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Theorem rlim3

Description: Restrict the range of the domain bound to reals greater than some D e. RR . (Contributed by Mario Carneiro, 16-Sep-2014)

Ref Expression
Hypotheses rlim2.1 ( 𝜑 → ∀ 𝑧𝐴 𝐵 ∈ ℂ )
rlim2.2 ( 𝜑𝐴 ⊆ ℝ )
rlim2.3 ( 𝜑𝐶 ∈ ℂ )
rlim3.4 ( 𝜑𝐷 ∈ ℝ )
Assertion rlim3 ( 𝜑 → ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ⇝𝑟 𝐶 ↔ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ∀ 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 rlim3.4 ( 𝜑𝐷 ∈ ℝ )
5 1 2 3 rlim2 ( 𝜑 → ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ⇝𝑟 𝐶 ↔ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑤𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
6 simpr ( ( 𝜑𝑤 ∈ ℝ ) → 𝑤 ∈ ℝ )
7 4 adantr ( ( 𝜑𝑤 ∈ ℝ ) → 𝐷 ∈ ℝ )
8 6 7 ifcld ( ( 𝜑𝑤 ∈ ℝ ) → if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ∈ ℝ )
9 max1 ( ( 𝐷 ∈ ℝ ∧ 𝑤 ∈ ℝ ) → 𝐷 ≤ if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) )
10 4 9 sylan ( ( 𝜑𝑤 ∈ ℝ ) → 𝐷 ≤ if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) )
11 elicopnf ( 𝐷 ∈ ℝ → ( if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ↔ ( if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ∈ ℝ ∧ 𝐷 ≤ if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ) ) )
12 7 11 syl ( ( 𝜑𝑤 ∈ ℝ ) → ( if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ↔ ( if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ∈ ℝ ∧ 𝐷 ≤ if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ) ) )
13 8 10 12 mpbir2and ( ( 𝜑𝑤 ∈ ℝ ) → if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) )
14 2 4 jca ( 𝜑 → ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ ) )
15 max2 ( ( 𝐷 ∈ ℝ ∧ 𝑤 ∈ ℝ ) → 𝑤 ≤ if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) )
16 15 ad4ant23 ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧𝐴 ) → 𝑤 ≤ if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) )
17 simplr ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧𝐴 ) → 𝑤 ∈ ℝ )
18 simpllr ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧𝐴 ) → 𝐷 ∈ ℝ )
19 17 18 ifcld ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧𝐴 ) → if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ∈ ℝ )
20 simpll ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ ) → 𝐴 ⊆ ℝ )
21 20 sselda ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧𝐴 ) → 𝑧 ∈ ℝ )
22 letr ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( ( 𝑤 ≤ if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ∧ if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ≤ 𝑧 ) → 𝑤𝑧 ) )
23 17 19 21 22 syl3anc ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧𝐴 ) → ( ( 𝑤 ≤ if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ∧ if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ≤ 𝑧 ) → 𝑤𝑧 ) )
24 16 23 mpand ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧𝐴 ) → ( if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ≤ 𝑧𝑤𝑧 ) )
25 24 imim1d ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧𝐴 ) → ( ( 𝑤𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) → ( if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ≤ 𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
26 25 ralimdva ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ ) ∧ 𝑤 ∈ ℝ ) → ( ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑤𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) → ∀ 𝑧𝐴 ( if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ≤ 𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
27 14 26 sylan ( ( 𝜑𝑤 ∈ ℝ ) → ( ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑤𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) → ∀ 𝑧𝐴 ( if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ≤ 𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
28 breq1 ( 𝑦 = if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) → ( 𝑦𝑧 ↔ if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ≤ 𝑧 ) )
29 28 rspceaimv ( ( if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ∧ ∀ 𝑧𝐴 ( if ( 𝐷𝑤 , 𝑤 , 𝐷 ) ≤ 𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) → ∃ 𝑦 ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) )
30 13 27 29 syl6an ( ( 𝜑𝑤 ∈ ℝ ) → ( ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑤𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) → ∃ 𝑦 ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
31 30 rexlimdva ( 𝜑 → ( ∃ 𝑤 ∈ ℝ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑤𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) → ∃ 𝑦 ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
32 31 ralimdv ( 𝜑 → ( ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑤𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) → ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
33 5 32 sylbid ( 𝜑 → ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ⇝𝑟 𝐶 → ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
34 pnfxr +∞ ∈ ℝ*
35 icossre ( ( 𝐷 ∈ ℝ ∧ +∞ ∈ ℝ* ) → ( 𝐷 [,) +∞ ) ⊆ ℝ )
36 4 34 35 sylancl ( 𝜑 → ( 𝐷 [,) +∞ ) ⊆ ℝ )
37 ssrexv ( ( 𝐷 [,) +∞ ) ⊆ ℝ → ( ∃ 𝑦 ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
38 36 37 syl ( 𝜑 → ( ∃ 𝑦 ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
39 38 ralimdv ( 𝜑 → ( ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) → ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
40 1 2 3 rlim2 ( 𝜑 → ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ⇝𝑟 𝐶 ↔ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )
41 39 40 sylibrd ( 𝜑 → ( ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) → ( 𝑧𝐴𝐵 ) ⇝𝑟 𝐶 ) )
42 33 41 impbid ( 𝜑 → ( ( 𝑧𝐴𝐵 ) ⇝𝑟 𝐶 ↔ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ( 𝐷 [,) +∞ ) ∀ 𝑧𝐴 ( 𝑦𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐵𝐶 ) ) < 𝑥 ) ) )