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Theorem limsupbnd2

Description: If a sequence is eventually greater than A , then the limsup is also greater than A . (Contributed by Mario Carneiro, 7-Sep-2014) (Revised by AV, 12-Sep-2020)

Ref Expression
Hypotheses limsupbnd.1 ( 𝜑𝐵 ⊆ ℝ )
limsupbnd.2 ( 𝜑𝐹 : 𝐵 ⟶ ℝ* )
limsupbnd.3 ( 𝜑𝐴 ∈ ℝ* )
limsupbnd2.4 ( 𝜑 → sup ( 𝐵 , ℝ* , < ) = +∞ )
limsupbnd2.5 ( 𝜑 → ∃ 𝑘 ∈ ℝ ∀ 𝑗𝐵 ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) )
Assertion limsupbnd2 ( 𝜑𝐴 ≤ ( lim sup ‘ 𝐹 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 limsupbnd.1 ( 𝜑𝐵 ⊆ ℝ )
2 limsupbnd.2 ( 𝜑𝐹 : 𝐵 ⟶ ℝ* )
3 limsupbnd.3 ( 𝜑𝐴 ∈ ℝ* )
4 limsupbnd2.4 ( 𝜑 → sup ( 𝐵 , ℝ* , < ) = +∞ )
5 limsupbnd2.5 ( 𝜑 → ∃ 𝑘 ∈ ℝ ∀ 𝑗𝐵 ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) )
6 ressxr ℝ ⊆ ℝ*
7 1 6 sstrdi ( 𝜑𝐵 ⊆ ℝ* )
8 supxrunb1 ( 𝐵 ⊆ ℝ* → ( ∀ 𝑛 ∈ ℝ ∃ 𝑗𝐵 𝑛𝑗 ↔ sup ( 𝐵 , ℝ* , < ) = +∞ ) )
9 7 8 syl ( 𝜑 → ( ∀ 𝑛 ∈ ℝ ∃ 𝑗𝐵 𝑛𝑗 ↔ sup ( 𝐵 , ℝ* , < ) = +∞ ) )
10 4 9 mpbird ( 𝜑 → ∀ 𝑛 ∈ ℝ ∃ 𝑗𝐵 𝑛𝑗 )
11 ifcl ( ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) → if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ∈ ℝ )
12 breq1 ( 𝑛 = if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) → ( 𝑛𝑗 ↔ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) )
13 12 rexbidv ( 𝑛 = if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) → ( ∃ 𝑗𝐵 𝑛𝑗 ↔ ∃ 𝑗𝐵 if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) )
14 13 rspccva ( ( ∀ 𝑛 ∈ ℝ ∃ 𝑗𝐵 𝑛𝑗 ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ∈ ℝ ) → ∃ 𝑗𝐵 if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 )
15 10 11 14 syl2an ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) → ∃ 𝑗𝐵 if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 )
16 r19.29 ( ( ∀ 𝑗𝐵 ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) ∧ ∃ 𝑗𝐵 if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) → ∃ 𝑗𝐵 ( ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) )
17 simplrr ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → 𝑘 ∈ ℝ )
18 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) → 𝑚 ∈ ℝ )
19 18 adantr ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → 𝑚 ∈ ℝ )
20 max1 ( ( 𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑚 ∈ ℝ ) → 𝑘 ≤ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) )
21 17 19 20 syl2anc ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → 𝑘 ≤ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) )
22 19 17 11 syl2anc ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ∈ ℝ )
23 1 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) → 𝐵 ⊆ ℝ )
24 23 sselda ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → 𝑗 ∈ ℝ )
25 letr ( ( 𝑘 ∈ ℝ ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ∈ ℝ ∧ 𝑗 ∈ ℝ ) → ( ( 𝑘 ≤ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) → 𝑘𝑗 ) )
26 17 22 24 25 syl3anc ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( ( 𝑘 ≤ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) → 𝑘𝑗 ) )
27 21 26 mpand ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗𝑘𝑗 ) )
28 27 imim1d ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) → ( if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) ) )
29 28 impd ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( ( ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) → 𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) )
30 max2 ( ( 𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑚 ∈ ℝ ) → 𝑚 ≤ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) )
31 17 19 30 syl2anc ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → 𝑚 ≤ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) )
32 letr ( ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ∈ ℝ ∧ 𝑗 ∈ ℝ ) → ( ( 𝑚 ≤ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) → 𝑚𝑗 ) )
33 19 22 24 32 syl3anc ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( ( 𝑚 ≤ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) → 𝑚𝑗 ) )
34 31 33 mpand ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗𝑚𝑗 ) )
35 34 adantld ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( ( ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) → 𝑚𝑗 ) )
36 eqid ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) = ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) )
37 36 limsupgf ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) : ℝ ⟶ ℝ*
38 37 ffvelrni ( 𝑚 ∈ ℝ → ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ∈ ℝ* )
39 38 adantl ( ( 𝜑𝑚 ∈ ℝ ) → ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ∈ ℝ* )
40 39 xrleidd ( ( 𝜑𝑚 ∈ ℝ ) → ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) )
41 40 adantrr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) → ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) )
42 2 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) → 𝐹 : 𝐵 ⟶ ℝ* )
43 18 38 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) → ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ∈ ℝ* )
44 36 limsupgle ( ( ( 𝐵 ⊆ ℝ ∧ 𝐹 : 𝐵 ⟶ ℝ* ) ∧ 𝑚 ∈ ℝ ∧ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ∈ ℝ* ) → ( ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ↔ ∀ 𝑗𝐵 ( 𝑚𝑗 → ( 𝐹𝑗 ) ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) ) )
45 23 42 18 43 44 syl211anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) → ( ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ↔ ∀ 𝑗𝐵 ( 𝑚𝑗 → ( 𝐹𝑗 ) ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) ) )
46 41 45 mpbid ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) → ∀ 𝑗𝐵 ( 𝑚𝑗 → ( 𝐹𝑗 ) ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
47 46 r19.21bi ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( 𝑚𝑗 → ( 𝐹𝑗 ) ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
48 35 47 syld ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( ( ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) → ( 𝐹𝑗 ) ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
49 29 48 jcad ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( ( ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) → ( 𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ∧ ( 𝐹𝑗 ) ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) ) )
50 3 ad2antrr ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → 𝐴 ∈ ℝ* )
51 42 ffvelrnda ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( 𝐹𝑗 ) ∈ ℝ* )
52 43 adantr ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ∈ ℝ* )
53 xrletr ( ( 𝐴 ∈ ℝ* ∧ ( 𝐹𝑗 ) ∈ ℝ* ∧ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ∈ ℝ* ) → ( ( 𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ∧ ( 𝐹𝑗 ) ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) → 𝐴 ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
54 50 51 52 53 syl3anc ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( ( 𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ∧ ( 𝐹𝑗 ) ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) → 𝐴 ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
55 49 54 syld ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) ∧ 𝑗𝐵 ) → ( ( ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) → 𝐴 ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
56 55 rexlimdva ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) → ( ∃ 𝑗𝐵 ( ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) ∧ if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) → 𝐴 ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
57 16 56 syl5 ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) → ( ( ∀ 𝑗𝐵 ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) ∧ ∃ 𝑗𝐵 if ( 𝑘𝑚 , 𝑚 , 𝑘 ) ≤ 𝑗 ) → 𝐴 ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
58 15 57 mpan2d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) ) → ( ∀ 𝑗𝐵 ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) → 𝐴 ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
59 58 anassrs ( ( ( 𝜑𝑚 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘 ∈ ℝ ) → ( ∀ 𝑗𝐵 ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) → 𝐴 ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
60 59 rexlimdva ( ( 𝜑𝑚 ∈ ℝ ) → ( ∃ 𝑘 ∈ ℝ ∀ 𝑗𝐵 ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) → 𝐴 ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
61 60 ralrimdva ( 𝜑 → ( ∃ 𝑘 ∈ ℝ ∀ 𝑗𝐵 ( 𝑘𝑗𝐴 ≤ ( 𝐹𝑗 ) ) → ∀ 𝑚 ∈ ℝ 𝐴 ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
62 5 61 mpd ( 𝜑 → ∀ 𝑚 ∈ ℝ 𝐴 ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) )
63 36 limsuple ( ( 𝐵 ⊆ ℝ ∧ 𝐹 : 𝐵 ⟶ ℝ*𝐴 ∈ ℝ* ) → ( 𝐴 ≤ ( lim sup ‘ 𝐹 ) ↔ ∀ 𝑚 ∈ ℝ 𝐴 ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
64 1 2 3 63 syl3anc ( 𝜑 → ( 𝐴 ≤ ( lim sup ‘ 𝐹 ) ↔ ∀ 𝑚 ∈ ℝ 𝐴 ≤ ( ( 𝑛 ∈ ℝ ↦ sup ( ( ( 𝐹 “ ( 𝑛 [,) +∞ ) ) ∩ ℝ* ) , ℝ* , < ) ) ‘ 𝑚 ) ) )
65 62 64 mpbird ( 𝜑𝐴 ≤ ( lim sup ‘ 𝐹 ) )