Metamath Proof Explorer


Theorem neglimc

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

Ref Expression
Hypotheses neglimc.f ⊢ F = x ∈ A ⟼ B
neglimc.g ⊢ G = x ∈ A ⟼ − B
neglimc.b ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ ℂ
neglimc.c ⊢ φ → C ∈ F lim ℂ D
Assertion neglimc ⊢ φ → − C ∈ G lim ℂ D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 neglimc.f ⊢ F = x ∈ A ⟼ B
2 neglimc.g ⊢ G = x ∈ A ⟼ − B
3 neglimc.b ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ ℂ
4 neglimc.c ⊢ φ → C ∈ F lim ℂ D
5 limccl ⊢ F lim ℂ D ⊆ ℂ
6 5 4 sselid ⊢ φ → C ∈ ℂ
7 6 negcld ⊢ φ → − C ∈ ℂ
8 3 1 fmptd ⊢ φ → F : A ⟶ ℂ
9 1 3 4 limcmptdm ⊢ φ → A ⊆ ℂ
10 limcrcl ⊢ C ∈ F lim ℂ D → F : dom ⁡ F ⟶ ℂ ∧ dom ⁡ F ⊆ ℂ ∧ D ∈ ℂ
11 4 10 syl ⊢ φ → F : dom ⁡ F ⟶ ℂ ∧ dom ⁡ F ⊆ ℂ ∧ D ∈ ℂ
12 11 simp3d ⊢ φ → D ∈ ℂ
13 8 9 12 ellimc3 ⊢ φ → C ∈ F lim ℂ D ↔ C ∈ ℂ ∧ ∀ y ∈ ℝ + ∃ w ∈ ℝ + ∀ v ∈ A v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y
14 4 13 mpbid ⊢ φ → C ∈ ℂ ∧ ∀ y ∈ ℝ + ∃ w ∈ ℝ + ∀ v ∈ A v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y
15 14 simprd ⊢ φ → ∀ y ∈ ℝ + ∃ w ∈ ℝ + ∀ v ∈ A v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y
16 15 r19.21bi ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → ∃ w ∈ ℝ + ∀ v ∈ A v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y
17 simplll ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ w ∈ ℝ + ∧ v ∈ A → φ
18 17 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ w ∈ ℝ + ∧ v ∈ A ∧ v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y ∧ v ≠ D ∧ v − D < w → φ
19 simp1r ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ w ∈ ℝ + ∧ v ∈ A ∧ v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y ∧ v ≠ D ∧ v − D < w → v ∈ A
20 simp3 ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ w ∈ ℝ + ∧ v ∈ A ∧ v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y ∧ v ≠ D ∧ v − D < w → v ≠ D ∧ v − D < w
21 simp2 ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ w ∈ ℝ + ∧ v ∈ A ∧ v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y ∧ v ≠ D ∧ v − D < w → v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y
22 20 21 mpd ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ w ∈ ℝ + ∧ v ∈ A ∧ v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y ∧ v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y
23 nfv ⊢ Ⅎ x φ ∧ v ∈ A
24 nfmpt1 ⊢ Ⅎ _ x x ∈ A ⟼ − B
25 2 24 nfcxfr ⊢ Ⅎ _ x G
26 nfcv ⊢ Ⅎ _ x v
27 25 26 nffv ⊢ Ⅎ _ x G ⁡ v
28 nfmpt1 ⊢ Ⅎ _ x x ∈ A ⟼ B
29 1 28 nfcxfr ⊢ Ⅎ _ x F
30 29 26 nffv ⊢ Ⅎ _ x F ⁡ v
31 30 nfneg ⊢ Ⅎ _ x − F ⁡ v
32 27 31 nfeq ⊢ Ⅎ x G ⁡ v = − F ⁡ v
33 23 32 nfim ⊢ Ⅎ x φ ∧ v ∈ A → G ⁡ v = − F ⁡ v
34 eleq1w ⊢ x = v → x ∈ A ↔ v ∈ A
35 34 anbi2d ⊢ x = v → φ ∧ x ∈ A ↔ φ ∧ v ∈ A
36 fveq2 ⊢ x = v → G ⁡ x = G ⁡ v
37 fveq2 ⊢ x = v → F ⁡ x = F ⁡ v
38 37 negeqd ⊢ x = v → − F ⁡ x = − F ⁡ v
39 36 38 eqeq12d ⊢ x = v → G ⁡ x = − F ⁡ x ↔ G ⁡ v = − F ⁡ v
40 35 39 imbi12d ⊢ x = v → φ ∧ x ∈ A → G ⁡ x = − F ⁡ x ↔ φ ∧ v ∈ A → G ⁡ v = − F ⁡ v
41 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ A → x ∈ A
42 3 negcld ⊢ φ ∧ x ∈ A → − B ∈ ℂ
43 2 fvmpt2 ⊢ x ∈ A ∧ − B ∈ ℂ → G ⁡ x = − B
44 41 42 43 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ A → G ⁡ x = − B
45 1 fvmpt2 ⊢ x ∈ A ∧ B ∈ ℂ → F ⁡ x = B
46 41 3 45 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ A → F ⁡ x = B
47 46 negeqd ⊢ φ ∧ x ∈ A → − F ⁡ x = − B
48 44 47 eqtr4d ⊢ φ ∧ x ∈ A → G ⁡ x = − F ⁡ x
49 33 40 48 chvarfv ⊢ φ ∧ v ∈ A → G ⁡ v = − F ⁡ v
50 49 oveq1d ⊢ φ ∧ v ∈ A → G ⁡ v − − C = - F ⁡ v - − C
51 8 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ v ∈ A → F ⁡ v ∈ ℂ
52 6 adantr ⊢ φ ∧ v ∈ A → C ∈ ℂ
53 51 52 negsubdi3d ⊢ φ ∧ v ∈ A → − F ⁡ v − C = - F ⁡ v - − C
54 50 53 eqtr4d ⊢ φ ∧ v ∈ A → G ⁡ v − − C = − F ⁡ v − C
55 54 fveq2d ⊢ φ ∧ v ∈ A → G ⁡ v − − C = − F ⁡ v − C
56 51 52 subcld ⊢ φ ∧ v ∈ A → F ⁡ v − C ∈ ℂ
57 56 absnegd ⊢ φ ∧ v ∈ A → − F ⁡ v − C = F ⁡ v − C
58 55 57 eqtrd ⊢ φ ∧ v ∈ A → G ⁡ v − − C = F ⁡ v − C
59 58 adantr ⊢ φ ∧ v ∈ A ∧ F ⁡ v − C < y → G ⁡ v − − C = F ⁡ v − C
60 simpr ⊢ φ ∧ v ∈ A ∧ F ⁡ v − C < y → F ⁡ v − C < y
61 59 60 eqbrtrd ⊢ φ ∧ v ∈ A ∧ F ⁡ v − C < y → G ⁡ v − − C < y
62 18 19 22 61 syl21anc ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ w ∈ ℝ + ∧ v ∈ A ∧ v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y ∧ v ≠ D ∧ v − D < w → G ⁡ v − − C < y
63 62 3exp ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ w ∈ ℝ + ∧ v ∈ A → v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y → v ≠ D ∧ v − D < w → G ⁡ v − − C < y
64 63 ralimdva ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + ∧ w ∈ ℝ + → ∀ v ∈ A v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y → ∀ v ∈ A v ≠ D ∧ v − D < w → G ⁡ v − − C < y
65 64 reximdva ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → ∃ w ∈ ℝ + ∀ v ∈ A v ≠ D ∧ v − D < w → F ⁡ v − C < y → ∃ w ∈ ℝ + ∀ v ∈ A v ≠ D ∧ v − D < w → G ⁡ v − − C < y
66 16 65 mpd ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ + → ∃ w ∈ ℝ + ∀ v ∈ A v ≠ D ∧ v − D < w → G ⁡ v − − C < y
67 66 ralrimiva ⊢ φ → ∀ y ∈ ℝ + ∃ w ∈ ℝ + ∀ v ∈ A v ≠ D ∧ v − D < w → G ⁡ v − − C < y
68 42 2 fmptd ⊢ φ → G : A ⟶ ℂ
69 68 9 12 ellimc3 ⊢ φ → − C ∈ G lim ℂ D ↔ − C ∈ ℂ ∧ ∀ y ∈ ℝ + ∃ w ∈ ℝ + ∀ v ∈ A v ≠ D ∧ v − D < w → G ⁡ v − − C < y
70 7 67 69 mpbir2and ⊢ φ → − C ∈ G lim ℂ D