Metamath Proof Explorer


Theorem idlimc

Description: Limit of the identity function. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses idlimc.a ⊢ φ → A ⊆ ℂ
idlimc.f ⊢ F = x ∈ A ⟼ x
idlimc.x ⊢ φ → X ∈ ℂ
Assertion idlimc ⊢ φ → X ∈ F lim ℂ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 idlimc.a ⊢ φ → A ⊆ ℂ
2 idlimc.f ⊢ F = x ∈ A ⟼ x
3 idlimc.x ⊢ φ → X ∈ ℂ
4 simpr ⊢ φ ∧ w ∈ ℝ + → w ∈ ℝ +
5 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ A → x ∈ A
6 2 fvmpt2 ⊢ x ∈ A ∧ x ∈ A → F ⁡ x = x
7 5 5 6 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ A → F ⁡ x = x
8 7 fvoveq1d ⊢ φ ∧ x ∈ A → F ⁡ x − X = x − X
9 8 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ x − X < w → F ⁡ x − X = x − X
10 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ x − X < w → x − X < w
11 9 10 eqbrtrd ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ x − X < w → F ⁡ x − X < w
12 11 adantrl ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ x ≠ X ∧ x − X < w → F ⁡ x − X < w
13 12 ex ⊢ φ ∧ x ∈ A → x ≠ X ∧ x − X < w → F ⁡ x − X < w
14 13 adantlr ⊢ φ ∧ w ∈ ℝ + ∧ x ∈ A → x ≠ X ∧ x − X < w → F ⁡ x − X < w
15 14 ralrimiva ⊢ φ ∧ w ∈ ℝ + → ∀ x ∈ A x ≠ X ∧ x − X < w → F ⁡ x − X < w
16 nfcv ⊢ Ⅎ _ z x
17 nfcv ⊢ Ⅎ _ z X
18 16 17 nfne ⊢ Ⅎ z x ≠ X
19 nfv ⊢ Ⅎ z x − X < w
20 18 19 nfan ⊢ Ⅎ z x ≠ X ∧ x − X < w
21 nfv ⊢ Ⅎ z F ⁡ x − X < w
22 20 21 nfim ⊢ Ⅎ z x ≠ X ∧ x − X < w → F ⁡ x − X < w
23 nfv ⊢ Ⅎ x z ≠ X ∧ z − X < w
24 nfcv ⊢ Ⅎ _ x abs
25 nfmpt1 ⊢ Ⅎ _ x x ∈ A ⟼ x
26 2 25 nfcxfr ⊢ Ⅎ _ x F
27 nfcv ⊢ Ⅎ _ x z
28 26 27 nffv ⊢ Ⅎ _ x F ⁡ z
29 nfcv ⊢ Ⅎ _ x −
30 nfcv ⊢ Ⅎ _ x X
31 28 29 30 nfov ⊢ Ⅎ _ x F ⁡ z − X
32 24 31 nffv ⊢ Ⅎ _ x F ⁡ z − X
33 nfcv ⊢ Ⅎ _ x <
34 nfcv ⊢ Ⅎ _ x w
35 32 33 34 nfbr ⊢ Ⅎ x F ⁡ z − X < w
36 23 35 nfim ⊢ Ⅎ x z ≠ X ∧ z − X < w → F ⁡ z − X < w
37 neeq1 ⊢ x = z → x ≠ X ↔ z ≠ X
38 fvoveq1 ⊢ x = z → x − X = z − X
39 38 breq1d ⊢ x = z → x − X < w ↔ z − X < w
40 37 39 anbi12d ⊢ x = z → x ≠ X ∧ x − X < w ↔ z ≠ X ∧ z − X < w
41 40 imbrov2fvoveq ⊢ x = z → x ≠ X ∧ x − X < w → F ⁡ x − X < w ↔ z ≠ X ∧ z − X < w → F ⁡ z − X < w
42 22 36 41 cbvralw ⊢ ∀ x ∈ A x ≠ X ∧ x − X < w → F ⁡ x − X < w ↔ ∀ z ∈ A z ≠ X ∧ z − X < w → F ⁡ z − X < w
43 15 42 sylib ⊢ φ ∧ w ∈ ℝ + → ∀ z ∈ A z ≠ X ∧ z − X < w → F ⁡ z − X < w
44 brimralrspcev ⊢ w ∈ ℝ + ∧ ∀ z ∈ A z ≠ X ∧ z − X < w → F ⁡ z − X < w → ∃ y ∈ ℝ + ∀ z ∈ A z ≠ X ∧ z − X < y → F ⁡ z − X < w
45 4 43 44 syl2anc ⊢ φ ∧ w ∈ ℝ + → ∃ y ∈ ℝ + ∀ z ∈ A z ≠ X ∧ z − X < y → F ⁡ z − X < w
46 45 ralrimiva ⊢ φ → ∀ w ∈ ℝ + ∃ y ∈ ℝ + ∀ z ∈ A z ≠ X ∧ z − X < y → F ⁡ z − X < w
47 1 sselda ⊢ φ ∧ x ∈ A → x ∈ ℂ
48 47 2 fmptd ⊢ φ → F : A ⟶ ℂ
49 48 1 3 ellimc3 ⊢ φ → X ∈ F lim ℂ X ↔ X ∈ ℂ ∧ ∀ w ∈ ℝ + ∃ y ∈ ℝ + ∀ z ∈ A z ≠ X ∧ z − X < y → F ⁡ z − X < w
50 3 46 49 mpbir2and ⊢ φ → X ∈ F lim ℂ X