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Theorem climuz

Description: Express the predicate: The limit of complex number sequence F is A , or F converges to A . (Contributed by Glauco Siliprandi, 2-Jan-2022)

Ref Expression
Hypotheses climuz.k ⊢ Ⅎ _ k F
climuz.m ⊢ φ → M ∈ ℤ
climuz.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
climuz.f ⊢ φ → F : Z ⟶ ℂ
Assertion climuz ⊢ φ → F ⇝ A ↔ A ∈ ℂ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k − A < x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 climuz.k ⊢ Ⅎ _ k F
2 climuz.m ⊢ φ → M ∈ ℤ
3 climuz.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
4 climuz.f ⊢ φ → F : Z ⟶ ℂ
5 2 3 4 climuzlem ⊢ φ → F ⇝ A ↔ A ∈ ℂ ∧ ∀ y ∈ ℝ + ∃ i ∈ Z ∀ l ∈ ℤ ≥ i F ⁡ l − A < y
6 breq2 ⊢ y = x → F ⁡ l − A < y ↔ F ⁡ l − A < x
7 6 ralbidv ⊢ y = x → ∀ l ∈ ℤ ≥ i F ⁡ l − A < y ↔ ∀ l ∈ ℤ ≥ i F ⁡ l − A < x
8 7 rexbidv ⊢ y = x → ∃ i ∈ Z ∀ l ∈ ℤ ≥ i F ⁡ l − A < y ↔ ∃ i ∈ Z ∀ l ∈ ℤ ≥ i F ⁡ l − A < x
9 fveq2 ⊢ i = j → ℤ ≥ i = ℤ ≥ j
10 9 raleqdv ⊢ i = j → ∀ l ∈ ℤ ≥ i F ⁡ l − A < x ↔ ∀ l ∈ ℤ ≥ j F ⁡ l − A < x
11 nfcv ⊢ Ⅎ _ k abs
12 nfcv ⊢ Ⅎ _ k l
13 1 12 nffv ⊢ Ⅎ _ k F ⁡ l
14 nfcv ⊢ Ⅎ _ k −
15 nfcv ⊢ Ⅎ _ k A
16 13 14 15 nfov ⊢ Ⅎ _ k F ⁡ l − A
17 11 16 nffv ⊢ Ⅎ _ k F ⁡ l − A
18 nfcv ⊢ Ⅎ _ k <
19 nfcv ⊢ Ⅎ _ k x
20 17 18 19 nfbr ⊢ Ⅎ k F ⁡ l − A < x
21 nfv ⊢ Ⅎ l F ⁡ k − A < x
22 fveq2 ⊢ l = k → F ⁡ l = F ⁡ k
23 22 fvoveq1d ⊢ l = k → F ⁡ l − A = F ⁡ k − A
24 23 breq1d ⊢ l = k → F ⁡ l − A < x ↔ F ⁡ k − A < x
25 20 21 24 cbvralw ⊢ ∀ l ∈ ℤ ≥ j F ⁡ l − A < x ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k − A < x
26 25 a1i ⊢ i = j → ∀ l ∈ ℤ ≥ j F ⁡ l − A < x ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k − A < x
27 10 26 bitrd ⊢ i = j → ∀ l ∈ ℤ ≥ i F ⁡ l − A < x ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k − A < x
28 27 cbvrexvw ⊢ ∃ i ∈ Z ∀ l ∈ ℤ ≥ i F ⁡ l − A < x ↔ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k − A < x
29 28 a1i ⊢ y = x → ∃ i ∈ Z ∀ l ∈ ℤ ≥ i F ⁡ l − A < x ↔ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k − A < x
30 8 29 bitrd ⊢ y = x → ∃ i ∈ Z ∀ l ∈ ℤ ≥ i F ⁡ l − A < y ↔ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k − A < x
31 30 cbvralvw ⊢ ∀ y ∈ ℝ + ∃ i ∈ Z ∀ l ∈ ℤ ≥ i F ⁡ l − A < y ↔ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k − A < x
32 31 anbi2i ⊢ A ∈ ℂ ∧ ∀ y ∈ ℝ + ∃ i ∈ Z ∀ l ∈ ℤ ≥ i F ⁡ l − A < y ↔ A ∈ ℂ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k − A < x
33 32 a1i ⊢ φ → A ∈ ℂ ∧ ∀ y ∈ ℝ + ∃ i ∈ Z ∀ l ∈ ℤ ≥ i F ⁡ l − A < y ↔ A ∈ ℂ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k − A < x
34 5 33 bitrd ⊢ φ → F ⇝ A ↔ A ∈ ℂ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k − A < x