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Theorem o1dif

Description: If the difference of two functions is eventually bounded, eventual boundedness of either one implies the other. (Contributed by Mario Carneiro, 26-May-2016)

Ref Expression
Hypotheses o1dif.1 ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ ℂ
o1dif.2 ⊢ φ ∧ x ∈ A → C ∈ ℂ
o1dif.3 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B − C ∈ 𝑂⁡1
Assertion o1dif ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ 𝑂⁡1 ↔ x ∈ A ⟼ C ∈ 𝑂⁡1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 o1dif.1 ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ ℂ
2 o1dif.2 ⊢ φ ∧ x ∈ A → C ∈ ℂ
3 o1dif.3 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B − C ∈ 𝑂⁡1
4 o1sub ⊢ x ∈ A ⟼ B ∈ 𝑂⁡1 ∧ x ∈ A ⟼ B − C ∈ 𝑂⁡1 → x ∈ A ⟼ B − f x ∈ A ⟼ B − C ∈ 𝑂⁡1
5 4 expcom ⊢ x ∈ A ⟼ B − C ∈ 𝑂⁡1 → x ∈ A ⟼ B ∈ 𝑂⁡1 → x ∈ A ⟼ B − f x ∈ A ⟼ B − C ∈ 𝑂⁡1
6 3 5 syl ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ 𝑂⁡1 → x ∈ A ⟼ B − f x ∈ A ⟼ B − C ∈ 𝑂⁡1
7 1 2 subcld ⊢ φ ∧ x ∈ A → B − C ∈ ℂ
8 7 ralrimiva ⊢ φ → ∀ x ∈ A B − C ∈ ℂ
9 dmmptg ⊢ ∀ x ∈ A B − C ∈ ℂ → dom ⁡ x ∈ A ⟼ B − C = A
10 8 9 syl ⊢ φ → dom ⁡ x ∈ A ⟼ B − C = A
11 o1dm ⊢ x ∈ A ⟼ B − C ∈ 𝑂⁡1 → dom ⁡ x ∈ A ⟼ B − C ⊆ ℝ
12 3 11 syl ⊢ φ → dom ⁡ x ∈ A ⟼ B − C ⊆ ℝ
13 10 12 eqsstrrd ⊢ φ → A ⊆ ℝ
14 reex ⊢ ℝ ∈ V
15 14 ssex ⊢ A ⊆ ℝ → A ∈ V
16 13 15 syl ⊢ φ → A ∈ V
17 eqidd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B = x ∈ A ⟼ B
18 eqidd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B − C = x ∈ A ⟼ B − C
19 16 1 7 17 18 offval2 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B − f x ∈ A ⟼ B − C = x ∈ A ⟼ B − B − C
20 1 2 nncand ⊢ φ ∧ x ∈ A → B − B − C = C
21 20 mpteq2dva ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B − B − C = x ∈ A ⟼ C
22 19 21 eqtrd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B − f x ∈ A ⟼ B − C = x ∈ A ⟼ C
23 22 eleq1d ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B − f x ∈ A ⟼ B − C ∈ 𝑂⁡1 ↔ x ∈ A ⟼ C ∈ 𝑂⁡1
24 6 23 sylibd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ 𝑂⁡1 → x ∈ A ⟼ C ∈ 𝑂⁡1
25 o1add ⊢ x ∈ A ⟼ B − C ∈ 𝑂⁡1 ∧ x ∈ A ⟼ C ∈ 𝑂⁡1 → x ∈ A ⟼ B − C + f x ∈ A ⟼ C ∈ 𝑂⁡1
26 25 ex ⊢ x ∈ A ⟼ B − C ∈ 𝑂⁡1 → x ∈ A ⟼ C ∈ 𝑂⁡1 → x ∈ A ⟼ B − C + f x ∈ A ⟼ C ∈ 𝑂⁡1
27 3 26 syl ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C ∈ 𝑂⁡1 → x ∈ A ⟼ B − C + f x ∈ A ⟼ C ∈ 𝑂⁡1
28 eqidd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C = x ∈ A ⟼ C
29 16 7 2 18 28 offval2 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B − C + f x ∈ A ⟼ C = x ∈ A ⟼ B - C + C
30 1 2 npcand ⊢ φ ∧ x ∈ A → B - C + C = B
31 30 mpteq2dva ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B - C + C = x ∈ A ⟼ B
32 29 31 eqtrd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B − C + f x ∈ A ⟼ C = x ∈ A ⟼ B
33 32 eleq1d ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B − C + f x ∈ A ⟼ C ∈ 𝑂⁡1 ↔ x ∈ A ⟼ B ∈ 𝑂⁡1
34 27 33 sylibd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C ∈ 𝑂⁡1 → x ∈ A ⟼ B ∈ 𝑂⁡1
35 24 34 impbid ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ 𝑂⁡1 ↔ x ∈ A ⟼ C ∈ 𝑂⁡1