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Theorem ulmcau

Description: A sequence of functions converges uniformly iff it is uniformly Cauchy, which is to say that for every 0 < x there is a j such that for all j <_ k the functions F ( k ) and F ( j ) are uniformly within x of each other on S . This is the four-quantifier version, see ulmcau2 for the more conventional five-quantifier version. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses ulmcau.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
ulmcau.m ⊢ φ → M ∈ ℤ
ulmcau.s ⊢ φ → S ∈ V
ulmcau.f ⊢ φ → F : Z ⟶ ℂ S
Assertion ulmcau ⊢ φ → F ∈ dom ⁡ ⇝u ⁡ S ↔ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ulmcau.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
2 ulmcau.m ⊢ φ → M ∈ ℤ
3 ulmcau.s ⊢ φ → S ∈ V
4 ulmcau.f ⊢ φ → F : Z ⟶ ℂ S
5 eldmg ⊢ F ∈ dom ⁡ ⇝u ⁡ S → F ∈ dom ⁡ ⇝u ⁡ S ↔ ∃ g F ⇝u ⁡ S g
6 5 ibi ⊢ F ∈ dom ⁡ ⇝u ⁡ S → ∃ g F ⇝u ⁡ S g
7 2 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + → M ∈ ℤ
8 4 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + → F : Z ⟶ ℂ S
9 eqidd ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ k ∈ Z ∧ z ∈ S → F ⁡ k ⁡ z = F ⁡ k ⁡ z
10 eqidd ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ z ∈ S → g ⁡ z = g ⁡ z
11 simplr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + → F ⇝u ⁡ S g
12 rphalfcl ⊢ x ∈ ℝ + → x 2 ∈ ℝ +
13 12 adantl ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + → x 2 ∈ ℝ +
14 1 7 8 9 10 11 13 ulmi ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2
15 simpr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z → j ∈ Z
16 15 1 eleqtrdi ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z → j ∈ ℤ ≥ M
17 eluzelz ⊢ j ∈ ℤ ≥ M → j ∈ ℤ
18 uzid ⊢ j ∈ ℤ → j ∈ ℤ ≥ j
19 fveq2 ⊢ k = j → F ⁡ k = F ⁡ j
20 19 fveq1d ⊢ k = j → F ⁡ k ⁡ z = F ⁡ j ⁡ z
21 20 fvoveq1d ⊢ k = j → F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z = F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z
22 21 breq1d ⊢ k = j → F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 ↔ F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2
23 22 ralbidv ⊢ k = j → ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 ↔ ∀ z ∈ S F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2
24 23 rspcv ⊢ j ∈ ℤ ≥ j → ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ z ∈ S F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2
25 16 17 18 24 4syl ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z → ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ z ∈ S F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2
26 r19.26 ⊢ ∀ z ∈ S F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2 ∧ F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 ↔ ∀ z ∈ S F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2 ∧ ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2
27 8 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z → F ⁡ j ∈ ℂ S
28 27 adantr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ j ∈ ℂ S
29 elmapi ⊢ F ⁡ j ∈ ℂ S → F ⁡ j : S ⟶ ℂ
30 28 29 syl ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ j : S ⟶ ℂ
31 30 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ z ∈ S → F ⁡ j ⁡ z ∈ ℂ
32 ulmcl ⊢ F ⇝u ⁡ S g → g : S ⟶ ℂ
33 32 ad4antlr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → g : S ⟶ ℂ
34 33 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ z ∈ S → g ⁡ z ∈ ℂ
35 31 34 abssubd ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ z ∈ S → F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z = g ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z
36 35 breq1d ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ z ∈ S → F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2 ↔ g ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x 2
37 36 biimpd ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ z ∈ S → F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → g ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x 2
38 1 uztrn2 ⊢ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → k ∈ Z
39 ffvelcdm ⊢ F : Z ⟶ ℂ S ∧ k ∈ Z → F ⁡ k ∈ ℂ S
40 8 38 39 syl2an ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k ∈ ℂ S
41 40 anassrs ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k ∈ ℂ S
42 elmapi ⊢ F ⁡ k ∈ ℂ S → F ⁡ k : S ⟶ ℂ
43 41 42 syl ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k : S ⟶ ℂ
44 43 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ z ∈ S → F ⁡ k ⁡ z ∈ ℂ
45 rpre ⊢ x ∈ ℝ + → x ∈ ℝ
46 45 ad4antlr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ z ∈ S → x ∈ ℝ
47 abs3lem ⊢ F ⁡ k ⁡ z ∈ ℂ ∧ F ⁡ j ⁡ z ∈ ℂ ∧ g ⁡ z ∈ ℂ ∧ x ∈ ℝ → F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 ∧ g ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x 2 → F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
48 44 31 34 46 47 syl22anc ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ z ∈ S → F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 ∧ g ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x 2 → F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
49 37 48 sylan2d ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ z ∈ S → F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 ∧ F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
50 49 ancomsd ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ z ∈ S → F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2 ∧ F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
51 50 ralimdva ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → ∀ z ∈ S F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2 ∧ F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
52 26 51 biimtrrid ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → ∀ z ∈ S F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2 ∧ ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
53 52 expdimp ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j ∧ ∀ z ∈ S F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
54 53 an32s ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ ∀ z ∈ S F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2 ∧ k ∈ ℤ ≥ j → ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
55 54 ralimdva ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z ∧ ∀ z ∈ S F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
56 55 ex ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z → ∀ z ∈ S F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
57 56 com23 ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z → ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ z ∈ S F ⁡ j ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
58 25 57 mpdd ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + ∧ j ∈ Z → ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
59 58 reximdva ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − g ⁡ z < x 2 → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
60 14 59 mpd ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g ∧ x ∈ ℝ + → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
61 60 ralrimiva ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S g → ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
62 61 ex ⊢ φ → F ⇝u ⁡ S g → ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
63 62 exlimdv ⊢ φ → ∃ g F ⇝u ⁡ S g → ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
64 6 63 syl5 ⊢ φ → F ∈ dom ⁡ ⇝u ⁡ S → ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x
65 ulmrel ⊢ Rel ⁡ ⇝u ⁡ S
66 1 2 3 4 ulmcaulem ⊢ φ → ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ↔ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < x
67 66 biimpa ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < x
68 rphalfcl ⊢ r ∈ ℝ + → r 2 ∈ ℝ +
69 breq2 ⊢ x = r 2 → F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < x ↔ F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
70 69 ralbidv ⊢ x = r 2 → ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < x ↔ ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
71 70 2ralbidv ⊢ x = r 2 → ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < x ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
72 71 rexbidv ⊢ x = r 2 → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < x ↔ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
73 ralcom ⊢ ∀ w ∈ S ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ↔ ∀ m ∈ ℤ ≥ q ∀ w ∈ S F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2
74 fveq2 ⊢ q = k → ℤ ≥ q = ℤ ≥ k
75 fveq2 ⊢ w = z → F ⁡ q ⁡ w = F ⁡ q ⁡ z
76 fveq2 ⊢ w = z → F ⁡ m ⁡ w = F ⁡ m ⁡ z
77 75 76 oveq12d ⊢ w = z → F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w = F ⁡ q ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z
78 77 fveq2d ⊢ w = z → F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w = F ⁡ q ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z
79 78 breq1d ⊢ w = z → F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ↔ F ⁡ q ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
80 79 cbvralvw ⊢ ∀ w ∈ S F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ↔ ∀ z ∈ S F ⁡ q ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
81 fveq2 ⊢ q = k → F ⁡ q = F ⁡ k
82 81 fveq1d ⊢ q = k → F ⁡ q ⁡ z = F ⁡ k ⁡ z
83 82 fvoveq1d ⊢ q = k → F ⁡ q ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z = F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z
84 83 breq1d ⊢ q = k → F ⁡ q ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2 ↔ F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
85 84 ralbidv ⊢ q = k → ∀ z ∈ S F ⁡ q ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2 ↔ ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
86 80 85 bitrid ⊢ q = k → ∀ w ∈ S F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ↔ ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
87 74 86 raleqbidv ⊢ q = k → ∀ m ∈ ℤ ≥ q ∀ w ∈ S F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ↔ ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
88 73 87 bitrid ⊢ q = k → ∀ w ∈ S ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ↔ ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
89 88 cbvralvw ⊢ ∀ q ∈ ℤ ≥ p ∀ w ∈ S ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ p ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
90 fveq2 ⊢ p = j → ℤ ≥ p = ℤ ≥ j
91 90 raleqdv ⊢ p = j → ∀ k ∈ ℤ ≥ p ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2 ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
92 89 91 bitrid ⊢ p = j → ∀ q ∈ ℤ ≥ p ∀ w ∈ S ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
93 92 cbvrexvw ⊢ ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p ∀ w ∈ S ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ↔ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < r 2
94 72 93 bitr4di ⊢ x = r 2 → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < x ↔ ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p ∀ w ∈ S ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2
95 94 rspccva ⊢ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ m ∈ ℤ ≥ k ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ m ⁡ z < x ∧ r 2 ∈ ℝ + → ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p ∀ w ∈ S ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2
96 67 68 95 syl2an ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + → ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p ∀ w ∈ S ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2
97 1 uztrn2 ⊢ p ∈ Z ∧ q ∈ ℤ ≥ p → q ∈ Z
98 eqid ⊢ ℤ ≥ q = ℤ ≥ q
99 eluzelz ⊢ q ∈ ℤ ≥ M → q ∈ ℤ
100 99 1 eleq2s ⊢ q ∈ Z → q ∈ ℤ
101 100 ad2antlr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S → q ∈ ℤ
102 68 adantl ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + → r 2 ∈ ℝ +
103 102 ad2antrr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S → r 2 ∈ ℝ +
104 simplr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S → q ∈ Z
105 1 uztrn2 ⊢ q ∈ Z ∧ m ∈ ℤ ≥ q → m ∈ Z
106 104 105 sylan ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S ∧ m ∈ ℤ ≥ q → m ∈ Z
107 fveq2 ⊢ n = m → F ⁡ n = F ⁡ m
108 107 fveq1d ⊢ n = m → F ⁡ n ⁡ w = F ⁡ m ⁡ w
109 eqid ⊢ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w = n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w
110 fvex ⊢ F ⁡ m ⁡ w ∈ V
111 108 109 110 fvmpt ⊢ m ∈ Z → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ⁡ m = F ⁡ m ⁡ w
112 106 111 syl ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S ∧ m ∈ ℤ ≥ q → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ⁡ m = F ⁡ m ⁡ w
113 4 adantr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → F : Z ⟶ ℂ S
114 113 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ n ∈ Z → F ⁡ n ∈ ℂ S
115 elmapi ⊢ F ⁡ n ∈ ℂ S → F ⁡ n : S ⟶ ℂ
116 114 115 syl ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ n ∈ Z → F ⁡ n : S ⟶ ℂ
117 116 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ n ∈ Z ∧ y ∈ S → F ⁡ n ⁡ y ∈ ℂ
118 117 an32s ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ y ∈ S ∧ n ∈ Z → F ⁡ n ⁡ y ∈ ℂ
119 118 fmpttd ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ y ∈ S → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y : Z ⟶ ℂ
120 119 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ y ∈ S ∧ q ∈ Z → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ q ∈ ℂ
121 fveq2 ⊢ z = y → F ⁡ k ⁡ z = F ⁡ k ⁡ y
122 fveq2 ⊢ z = y → F ⁡ j ⁡ z = F ⁡ j ⁡ y
123 121 122 oveq12d ⊢ z = y → F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z = F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y
124 123 fveq2d ⊢ z = y → F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z = F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y
125 124 breq1d ⊢ z = y → F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ↔ F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < x
126 125 rspcv ⊢ y ∈ S → ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < x
127 126 ralimdv ⊢ y ∈ S → ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < x
128 127 reximdv ⊢ y ∈ S → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < x
129 128 ralimdv ⊢ y ∈ S → ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < x
130 129 impcom ⊢ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ y ∈ S → ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < x
131 130 adantll ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ y ∈ S → ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < x
132 fveq2 ⊢ q = k → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ q = n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k
133 132 fvoveq1d ⊢ q = k → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ q − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p = n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p
134 133 breq1d ⊢ q = k → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ q − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p < r ↔ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p < r
135 134 cbvralvw ⊢ ∀ q ∈ ℤ ≥ p n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ q − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p < r ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ p n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p < r
136 fveq2 ⊢ p = j → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p = n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j
137 136 oveq2d ⊢ p = j → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p = n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j
138 137 fveq2d ⊢ p = j → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p = n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j
139 138 breq1d ⊢ p = j → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p < r ↔ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j < r
140 90 139 raleqbidv ⊢ p = j → ∀ k ∈ ℤ ≥ p n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p < r ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j < r
141 135 140 bitrid ⊢ p = j → ∀ q ∈ ℤ ≥ p n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ q − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p < r ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j < r
142 141 cbvrexvw ⊢ ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ q − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p < r ↔ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j < r
143 fveq2 ⊢ n = k → F ⁡ n = F ⁡ k
144 143 fveq1d ⊢ n = k → F ⁡ n ⁡ y = F ⁡ k ⁡ y
145 eqid ⊢ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y = n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y
146 fvex ⊢ F ⁡ k ⁡ y ∈ V
147 144 145 146 fvmpt ⊢ k ∈ Z → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k = F ⁡ k ⁡ y
148 38 147 syl ⊢ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k = F ⁡ k ⁡ y
149 fveq2 ⊢ n = j → F ⁡ n = F ⁡ j
150 149 fveq1d ⊢ n = j → F ⁡ n ⁡ y = F ⁡ j ⁡ y
151 fvex ⊢ F ⁡ j ⁡ y ∈ V
152 150 145 151 fvmpt ⊢ j ∈ Z → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j = F ⁡ j ⁡ y
153 152 adantr ⊢ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j = F ⁡ j ⁡ y
154 148 153 oveq12d ⊢ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j = F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y
155 154 fveq2d ⊢ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j = F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y
156 155 breq1d ⊢ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j < r ↔ F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < r
157 156 ralbidva ⊢ j ∈ Z → ∀ k ∈ ℤ ≥ j n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j < r ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < r
158 157 rexbiia ⊢ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ k − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ j < r ↔ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < r
159 142 158 bitri ⊢ ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ q − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p < r ↔ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < r
160 breq2 ⊢ r = x → F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < r ↔ F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < x
161 160 ralbidv ⊢ r = x → ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < r ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < x
162 161 rexbidv ⊢ r = x → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < r ↔ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < x
163 159 162 bitrid ⊢ r = x → ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ q − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p < r ↔ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < x
164 163 cbvralvw ⊢ ∀ r ∈ ℝ + ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ q − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p < r ↔ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ⁡ y − F ⁡ j ⁡ y < x
165 131 164 sylibr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ y ∈ S → ∀ r ∈ ℝ + ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ q − n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ p < r
166 1 fvexi ⊢ Z ∈ V
167 166 mptex ⊢ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ∈ V
168 167 a1i ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ y ∈ S → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ∈ V
169 1 120 165 168 caucvg ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ y ∈ S → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ∈ dom ⁡ ⇝
170 169 ralrimiva ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → ∀ y ∈ S n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ∈ dom ⁡ ⇝
171 170 ad2antrr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z → ∀ y ∈ S n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ∈ dom ⁡ ⇝
172 fveq2 ⊢ y = w → F ⁡ n ⁡ y = F ⁡ n ⁡ w
173 172 mpteq2dv ⊢ y = w → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y = n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w
174 173 eleq1d ⊢ y = w → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ∈ dom ⁡ ⇝ ↔ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ∈ dom ⁡ ⇝
175 174 rspccva ⊢ ∀ y ∈ S n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ∈ dom ⁡ ⇝ ∧ w ∈ S → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ∈ dom ⁡ ⇝
176 171 175 sylan ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ∈ dom ⁡ ⇝
177 climdm ⊢ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ∈ dom ⁡ ⇝ ↔ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ⇝ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w
178 176 177 sylib ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ⇝ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w
179 98 101 103 112 178 climi2 ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S → ∃ v ∈ ℤ ≥ q ∀ m ∈ ℤ ≥ v F ⁡ m ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r 2
180 98 r19.29uz ⊢ ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ∧ ∃ v ∈ ℤ ≥ q ∀ m ∈ ℤ ≥ v F ⁡ m ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r 2 → ∃ v ∈ ℤ ≥ q ∀ m ∈ ℤ ≥ v F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ∧ F ⁡ m ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r 2
181 98 r19.2uz ⊢ ∃ v ∈ ℤ ≥ q ∀ m ∈ ℤ ≥ v F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ∧ F ⁡ m ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r 2 → ∃ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ∧ F ⁡ m ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r 2
182 180 181 syl ⊢ ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ∧ ∃ v ∈ ℤ ≥ q ∀ m ∈ ℤ ≥ v F ⁡ m ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r 2 → ∃ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ∧ F ⁡ m ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r 2
183 4 ad2antrr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + → F : Z ⟶ ℂ S
184 183 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z → F ⁡ q ∈ ℂ S
185 elmapi ⊢ F ⁡ q ∈ ℂ S → F ⁡ q : S ⟶ ℂ
186 184 185 syl ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z → F ⁡ q : S ⟶ ℂ
187 186 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S → F ⁡ q ⁡ w ∈ ℂ
188 187 adantr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S ∧ m ∈ ℤ ≥ q → F ⁡ q ⁡ w ∈ ℂ
189 climcl ⊢ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ⇝ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w → ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ∈ ℂ
190 178 189 syl ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S → ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ∈ ℂ
191 190 adantr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S ∧ m ∈ ℤ ≥ q → ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ∈ ℂ
192 4 ad5antr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S ∧ m ∈ ℤ ≥ q → F : Z ⟶ ℂ S
193 192 106 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S ∧ m ∈ ℤ ≥ q → F ⁡ m ∈ ℂ S
194 elmapi ⊢ F ⁡ m ∈ ℂ S → F ⁡ m : S ⟶ ℂ
195 193 194 syl ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S ∧ m ∈ ℤ ≥ q → F ⁡ m : S ⟶ ℂ
196 simplr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S ∧ m ∈ ℤ ≥ q → w ∈ S
197 195 196 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S ∧ m ∈ ℤ ≥ q → F ⁡ m ⁡ w ∈ ℂ
198 rpre ⊢ r ∈ ℝ + → r ∈ ℝ
199 198 ad4antlr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S ∧ m ∈ ℤ ≥ q → r ∈ ℝ
200 abs3lem ⊢ F ⁡ q ⁡ w ∈ ℂ ∧ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ∈ ℂ ∧ F ⁡ m ⁡ w ∈ ℂ ∧ r ∈ ℝ → F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ∧ F ⁡ m ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r 2 → F ⁡ q ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r
201 188 191 197 199 200 syl22anc ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S ∧ m ∈ ℤ ≥ q → F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ∧ F ⁡ m ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r 2 → F ⁡ q ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r
202 201 rexlimdva ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S → ∃ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ∧ F ⁡ m ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r 2 → F ⁡ q ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r
203 182 202 syl5 ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S → ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 ∧ ∃ v ∈ ℤ ≥ q ∀ m ∈ ℤ ≥ v F ⁡ m ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r 2 → F ⁡ q ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r
204 179 203 mpan2d ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S → ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 → F ⁡ q ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r
205 204 ralimdva ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ q ∈ Z → ∀ w ∈ S ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 → ∀ w ∈ S F ⁡ q ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r
206 97 205 sylan2 ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ p ∈ Z ∧ q ∈ ℤ ≥ p → ∀ w ∈ S ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 → ∀ w ∈ S F ⁡ q ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r
207 206 anassrs ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ p ∈ Z ∧ q ∈ ℤ ≥ p → ∀ w ∈ S ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 → ∀ w ∈ S F ⁡ q ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r
208 207 ralimdva ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + ∧ p ∈ Z → ∀ q ∈ ℤ ≥ p ∀ w ∈ S ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 → ∀ q ∈ ℤ ≥ p ∀ w ∈ S F ⁡ q ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r
209 208 reximdva ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + → ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p ∀ w ∈ S ∀ m ∈ ℤ ≥ q F ⁡ q ⁡ w − F ⁡ m ⁡ w < r 2 → ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p ∀ w ∈ S F ⁡ q ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r
210 96 209 mpd ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ r ∈ ℝ + → ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p ∀ w ∈ S F ⁡ q ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r
211 210 ralrimiva ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → ∀ r ∈ ℝ + ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p ∀ w ∈ S F ⁡ q ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r
212 2 adantr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → M ∈ ℤ
213 eqidd ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ q ∈ Z ∧ w ∈ S → F ⁡ q ⁡ w = F ⁡ q ⁡ w
214 173 fveq2d ⊢ y = w → ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y = ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w
215 eqid ⊢ y ∈ S ⟼ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y = y ∈ S ⟼ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y
216 fvex ⊢ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w ∈ V
217 214 215 216 fvmpt ⊢ w ∈ S → y ∈ S ⟼ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ w = ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w
218 217 adantl ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ w ∈ S → y ∈ S ⟼ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⁡ w = ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w
219 climdm ⊢ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ∈ dom ⁡ ⇝ ↔ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⇝ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y
220 169 219 sylib ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ y ∈ S → n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⇝ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y
221 climcl ⊢ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ⇝ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y → ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ∈ ℂ
222 220 221 syl ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x ∧ y ∈ S → ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ∈ ℂ
223 222 fmpttd ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → y ∈ S ⟼ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y : S ⟶ ℂ
224 3 adantr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → S ∈ V
225 1 212 113 213 218 223 224 ulm2 ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → F ⇝u ⁡ S y ∈ S ⟼ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y ↔ ∀ r ∈ ℝ + ∃ p ∈ Z ∀ q ∈ ℤ ≥ p ∀ w ∈ S F ⁡ q ⁡ w − ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ w < r
226 211 225 mpbird ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → F ⇝u ⁡ S y ∈ S ⟼ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y
227 releldm ⊢ Rel ⁡ ⇝u ⁡ S ∧ F ⇝u ⁡ S y ∈ S ⟼ ⇝ ⁡ n ∈ Z ⟼ F ⁡ n ⁡ y → F ∈ dom ⁡ ⇝u ⁡ S
228 65 226 227 sylancr ⊢ φ ∧ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → F ∈ dom ⁡ ⇝u ⁡ S
229 228 ex ⊢ φ → ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x → F ∈ dom ⁡ ⇝u ⁡ S
230 64 229 impbid ⊢ φ → F ∈ dom ⁡ ⇝u ⁡ S ↔ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k ⁡ z − F ⁡ j ⁡ z < x