Metamath Proof Explorer


Theorem mbfi1flimlem

Description: Lemma for mbfi1flim . (Contributed by Mario Carneiro, 5-Sep-2014)

Ref Expression
Hypotheses mbfi1flim.1 φ F MblFn
mbfi1flimlem.2 φ F :
Assertion mbfi1flimlem φ g g : dom 1 x n g n x F x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mbfi1flim.1 φ F MblFn
2 mbfi1flimlem.2 φ F :
3 2 ffvelrnda φ y F y
4 2 feqmptd φ F = y F y
5 4 1 eqeltrrd φ y F y MblFn
6 3 5 mbfpos φ y if 0 F y F y 0 MblFn
7 0re 0
8 ifcl F y 0 if 0 F y F y 0
9 3 7 8 sylancl φ y if 0 F y F y 0
10 max1 0 F y 0 if 0 F y F y 0
11 7 3 10 sylancr φ y 0 if 0 F y F y 0
12 elrege0 if 0 F y F y 0 0 +∞ if 0 F y F y 0 0 if 0 F y F y 0
13 9 11 12 sylanbrc φ y if 0 F y F y 0 0 +∞
14 13 fmpttd φ y if 0 F y F y 0 : 0 +∞
15 6 14 mbfi1fseq φ f f : dom 1 n 0 𝑝 f f n f n f f n + 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x
16 3 renegcld φ y F y
17 3 5 mbfneg φ y F y MblFn
18 16 17 mbfpos φ y if 0 F y F y 0 MblFn
19 ifcl F y 0 if 0 F y F y 0
20 16 7 19 sylancl φ y if 0 F y F y 0
21 max1 0 F y 0 if 0 F y F y 0
22 7 16 21 sylancr φ y 0 if 0 F y F y 0
23 elrege0 if 0 F y F y 0 0 +∞ if 0 F y F y 0 0 if 0 F y F y 0
24 20 22 23 sylanbrc φ y if 0 F y F y 0 0 +∞
25 24 fmpttd φ y if 0 F y F y 0 : 0 +∞
26 18 25 mbfi1fseq φ h h : dom 1 n 0 𝑝 f h n h n f h n + 1 x n h n x y if 0 F y F y 0 x
27 exdistrv f h f : dom 1 n 0 𝑝 f f n f n f f n + 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x h : dom 1 n 0 𝑝 f h n h n f h n + 1 x n h n x y if 0 F y F y 0 x f f : dom 1 n 0 𝑝 f f n f n f f n + 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x h h : dom 1 n 0 𝑝 f h n h n f h n + 1 x n h n x y if 0 F y F y 0 x
28 3simpb f : dom 1 n 0 𝑝 f f n f n f f n + 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x f : dom 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x
29 3simpb h : dom 1 n 0 𝑝 f h n h n f h n + 1 x n h n x y if 0 F y F y 0 x h : dom 1 x n h n x y if 0 F y F y 0 x
30 28 29 anim12i f : dom 1 n 0 𝑝 f f n f n f f n + 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x h : dom 1 n 0 𝑝 f h n h n f h n + 1 x n h n x y if 0 F y F y 0 x f : dom 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x h : dom 1 x n h n x y if 0 F y F y 0 x
31 an4 f : dom 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x h : dom 1 x n h n x y if 0 F y F y 0 x f : dom 1 h : dom 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x x n h n x y if 0 F y F y 0 x
32 30 31 sylib f : dom 1 n 0 𝑝 f f n f n f f n + 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x h : dom 1 n 0 𝑝 f h n h n f h n + 1 x n h n x y if 0 F y F y 0 x f : dom 1 h : dom 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x x n h n x y if 0 F y F y 0 x
33 r19.26 x n f n x y if 0 F y F y 0 x n h n x y if 0 F y F y 0 x x n f n x y if 0 F y F y 0 x x n h n x y if 0 F y F y 0 x
34 i1fsub x dom 1 y dom 1 x f y dom 1
35 34 adantl φ f : dom 1 h : dom 1 x dom 1 y dom 1 x f y dom 1
36 simprl φ f : dom 1 h : dom 1 f : dom 1
37 simprr φ f : dom 1 h : dom 1 h : dom 1
38 nnex V
39 38 a1i φ f : dom 1 h : dom 1 V
40 inidm =
41 35 36 37 39 39 40 off φ f : dom 1 h : dom 1 f f f h : dom 1
42 fveq2 y = x F y = F x
43 42 breq2d y = x 0 F y 0 F x
44 43 42 ifbieq1d y = x if 0 F y F y 0 = if 0 F x F x 0
45 eqid y if 0 F y F y 0 = y if 0 F y F y 0
46 fvex F x V
47 c0ex 0 V
48 46 47 ifex if 0 F x F x 0 V
49 44 45 48 fvmpt x y if 0 F y F y 0 x = if 0 F x F x 0
50 49 breq2d x n f n x y if 0 F y F y 0 x n f n x if 0 F x F x 0
51 42 negeqd y = x F y = F x
52 51 breq2d y = x 0 F y 0 F x
53 52 51 ifbieq1d y = x if 0 F y F y 0 = if 0 F x F x 0
54 eqid y if 0 F y F y 0 = y if 0 F y F y 0
55 negex F x V
56 55 47 ifex if 0 F x F x 0 V
57 53 54 56 fvmpt x y if 0 F y F y 0 x = if 0 F x F x 0
58 57 breq2d x n h n x y if 0 F y F y 0 x n h n x if 0 F x F x 0
59 50 58 anbi12d x n f n x y if 0 F y F y 0 x n h n x y if 0 F y F y 0 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0
60 59 adantl φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x n h n x y if 0 F y F y 0 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0
61 nnuz = 1
62 1zzd φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0 1
63 simprl φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0 n f n x if 0 F x F x 0
64 38 mptex n f f f h n x V
65 64 a1i φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0 n f f f h n x V
66 simprr φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0
67 36 ffvelrnda φ f : dom 1 h : dom 1 n f n dom 1
68 i1ff f n dom 1 f n :
69 67 68 syl φ f : dom 1 h : dom 1 n f n :
70 69 ffvelrnda φ f : dom 1 h : dom 1 n x f n x
71 70 an32s φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x
72 71 recnd φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x
73 72 fmpttd φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x :
74 73 adantr φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0 n f n x :
75 74 ffvelrnda φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0 k n f n x k
76 37 ffvelrnda φ f : dom 1 h : dom 1 n h n dom 1
77 i1ff h n dom 1 h n :
78 76 77 syl φ f : dom 1 h : dom 1 n h n :
79 78 ffvelrnda φ f : dom 1 h : dom 1 n x h n x
80 79 an32s φ f : dom 1 h : dom 1 x n h n x
81 80 recnd φ f : dom 1 h : dom 1 x n h n x
82 81 fmpttd φ f : dom 1 h : dom 1 x n h n x :
83 82 adantr φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0 n h n x :
84 83 ffvelrnda φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0 k n h n x k
85 36 ffnd φ f : dom 1 h : dom 1 f Fn
86 37 ffnd φ f : dom 1 h : dom 1 h Fn
87 eqidd φ f : dom 1 h : dom 1 k f k = f k
88 eqidd φ f : dom 1 h : dom 1 k h k = h k
89 85 86 39 39 40 87 88 ofval φ f : dom 1 h : dom 1 k f f f h k = f k f h k
90 89 fveq1d φ f : dom 1 h : dom 1 k f f f h k x = f k f h k x
91 90 adantr φ f : dom 1 h : dom 1 k x f f f h k x = f k f h k x
92 36 ffvelrnda φ f : dom 1 h : dom 1 k f k dom 1
93 i1ff f k dom 1 f k :
94 ffn f k : f k Fn
95 92 93 94 3syl φ f : dom 1 h : dom 1 k f k Fn
96 37 ffvelrnda φ f : dom 1 h : dom 1 k h k dom 1
97 i1ff h k dom 1 h k :
98 ffn h k : h k Fn
99 96 97 98 3syl φ f : dom 1 h : dom 1 k h k Fn
100 reex V
101 100 a1i φ f : dom 1 h : dom 1 k V
102 inidm =
103 eqidd φ f : dom 1 h : dom 1 k x f k x = f k x
104 eqidd φ f : dom 1 h : dom 1 k x h k x = h k x
105 95 99 101 101 102 103 104 ofval φ f : dom 1 h : dom 1 k x f k f h k x = f k x h k x
106 91 105 eqtrd φ f : dom 1 h : dom 1 k x f f f h k x = f k x h k x
107 106 an32s φ f : dom 1 h : dom 1 x k f f f h k x = f k x h k x
108 fveq2 n = k f f f h n = f f f h k
109 108 fveq1d n = k f f f h n x = f f f h k x
110 eqid n f f f h n x = n f f f h n x
111 fvex f f f h k x V
112 109 110 111 fvmpt k n f f f h n x k = f f f h k x
113 112 adantl φ f : dom 1 h : dom 1 x k n f f f h n x k = f f f h k x
114 fveq2 n = k f n = f k
115 114 fveq1d n = k f n x = f k x
116 eqid n f n x = n f n x
117 fvex f k x V
118 115 116 117 fvmpt k n f n x k = f k x
119 fveq2 n = k h n = h k
120 119 fveq1d n = k h n x = h k x
121 eqid n h n x = n h n x
122 fvex h k x V
123 120 121 122 fvmpt k n h n x k = h k x
124 118 123 oveq12d k n f n x k n h n x k = f k x h k x
125 124 adantl φ f : dom 1 h : dom 1 x k n f n x k n h n x k = f k x h k x
126 107 113 125 3eqtr4d φ f : dom 1 h : dom 1 x k n f f f h n x k = n f n x k n h n x k
127 126 adantlr φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0 k n f f f h n x k = n f n x k n h n x k
128 61 62 63 65 66 75 84 127 climsub φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0 n f f f h n x if 0 F x F x 0 if 0 F x F x 0
129 2 adantr φ f : dom 1 h : dom 1 F :
130 129 ffvelrnda φ f : dom 1 h : dom 1 x F x
131 max0sub F x if 0 F x F x 0 if 0 F x F x 0 = F x
132 130 131 syl φ f : dom 1 h : dom 1 x if 0 F x F x 0 if 0 F x F x 0 = F x
133 132 adantr φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0 if 0 F x F x 0 if 0 F x F x 0 = F x
134 128 133 breqtrd φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0 n f f f h n x F x
135 134 ex φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x if 0 F x F x 0 n h n x if 0 F x F x 0 n f f f h n x F x
136 60 135 sylbid φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x n h n x y if 0 F y F y 0 x n f f f h n x F x
137 136 ralimdva φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x n h n x y if 0 F y F y 0 x x n f f f h n x F x
138 ovex f f f h V
139 feq1 g = f f f h g : dom 1 f f f h : dom 1
140 fveq1 g = f f f h g n = f f f h n
141 140 fveq1d g = f f f h g n x = f f f h n x
142 141 mpteq2dv g = f f f h n g n x = n f f f h n x
143 142 breq1d g = f f f h n g n x F x n f f f h n x F x
144 143 ralbidv g = f f f h x n g n x F x x n f f f h n x F x
145 139 144 anbi12d g = f f f h g : dom 1 x n g n x F x f f f h : dom 1 x n f f f h n x F x
146 138 145 spcev f f f h : dom 1 x n f f f h n x F x g g : dom 1 x n g n x F x
147 41 137 146 syl6an φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x n h n x y if 0 F y F y 0 x g g : dom 1 x n g n x F x
148 33 147 syl5bir φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x x n h n x y if 0 F y F y 0 x g g : dom 1 x n g n x F x
149 148 expimpd φ f : dom 1 h : dom 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x x n h n x y if 0 F y F y 0 x g g : dom 1 x n g n x F x
150 32 149 syl5 φ f : dom 1 n 0 𝑝 f f n f n f f n + 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x h : dom 1 n 0 𝑝 f h n h n f h n + 1 x n h n x y if 0 F y F y 0 x g g : dom 1 x n g n x F x
151 150 exlimdvv φ f h f : dom 1 n 0 𝑝 f f n f n f f n + 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x h : dom 1 n 0 𝑝 f h n h n f h n + 1 x n h n x y if 0 F y F y 0 x g g : dom 1 x n g n x F x
152 27 151 syl5bir φ f f : dom 1 n 0 𝑝 f f n f n f f n + 1 x n f n x y if 0 F y F y 0 x h h : dom 1 n 0 𝑝 f h n h n f h n + 1 x n h n x y if 0 F y F y 0 x g g : dom 1 x n g n x F x
153 15 26 152 mp2and φ g g : dom 1 x n g n x F x