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Theorem o1resb

Description: The restriction of a function to an unbounded-above interval is eventually bounded iff the original is eventually bounded. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Apr-2016)

Ref Expression
Hypotheses rlimresb.1 ⊢ φ → F : A ⟶ ℂ
rlimresb.2 ⊢ φ → A ⊆ ℝ
rlimresb.3 ⊢ φ → B ∈ ℝ
Assertion o1resb ⊢ φ → F ∈ 𝑂⁡1 ↔ F ↾ B +∞ ∈ 𝑂⁡1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rlimresb.1 ⊢ φ → F : A ⟶ ℂ
2 rlimresb.2 ⊢ φ → A ⊆ ℝ
3 rlimresb.3 ⊢ φ → B ∈ ℝ
4 o1res ⊢ F ∈ 𝑂⁡1 → F ↾ B +∞ ∈ 𝑂⁡1
5 1 feqmptd ⊢ φ → F = x ∈ A ⟼ F ⁡ x
6 5 reseq1d ⊢ φ → F ↾ B +∞ = x ∈ A ⟼ F ⁡ x ↾ B +∞
7 resmpt3 ⊢ x ∈ A ⟼ F ⁡ x ↾ B +∞ = x ∈ A ∩ B +∞ ⟼ F ⁡ x
8 6 7 eqtrdi ⊢ φ → F ↾ B +∞ = x ∈ A ∩ B +∞ ⟼ F ⁡ x
9 8 eleq1d ⊢ φ → F ↾ B +∞ ∈ 𝑂⁡1 ↔ x ∈ A ∩ B +∞ ⟼ F ⁡ x ∈ 𝑂⁡1
10 inss1 ⊢ A ∩ B +∞ ⊆ A
11 10 2 sstrid ⊢ φ → A ∩ B +∞ ⊆ ℝ
12 elinel1 ⊢ x ∈ A ∩ B +∞ → x ∈ A
13 ffvelcdm ⊢ F : A ⟶ ℂ ∧ x ∈ A → F ⁡ x ∈ ℂ
14 1 12 13 syl2an ⊢ φ ∧ x ∈ A ∩ B +∞ → F ⁡ x ∈ ℂ
15 11 14 elo1mpt ⊢ φ → x ∈ A ∩ B +∞ ⟼ F ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 ↔ ∃ y ∈ ℝ ∃ z ∈ ℝ ∀ x ∈ A ∩ B +∞ y ≤ x → F ⁡ x ≤ z
16 elin ⊢ x ∈ A ∩ B +∞ ↔ x ∈ A ∧ x ∈ B +∞
17 16 imbi1i ⊢ x ∈ A ∩ B +∞ → y ≤ x → F ⁡ x ≤ z ↔ x ∈ A ∧ x ∈ B +∞ → y ≤ x → F ⁡ x ≤ z
18 impexp ⊢ x ∈ A ∧ x ∈ B +∞ → y ≤ x → F ⁡ x ≤ z ↔ x ∈ A → x ∈ B +∞ → y ≤ x → F ⁡ x ≤ z
19 17 18 bitri ⊢ x ∈ A ∩ B +∞ → y ≤ x → F ⁡ x ≤ z ↔ x ∈ A → x ∈ B +∞ → y ≤ x → F ⁡ x ≤ z
20 impexp ⊢ x ∈ B +∞ ∧ y ≤ x → F ⁡ x ≤ z ↔ x ∈ B +∞ → y ≤ x → F ⁡ x ≤ z
21 3 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ ∧ x ∈ A → B ∈ ℝ
22 2 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A ⊆ ℝ
23 22 sselda ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ ∧ x ∈ A → x ∈ ℝ
24 elicopnf ⊢ B ∈ ℝ → x ∈ B +∞ ↔ x ∈ ℝ ∧ B ≤ x
25 24 baibd ⊢ B ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ → x ∈ B +∞ ↔ B ≤ x
26 21 23 25 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ ∧ x ∈ A → x ∈ B +∞ ↔ B ≤ x
27 26 anbi1d ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ ∧ x ∈ A → x ∈ B +∞ ∧ y ≤ x ↔ B ≤ x ∧ y ≤ x
28 simplrl ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ ∧ x ∈ A → y ∈ ℝ
29 maxle ⊢ B ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ → if B ≤ y y B ≤ x ↔ B ≤ x ∧ y ≤ x
30 21 28 23 29 syl3anc ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ ∧ x ∈ A → if B ≤ y y B ≤ x ↔ B ≤ x ∧ y ≤ x
31 27 30 bitr4d ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ ∧ x ∈ A → x ∈ B +∞ ∧ y ≤ x ↔ if B ≤ y y B ≤ x
32 31 imbi1d ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ ∧ x ∈ A → x ∈ B +∞ ∧ y ≤ x → F ⁡ x ≤ z ↔ if B ≤ y y B ≤ x → F ⁡ x ≤ z
33 20 32 bitr3id ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ ∧ x ∈ A → x ∈ B +∞ → y ≤ x → F ⁡ x ≤ z ↔ if B ≤ y y B ≤ x → F ⁡ x ≤ z
34 33 pm5.74da ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → x ∈ A → x ∈ B +∞ → y ≤ x → F ⁡ x ≤ z ↔ x ∈ A → if B ≤ y y B ≤ x → F ⁡ x ≤ z
35 19 34 bitrid ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → x ∈ A ∩ B +∞ → y ≤ x → F ⁡ x ≤ z ↔ x ∈ A → if B ≤ y y B ≤ x → F ⁡ x ≤ z
36 35 ralbidv2 ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ∀ x ∈ A ∩ B +∞ y ≤ x → F ⁡ x ≤ z ↔ ∀ x ∈ A if B ≤ y y B ≤ x → F ⁡ x ≤ z
37 1 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → F : A ⟶ ℂ
38 simprl ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → y ∈ ℝ
39 3 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → B ∈ ℝ
40 38 39 ifcld ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → if B ≤ y y B ∈ ℝ
41 simprr ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z ∈ ℝ
42 elo12r ⊢ F : A ⟶ ℂ ∧ A ⊆ ℝ ∧ if B ≤ y y B ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ ∧ ∀ x ∈ A if B ≤ y y B ≤ x → F ⁡ x ≤ z → F ∈ 𝑂⁡1
43 42 3expia ⊢ F : A ⟶ ℂ ∧ A ⊆ ℝ ∧ if B ≤ y y B ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ∀ x ∈ A if B ≤ y y B ≤ x → F ⁡ x ≤ z → F ∈ 𝑂⁡1
44 37 22 40 41 43 syl22anc ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ∀ x ∈ A if B ≤ y y B ≤ x → F ⁡ x ≤ z → F ∈ 𝑂⁡1
45 36 44 sylbid ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ∀ x ∈ A ∩ B +∞ y ≤ x → F ⁡ x ≤ z → F ∈ 𝑂⁡1
46 45 rexlimdvva ⊢ φ → ∃ y ∈ ℝ ∃ z ∈ ℝ ∀ x ∈ A ∩ B +∞ y ≤ x → F ⁡ x ≤ z → F ∈ 𝑂⁡1
47 15 46 sylbid ⊢ φ → x ∈ A ∩ B +∞ ⟼ F ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 → F ∈ 𝑂⁡1
48 9 47 sylbid ⊢ φ → F ↾ B +∞ ∈ 𝑂⁡1 → F ∈ 𝑂⁡1
49 4 48 impbid2 ⊢ φ → F ∈ 𝑂⁡1 ↔ F ↾ B +∞ ∈ 𝑂⁡1