A ∧ z − A < c → F ⁡ z − y < e
69 67 68 mtbird ⊢ φ → ¬ y ∈ F lim ℂ A
70 69 eq0rdv ⊢ φ → F lim ℂ A = ∅