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Theorem rlim2

Description: Rewrite rlim for a mapping operation. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Sep-2014) (Revised by Mario Carneiro, 28-Feb-2015)

Ref Expression
Hypotheses rlim2.1 ( 𝜑 → ∀ 𝑧𝐴 𝐵 ∈ ℂ )
rlim2.2 ( 𝜑𝐴 ⊆ ℝ )
rlim2.3 ( 𝜑𝐶 ∈ ℂ )
Assertion rlim2 ( 𝜑 → ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ⇝𝑟 𝐶 ↔ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rlim2.1 ( 𝜑 → ∀ 𝑧𝐴 𝐵 ∈ ℂ )
2 rlim2.2 ( 𝜑𝐴 ⊆ ℝ )
3 rlim2.3 ( 𝜑𝐶 ∈ ℂ )
4 eqid ( 𝑧𝐴𝐵 ) = ( 𝑧𝐴𝐵 )
5 4 fmpt ( ∀ 𝑧𝐴 𝐵 ∈ ℂ ↔ ( 𝑧𝐴𝐵 ) : 𝐴 ⟶ ℂ )
6 1 5 sylib ( 𝜑 → ( 𝑧𝐴𝐵 ) : 𝐴 ⟶ ℂ )
7 eqidd ( ( 𝜑𝑤𝐴 ) → ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) = ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) )
8 6 2 7 rlim ( 𝜑 → ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ⇝𝑟 𝐶 ↔ ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑤𝐴 ( 𝑦𝑤 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) ) )
9 3 biantrurd ( 𝜑 → ( ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑤𝐴 ( 𝑦𝑤 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ↔ ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑤𝐴 ( 𝑦𝑤 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) ) )
10 nfv 𝑧 𝑦𝑤
11 nfcv 𝑧 abs
12 nffvmpt1 𝑧 ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 )
13 nfcv 𝑧
14 nfcv 𝑧 𝐶
15 12 13 14 nfov 𝑧 ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) − 𝐶 )
16 11 15 nffv 𝑧 ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) − 𝐶 ) )
17 nfcv 𝑧 <
18 nfcv 𝑧 𝑥
19 16 17 18 nfbr 𝑧 ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥
20 10 19 nfim 𝑧 ( 𝑦𝑤 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 )
21 nfv 𝑤 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑧 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 )
22 breq2 ( 𝑤 = 𝑧 → ( 𝑦𝑤𝑦𝑧 ) )
23 22 imbrov2fvoveq ( 𝑤 = 𝑧 → ( ( 𝑦𝑤 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ↔ ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑧 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
24 20 21 23 cbvralw ( ∀ 𝑤𝐴 ( 𝑦𝑤 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ↔ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑧 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) )
25 4 fvmpt2 ( ( 𝑧𝐴𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑧 ) = 𝐵 )
26 25 fvoveq1d ( ( 𝑧𝐴𝐵 ∈ ℂ ) → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑧 ) − 𝐶 ) ) = ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) )
27 26 breq1d ( ( 𝑧𝐴𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑧 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ↔ ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) )
28 27 imbi2d ( ( 𝑧𝐴𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑧 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ↔ ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
29 28 ralimiaa ( ∀ 𝑧𝐴 𝐵 ∈ ℂ → ∀ 𝑧𝐴 ( ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑧 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ↔ ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
30 ralbi ( ∀ 𝑧𝐴 ( ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑧 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ↔ ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) → ( ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑧 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ↔ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
31 1 29 30 3syl ( 𝜑 → ( ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑧 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ↔ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
32 24 31 syl5bb ( 𝜑 → ( ∀ 𝑤𝐴 ( 𝑦𝑤 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ↔ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
33 32 rexbidv ( 𝜑 → ( ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑤𝐴 ( 𝑦𝑤 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ↔ ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
34 33 ralbidv ( 𝜑 → ( ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑤𝐴 ( 𝑦𝑤 → ( abs ‘ ( ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ‘ 𝑤 ) − 𝐶 ) ) < 𝑥 ) ↔ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
35 8 9 34 3bitr2d ( 𝜑 → ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ⇝𝑟 𝐶 ↔ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )