Metamath Proof Explorer


Theorem smflimsuplem7

Description: The superior limit of a sequence of sigma-measurable functions is sigma-measurable. Proposition 121F (d) of Fremlin1 p. 39 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 23-Oct-2021)

Ref Expression
Hypotheses smflimsuplem7.m ( 𝜑𝑀 ∈ ℤ )
smflimsuplem7.z 𝑍 = ( ℤ𝑀 )
smflimsuplem7.s ( 𝜑𝑆 ∈ SAlg )
smflimsuplem7.f ( 𝜑𝐹 : 𝑍 ⟶ ( SMblFn ‘ 𝑆 ) )
smflimsuplem7.d 𝐷 = { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ }
smflimsuplem7.e 𝐸 = ( 𝑘𝑍 ↦ { 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ } )
smflimsuplem7.h 𝐻 = ( 𝑘𝑍 ↦ ( 𝑥 ∈ ( 𝐸𝑘 ) ↦ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ) )
Assertion smflimsuplem7 ( 𝜑𝐷 = { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 smflimsuplem7.m ( 𝜑𝑀 ∈ ℤ )
2 smflimsuplem7.z 𝑍 = ( ℤ𝑀 )
3 smflimsuplem7.s ( 𝜑𝑆 ∈ SAlg )
4 smflimsuplem7.f ( 𝜑𝐹 : 𝑍 ⟶ ( SMblFn ‘ 𝑆 ) )
5 smflimsuplem7.d 𝐷 = { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ }
6 smflimsuplem7.e 𝐸 = ( 𝑘𝑍 ↦ { 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ } )
7 smflimsuplem7.h 𝐻 = ( 𝑘𝑍 ↦ ( 𝑥 ∈ ( 𝐸𝑘 ) ↦ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ) )
8 5 a1i ( 𝜑𝐷 = { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } )
9 simpl ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ) → 𝜑 )
10 rabidim2 ( 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } → ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ )
11 10 adantl ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ) → ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ )
12 rabidim1 ( 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } → 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
13 eliun ( 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ↔ ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
14 12 13 sylib ( 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } → ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
15 14 adantl ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ) → ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
16 nfv 𝑛 ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ )
17 nfv 𝑚 𝜑
18 nfcv 𝑚 lim sup
19 nfmpt1 𝑚 ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) )
20 18 19 nffv 𝑚 ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) )
21 nfcv 𝑚
22 20 21 nfel 𝑚 ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ
23 17 22 nfan 𝑚 ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ )
24 nfv 𝑚 𝑛𝑍
25 nfcv 𝑚 𝑥
26 nfii1 𝑚 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 )
27 25 26 nfel 𝑚 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 )
28 23 24 27 nf3an 𝑚 ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
29 nfv 𝑚 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 )
30 28 29 nfan 𝑚 ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) )
31 simpl1l ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) ) → 𝜑 )
32 31 1 syl ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) ) → 𝑀 ∈ ℤ )
33 31 3 syl ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) ) → 𝑆 ∈ SAlg )
34 31 4 syl ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) ) → 𝐹 : 𝑍 ⟶ ( SMblFn ‘ 𝑆 ) )
35 2 uztrn2 ( ( 𝑛𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) ) → 𝑘𝑍 )
36 35 3ad2antl2 ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) ) → 𝑘𝑍 )
37 simpl1r ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) ) → ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ )
38 uzss ( 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) → ( ℤ𝑘 ) ⊆ ( ℤ𝑛 ) )
39 iinss1 ( ( ℤ𝑘 ) ⊆ ( ℤ𝑛 ) → 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
40 38 39 syl ( 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) → 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
41 40 adantl ( ( 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) ) → 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
42 simpl ( ( 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) ) → 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
43 41 42 sseldd ( ( 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) ) → 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
44 43 3ad2antl3 ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) ) → 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
45 30 32 2 33 34 6 7 36 37 44 smflimsuplem2 ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) ) → 𝑥 ∈ dom ( 𝐻𝑘 ) )
46 45 ralrimiva ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) → ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) 𝑥 ∈ dom ( 𝐻𝑘 ) )
47 vex 𝑥 ∈ V
48 eliin ( 𝑥 ∈ V → ( 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ↔ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) 𝑥 ∈ dom ( 𝐻𝑘 ) ) )
49 47 48 ax-mp ( 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ↔ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) 𝑥 ∈ dom ( 𝐻𝑘 ) )
50 46 49 sylibr ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) → 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) )
51 50 3exp ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) → ( 𝑛𝑍 → ( 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) → 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ) ) )
52 16 51 reximdai ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) → ( ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) → ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ) )
53 52 imp ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) → ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) )
54 eliun ( 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ↔ ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) )
55 53 54 sylibr ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) → 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) )
56 9 11 15 55 syl21anc ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ) → 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) )
57 13 biimpi ( 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) → ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
58 12 57 syl ( 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } → ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
59 58 adantl ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ) → ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
60 nfv 𝑛 𝜑
61 nfcv 𝑛 𝑥
62 nfv 𝑛 ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ
63 nfiu1 𝑛 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 )
64 62 63 nfrabw 𝑛 { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ }
65 61 64 nfel 𝑛 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ }
66 60 65 nfan 𝑛 ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } )
67 nfv 𝑛 ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝
68 nfv 𝑘 ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
69 simp1l ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) → 𝜑 )
70 69 1 syl ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) → 𝑀 ∈ ℤ )
71 69 3 syl ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) → 𝑆 ∈ SAlg )
72 69 4 syl ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) → 𝐹 : 𝑍 ⟶ ( SMblFn ‘ 𝑆 ) )
73 simp1r ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) → ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ )
74 simp2 ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) → 𝑛𝑍 )
75 simp3 ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) → 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
76 68 28 70 2 71 72 6 7 73 74 75 smflimsuplem6 ( ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) → ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ )
77 76 3exp ( ( 𝜑 ∧ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) → ( 𝑛𝑍 → ( 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) → ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) ) )
78 11 77 syldan ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ) → ( 𝑛𝑍 → ( 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) → ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) ) )
79 66 67 78 rexlimd ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ) → ( ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) → ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) )
80 59 79 mpd ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ) → ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ )
81 56 80 jca ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ) → ( 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∧ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) )
82 rabid ( 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ↔ ( 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∧ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) )
83 81 82 sylibr ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ) → 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } )
84 83 ex ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } → 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ) )
85 ssrab2 { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ⊆ 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 )
86 85 a1i ( 𝜑 → { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ⊆ 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) )
87 2 eluzelz2 ( 𝑛𝑍𝑛 ∈ ℤ )
88 87 uzidd ( 𝑛𝑍𝑛 ∈ ( ℤ𝑛 ) )
89 88 adantl ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → 𝑛 ∈ ( ℤ𝑛 ) )
90 nfv 𝑥 ( 𝜑𝑛𝑍 )
91 xrltso < Or ℝ*
92 91 a1i ( ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝐸𝑛 ) ) → < Or ℝ* )
93 92 supexd ( ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝐸𝑛 ) ) → sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ V )
94 eqid ( 𝑥 ∈ ( 𝐸𝑛 ) ↦ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ) = ( 𝑥 ∈ ( 𝐸𝑛 ) ↦ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) )
95 90 93 94 fnmptd ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → ( 𝑥 ∈ ( 𝐸𝑛 ) ↦ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ) Fn ( 𝐸𝑛 ) )
96 fveq2 ( 𝑘 = 𝑛 → ( 𝐸𝑘 ) = ( 𝐸𝑛 ) )
97 fveq2 ( 𝑘 = 𝑛 → ( ℤ𝑘 ) = ( ℤ𝑛 ) )
98 97 mpteq1d ( 𝑘 = 𝑛 → ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) = ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) )
99 98 rneqd ( 𝑘 = 𝑛 → ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) = ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) )
100 99 supeq1d ( 𝑘 = 𝑛 → sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) = sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) )
101 96 100 mpteq12dv ( 𝑘 = 𝑛 → ( 𝑥 ∈ ( 𝐸𝑘 ) ↦ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ) = ( 𝑥 ∈ ( 𝐸𝑛 ) ↦ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ) )
102 fvex ( 𝐸𝑛 ) ∈ V
103 102 mptex ( 𝑥 ∈ ( 𝐸𝑛 ) ↦ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ) ∈ V
104 101 7 103 fvmpt ( 𝑛𝑍 → ( 𝐻𝑛 ) = ( 𝑥 ∈ ( 𝐸𝑛 ) ↦ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ) )
105 104 adantl ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → ( 𝐻𝑛 ) = ( 𝑥 ∈ ( 𝐸𝑛 ) ↦ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ) )
106 105 fneq1d ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → ( ( 𝐻𝑛 ) Fn ( 𝐸𝑛 ) ↔ ( 𝑥 ∈ ( 𝐸𝑛 ) ↦ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ) Fn ( 𝐸𝑛 ) ) )
107 95 106 mpbird ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → ( 𝐻𝑛 ) Fn ( 𝐸𝑛 ) )
108 107 fndmd ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → dom ( 𝐻𝑛 ) = ( 𝐸𝑛 ) )
109 97 iineq1d ( 𝑘 = 𝑛 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) dom ( 𝐹𝑚 ) = 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
110 109 eleq2d ( 𝑘 = 𝑛 → ( 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ↔ 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) )
111 100 eleq1d ( 𝑘 = 𝑛 → ( sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ↔ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) )
112 110 111 anbi12d ( 𝑘 = 𝑛 → ( ( 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∧ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) ↔ ( 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∧ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) ) )
113 112 rabbidva2 ( 𝑘 = 𝑛 → { 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑘 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ } = { 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ } )
114 id ( 𝑛𝑍𝑛𝑍 )
115 fveq2 ( 𝑥 = 𝑦 → ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) = ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑦 ) )
116 115 mpteq2dv ( 𝑥 = 𝑦 → ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) = ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑦 ) ) )
117 116 rneqd ( 𝑥 = 𝑦 → ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) = ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑦 ) ) )
118 117 supeq1d ( 𝑥 = 𝑦 → sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) = sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑦 ) ) , ℝ* , < ) )
119 118 eleq1d ( 𝑥 = 𝑦 → ( sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ↔ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑦 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) )
120 119 cbvrabv { 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ } = { 𝑦 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑦 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ }
121 88 ne0d ( 𝑛𝑍 → ( ℤ𝑛 ) ≠ ∅ )
122 fvex ( 𝐹𝑚 ) ∈ V
123 122 dmex dom ( 𝐹𝑚 ) ∈ V
124 123 rgenw 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∈ V
125 124 a1i ( 𝑛𝑍 → ∀ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∈ V )
126 121 125 iinexd ( 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∈ V )
127 120 126 rabexd ( 𝑛𝑍 → { 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ } ∈ V )
128 6 113 114 127 fvmptd3 ( 𝑛𝑍 → ( 𝐸𝑛 ) = { 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ } )
129 128 adantl ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → ( 𝐸𝑛 ) = { 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ } )
130 ssrab2 { 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ } ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 )
131 130 a1i ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → { 𝑥 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ sup ( ran ( 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ } ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
132 129 131 eqsstrd ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → ( 𝐸𝑛 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
133 108 132 eqsstrd ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → dom ( 𝐻𝑛 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
134 fveq2 ( 𝑘 = 𝑛 → ( 𝐻𝑘 ) = ( 𝐻𝑛 ) )
135 134 dmeqd ( 𝑘 = 𝑛 → dom ( 𝐻𝑘 ) = dom ( 𝐻𝑛 ) )
136 135 sseq1d ( 𝑘 = 𝑛 → ( dom ( 𝐻𝑘 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ↔ dom ( 𝐻𝑛 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) )
137 136 rspcev ( ( 𝑛 ∈ ( ℤ𝑛 ) ∧ dom ( 𝐻𝑛 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ) → ∃ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
138 89 133 137 syl2anc ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → ∃ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
139 iinss ( ∃ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) → 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
140 138 139 syl ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
141 140 ralrimiva ( 𝜑 → ∀ 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
142 ss2iun ( ∀ 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ⊆ 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) → 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ⊆ 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
143 141 142 syl ( 𝜑 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ⊆ 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
144 86 143 sstrd ( 𝜑 → { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ⊆ 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) )
145 82 simplbi ( 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } → 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) )
146 54 biimpi ( 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) → ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) )
147 145 146 syl ( 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } → ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) )
148 147 adantl ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ) → ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) )
149 nfiu1 𝑛 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 )
150 67 149 nfrabw 𝑛 { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ }
151 61 150 nfel 𝑛 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ }
152 60 151 nfan 𝑛 ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } )
153 82 simprbi ( 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } → ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ )
154 nfv 𝑘 𝜑
155 nfmpt1 𝑘 ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) )
156 nfcv 𝑘 dom ⇝
157 155 156 nfel 𝑘 ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝
158 154 157 nfan 𝑘 ( 𝜑 ∧ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ )
159 nfv 𝑘 𝑛𝑍
160 nfcv 𝑘 𝑥
161 nfii1 𝑘 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 )
162 160 161 nfel 𝑘 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 )
163 158 159 162 nf3an 𝑘 ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) )
164 1 adantr ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → 𝑀 ∈ ℤ )
165 164 3adant3 ( ( 𝜑𝑛𝑍𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ) → 𝑀 ∈ ℤ )
166 165 3adant1r ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ) → 𝑀 ∈ ℤ )
167 3 adantr ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → 𝑆 ∈ SAlg )
168 167 3adant3 ( ( 𝜑𝑛𝑍𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ) → 𝑆 ∈ SAlg )
169 168 3adant1r ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ) → 𝑆 ∈ SAlg )
170 4 adantr ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → 𝐹 : 𝑍 ⟶ ( SMblFn ‘ 𝑆 ) )
171 170 3adant3 ( ( 𝜑𝑛𝑍𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ) → 𝐹 : 𝑍 ⟶ ( SMblFn ‘ 𝑆 ) )
172 171 3adant1r ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ) → 𝐹 : 𝑍 ⟶ ( SMblFn ‘ 𝑆 ) )
173 simp2 ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ) → 𝑛𝑍 )
174 simp3 ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ) → 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) )
175 simp1r ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ) → ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ )
176 163 166 2 169 172 6 7 173 174 175 smflimsuplem4 ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) ∧ 𝑛𝑍𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ) → ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ )
177 176 3exp ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ ) → ( 𝑛𝑍 → ( 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) → ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ) )
178 153 177 sylan2 ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ) → ( 𝑛𝑍 → ( 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) → ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) ) )
179 152 62 178 rexlimd ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ) → ( ∃ 𝑛𝑍 𝑥 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) → ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) )
180 148 179 mpd ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ) → ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ )
181 180 ralrimiva ( 𝜑 → ∀ 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ )
182 144 181 jca ( 𝜑 → ( { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ⊆ 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) )
183 nfrab1 𝑥 { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ }
184 nfcv 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 )
185 183 184 ssrabf ( { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ⊆ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ↔ ( { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ⊆ 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ ) )
186 182 185 sylibr ( 𝜑 → { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ⊆ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } )
187 186 sseld ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } → 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ) )
188 84 187 impbid ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ↔ 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ) )
189 188 alrimiv ( 𝜑 → ∀ 𝑥 ( 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ↔ 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ) )
190 nfrab1 𝑥 { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ }
191 190 183 cleqf ( { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } = { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ↔ ∀ 𝑥 ( 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } ↔ 𝑥 ∈ { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } ) )
192 189 191 sylibr ( 𝜑 → { 𝑥 𝑛𝑍 𝑚 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐹𝑚 ) ∣ ( lim sup ‘ ( 𝑚𝑍 ↦ ( ( 𝐹𝑚 ) ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ ℝ } = { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } )
193 8 192 eqtrd ( 𝜑𝐷 = { 𝑥 𝑛𝑍 𝑘 ∈ ( ℤ𝑛 ) dom ( 𝐻𝑘 ) ∣ ( 𝑘𝑍 ↦ ( ( 𝐻𝑘 ) ‘ 𝑥 ) ) ∈ dom ⇝ } )