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Theorem liminflimsupclim

Description: A sequence of real numbers converges if its inferior limit is real, and it is greater than or equal to the superior limit (in such a case, they are actually equal, see liminflelimsupuz ). (Contributed by Glauco Siliprandi, 2-Jan-2022)

Ref Expression
Hypotheses liminflimsupclim.1 ( 𝜑𝑀 ∈ ℤ )
liminflimsupclim.2 𝑍 = ( ℤ𝑀 )
liminflimsupclim.3 ( 𝜑𝐹 : 𝑍 ⟶ ℝ )
liminflimsupclim.4 ( 𝜑 → ( lim inf ‘ 𝐹 ) ∈ ℝ )
liminflimsupclim.5 ( 𝜑 → ( lim sup ‘ 𝐹 ) ≤ ( lim inf ‘ 𝐹 ) )
Assertion liminflimsupclim ( 𝜑𝐹 ∈ dom ⇝ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 liminflimsupclim.1 ( 𝜑𝑀 ∈ ℤ )
2 liminflimsupclim.2 𝑍 = ( ℤ𝑀 )
3 liminflimsupclim.3 ( 𝜑𝐹 : 𝑍 ⟶ ℝ )
4 liminflimsupclim.4 ( 𝜑 → ( lim inf ‘ 𝐹 ) ∈ ℝ )
5 liminflimsupclim.5 ( 𝜑 → ( lim sup ‘ 𝐹 ) ≤ ( lim inf ‘ 𝐹 ) )
6 climrel Rel ⇝
7 6 a1i ( 𝜑 → Rel ⇝ )
8 2 fvexi 𝑍 ∈ V
9 8 a1i ( 𝜑𝑍 ∈ V )
10 3 9 fexd ( 𝜑𝐹 ∈ V )
11 10 limsupcld ( 𝜑 → ( lim sup ‘ 𝐹 ) ∈ ℝ* )
12 4 rexrd ( 𝜑 → ( lim inf ‘ 𝐹 ) ∈ ℝ* )
13 3 frexr ( 𝜑𝐹 : 𝑍 ⟶ ℝ* )
14 1 2 13 liminflelimsupuz ( 𝜑 → ( lim inf ‘ 𝐹 ) ≤ ( lim sup ‘ 𝐹 ) )
15 11 12 5 14 xrletrid ( 𝜑 → ( lim sup ‘ 𝐹 ) = ( lim inf ‘ 𝐹 ) )
16 15 4 eqeltrd ( 𝜑 → ( lim sup ‘ 𝐹 ) ∈ ℝ )
17 16 recnd ( 𝜑 → ( lim sup ‘ 𝐹 ) ∈ ℂ )
18 nfcv 𝑘 𝐹
19 1 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → 𝑀 ∈ ℤ )
20 3 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → 𝐹 : 𝑍 ⟶ ℝ )
21 4 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( lim inf ‘ 𝐹 ) ∈ ℝ )
22 simpr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → 𝑥 ∈ ℝ+ )
23 18 19 2 20 21 22 liminflt ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( lim inf ‘ 𝐹 ) < ( ( 𝐹𝑘 ) + 𝑥 ) )
24 21 ad2antrr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( lim inf ‘ 𝐹 ) ∈ ℝ )
25 3 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → 𝐹 : 𝑍 ⟶ ℝ )
26 2 uztrn2 ( ( 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → 𝑘𝑍 )
27 26 adantll ( ( ( 𝜑𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → 𝑘𝑍 )
28 25 27 ffvelrnd ( ( ( 𝜑𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℝ )
29 28 adantllr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℝ )
30 22 ad2antrr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → 𝑥 ∈ ℝ+ )
31 rpre ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑥 ∈ ℝ )
32 30 31 syl ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → 𝑥 ∈ ℝ )
33 24 29 32 ltsubadd2d ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( ( lim inf ‘ 𝐹 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑥 ↔ ( lim inf ‘ 𝐹 ) < ( ( 𝐹𝑘 ) + 𝑥 ) ) )
34 33 bicomd ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( lim inf ‘ 𝐹 ) < ( ( 𝐹𝑘 ) + 𝑥 ) ↔ ( ( lim inf ‘ 𝐹 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑥 ) )
35 28 recnd ( ( ( 𝜑𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ )
36 15 eqcomd ( 𝜑 → ( lim inf ‘ 𝐹 ) = ( lim sup ‘ 𝐹 ) )
37 36 17 eqeltrd ( 𝜑 → ( lim inf ‘ 𝐹 ) ∈ ℂ )
38 37 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( lim inf ‘ 𝐹 ) ∈ ℂ )
39 35 38 negsubdi2d ( ( ( 𝜑𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → - ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) = ( ( lim inf ‘ 𝐹 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) )
40 39 breq1d ( ( ( 𝜑𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( - ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ↔ ( ( lim inf ‘ 𝐹 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑥 ) )
41 40 adantllr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( - ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ↔ ( ( lim inf ‘ 𝐹 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑥 ) )
42 41 bicomd ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( ( lim inf ‘ 𝐹 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑥 ↔ - ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) )
43 29 24 resubcld ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) ∈ ℝ )
44 ltnegcon1 ( ( ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( - ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ↔ - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) ) )
45 43 32 44 syl2anc ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( - ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ↔ - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) ) )
46 42 45 bitrd ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( ( lim inf ‘ 𝐹 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑥 ↔ - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) ) )
47 36 oveq2d ( 𝜑 → ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) = ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) )
48 47 breq2d ( 𝜑 → ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) ↔ - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) )
49 48 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim inf ‘ 𝐹 ) ) ↔ - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) )
50 34 46 49 3bitrd ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( lim inf ‘ 𝐹 ) < ( ( 𝐹𝑘 ) + 𝑥 ) ↔ - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) )
51 50 ralbidva ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( lim inf ‘ 𝐹 ) < ( ( 𝐹𝑘 ) + 𝑥 ) ↔ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) )
52 51 rexbidva ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( lim inf ‘ 𝐹 ) < ( ( 𝐹𝑘 ) + 𝑥 ) ↔ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) )
53 23 52 mpbid ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) )
54 16 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( lim sup ‘ 𝐹 ) ∈ ℝ )
55 18 19 2 20 54 22 limsupgt ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) − 𝑥 ) < ( lim sup ‘ 𝐹 ) )
56 54 ad2antrr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( lim sup ‘ 𝐹 ) ∈ ℝ )
57 ltsub23 ( ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ ( lim sup ‘ 𝐹 ) ∈ ℝ ) → ( ( ( 𝐹𝑘 ) − 𝑥 ) < ( lim sup ‘ 𝐹 ) ↔ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) )
58 29 32 56 57 syl3anc ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( ( 𝐹𝑘 ) − 𝑥 ) < ( lim sup ‘ 𝐹 ) ↔ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) )
59 58 ralbidva ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) − 𝑥 ) < ( lim sup ‘ 𝐹 ) ↔ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) )
60 59 rexbidva ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) − 𝑥 ) < ( lim sup ‘ 𝐹 ) ↔ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) )
61 55 60 mpbid ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 )
62 53 61 jca ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) )
63 2 rexanuz2 ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) ↔ ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) )
64 62 63 sylibr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) )
65 simplll ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → 𝜑 )
66 simpllr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → 𝑥 ∈ ℝ+ )
67 26 adantll ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → 𝑘𝑍 )
68 simpr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑘𝑍 ) ∧ ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) ) → ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) )
69 3 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑘𝑍 ) → ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℝ )
70 16 adantr ( ( 𝜑𝑘𝑍 ) → ( lim sup ‘ 𝐹 ) ∈ ℝ )
71 69 70 resubcld ( ( 𝜑𝑘𝑍 ) → ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∈ ℝ )
72 71 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑘𝑍 ) → ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∈ ℝ )
73 31 ad2antlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑘𝑍 ) → 𝑥 ∈ ℝ )
74 abslt ( ( ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) < 𝑥 ↔ ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) ) )
75 72 73 74 syl2anc ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑘𝑍 ) → ( ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) < 𝑥 ↔ ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) ) )
76 75 adantr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑘𝑍 ) ∧ ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) ) → ( ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) < 𝑥 ↔ ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) ) )
77 68 76 mpbird ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑘𝑍 ) ∧ ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) ) → ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) < 𝑥 )
78 77 ex ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑘𝑍 ) → ( ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) → ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) < 𝑥 ) )
79 65 66 67 78 syl21anc ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) → ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) < 𝑥 ) )
80 79 ralimdva ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗𝑍 ) → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) → ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) < 𝑥 ) )
81 80 reximdva ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( - 𝑥 < ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ∧ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) < 𝑥 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) < 𝑥 ) )
82 64 81 mpd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) < 𝑥 )
83 82 ralrimiva ( 𝜑 → ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) < 𝑥 )
84 17 83 jca ( 𝜑 → ( ( lim sup ‘ 𝐹 ) ∈ ℂ ∧ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) < 𝑥 ) )
85 ax-resscn ℝ ⊆ ℂ
86 85 a1i ( 𝜑 → ℝ ⊆ ℂ )
87 3 86 fssd ( 𝜑𝐹 : 𝑍 ⟶ ℂ )
88 18 1 2 87 climuz ( 𝜑 → ( 𝐹 ⇝ ( lim sup ‘ 𝐹 ) ↔ ( ( lim sup ‘ 𝐹 ) ∈ ℂ ∧ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) ) < 𝑥 ) ) )
89 84 88 mpbird ( 𝜑𝐹 ⇝ ( lim sup ‘ 𝐹 ) )
90 releldm ( ( Rel ⇝ ∧ 𝐹 ⇝ ( lim sup ‘ 𝐹 ) ) → 𝐹 ∈ dom ⇝ )
91 7 89 90 syl2anc ( 𝜑𝐹 ∈ dom ⇝ )