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Theorem fnlimcnv

Description: The sequence of function values converges to the value of the limit function G at any point of its domain D . (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021)

Ref Expression
Hypotheses fnlimcnv.1 ⊢ Ⅎ _ x F
fnlimcnv.2 ⊢ D = x ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝
fnlimcnv.3 ⊢ G = x ∈ D ⟼ ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x
fnlimcnv.4 ⊢ φ → X ∈ D
Assertion fnlimcnv ⊢ φ → m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X ⇝ G ⁡ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fnlimcnv.1 ⊢ Ⅎ _ x F
2 fnlimcnv.2 ⊢ D = x ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝
3 fnlimcnv.3 ⊢ G = x ∈ D ⟼ ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x
4 fnlimcnv.4 ⊢ φ → X ∈ D
5 fveq2 ⊢ y = X → F ⁡ m ⁡ y = F ⁡ m ⁡ X
6 5 mpteq2dv ⊢ y = X → m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ y = m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X
7 6 eleq1d ⊢ y = X → m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ y ∈ dom ⁡ ⇝ ↔ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X ∈ dom ⁡ ⇝
8 nfcv ⊢ Ⅎ _ x Z
9 nfcv ⊢ Ⅎ _ x ℤ ≥ n
10 nfcv ⊢ Ⅎ _ x m
11 1 10 nffv ⊢ Ⅎ _ x F ⁡ m
12 11 nfdm ⊢ Ⅎ _ x dom ⁡ F ⁡ m
13 9 12 nfiin ⊢ Ⅎ _ x ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m
14 8 13 nfiun ⊢ Ⅎ _ x ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m
15 nfcv ⊢ Ⅎ _ y ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m
16 nfv ⊢ Ⅎ y m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝
17 nfcv ⊢ Ⅎ _ x y
18 11 17 nffv ⊢ Ⅎ _ x F ⁡ m ⁡ y
19 8 18 nfmpt ⊢ Ⅎ _ x m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ y
20 nfcv ⊢ Ⅎ _ x dom ⁡ ⇝
21 19 20 nfel ⊢ Ⅎ x m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ y ∈ dom ⁡ ⇝
22 fveq2 ⊢ x = y → F ⁡ m ⁡ x = F ⁡ m ⁡ y
23 22 mpteq2dv ⊢ x = y → m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x = m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ y
24 23 eleq1d ⊢ x = y → m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝ ↔ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ y ∈ dom ⁡ ⇝
25 14 15 16 21 24 cbvrabw ⊢ x ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝ = y ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ y ∈ dom ⁡ ⇝
26 2 25 eqtri ⊢ D = y ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ y ∈ dom ⁡ ⇝
27 7 26 elrab2 ⊢ X ∈ D ↔ X ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m ∧ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X ∈ dom ⁡ ⇝
28 4 27 sylib ⊢ φ → X ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m ∧ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X ∈ dom ⁡ ⇝
29 28 simprd ⊢ φ → m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X ∈ dom ⁡ ⇝
30 climdm ⊢ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X ∈ dom ⁡ ⇝ ↔ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X ⇝ ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X
31 29 30 sylib ⊢ φ → m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X ⇝ ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X
32 nfrab1 ⊢ Ⅎ _ x x ∈ ⋃ n ∈ Z ⋂ m ∈ ℤ ≥ n dom ⁡ F ⁡ m | m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ x ∈ dom ⁡ ⇝
33 2 32 nfcxfr ⊢ Ⅎ _ x D
34 33 1 3 4 fnlimfv ⊢ φ → G ⁡ X = ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X
35 34 eqcomd ⊢ φ → ⇝ ⁡ m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X = G ⁡ X
36 31 35 breqtrd ⊢ φ → m ∈ Z ⟼ F ⁡ m ⁡ X ⇝ G ⁡ X