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Theorem caubnd

Description: A Cauchy sequence of complex numbers is bounded. (Contributed by NM, 4-Apr-2005) (Revised by Mario Carneiro, 14-Feb-2014)

Ref Expression
Hypothesis cau3.1 𝑍 = ( ℤ𝑀 )
Assertion caubnd ( ( ∀ 𝑘𝑍 ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ ∧ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ) < 𝑥 ) → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cau3.1 𝑍 = ( ℤ𝑀 )
2 abscl ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ )
3 2 ralimi ( ∀ 𝑘𝑍 ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ → ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ )
4 1 r19.29uz ( ( ∀ 𝑘𝑍 ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ ∧ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ) < 𝑥 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ ∧ ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ) < 𝑥 ) )
5 4 ex ( ∀ 𝑘𝑍 ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ) < 𝑥 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ ∧ ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ) < 𝑥 ) ) )
6 5 ralimdv ( ∀ 𝑘𝑍 ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ → ( ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ) < 𝑥 → ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ ∧ ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ) < 𝑥 ) ) )
7 1 caubnd2 ( ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ ∧ ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ) < 𝑥 ) → ∃ 𝑧 ∈ ℝ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 )
8 6 7 syl6 ( ∀ 𝑘𝑍 ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ → ( ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ) < 𝑥 → ∃ 𝑧 ∈ ℝ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) )
9 fzssuz ( 𝑀 ... 𝑗 ) ⊆ ( ℤ𝑀 )
10 9 1 sseqtrri ( 𝑀 ... 𝑗 ) ⊆ 𝑍
11 ssralv ( ( 𝑀 ... 𝑗 ) ⊆ 𝑍 → ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ) )
12 10 11 ax-mp ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ )
13 fzfi ( 𝑀 ... 𝑗 ) ∈ Fin
14 fimaxre3 ( ( ( 𝑀 ... 𝑗 ) ∈ Fin ∧ ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ) → ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ≤ 𝑥 )
15 13 14 mpan ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ≤ 𝑥 )
16 peano2re ( 𝑥 ∈ ℝ → ( 𝑥 + 1 ) ∈ ℝ )
17 16 adantl ( ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝑥 + 1 ) ∈ ℝ )
18 ltp1 ( 𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 < ( 𝑥 + 1 ) )
19 18 adantl ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → 𝑥 < ( 𝑥 + 1 ) )
20 16 adantl ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝑥 + 1 ) ∈ ℝ )
21 lelttr ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ ( 𝑥 + 1 ) ∈ ℝ ) → ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ≤ 𝑥𝑥 < ( 𝑥 + 1 ) ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < ( 𝑥 + 1 ) ) )
22 20 21 mpd3an3 ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ≤ 𝑥𝑥 < ( 𝑥 + 1 ) ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < ( 𝑥 + 1 ) ) )
23 19 22 mpan2d ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ≤ 𝑥 → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < ( 𝑥 + 1 ) ) )
24 23 expcom ( 𝑥 ∈ ℝ → ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ≤ 𝑥 → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < ( 𝑥 + 1 ) ) ) )
25 24 ralimdv ( 𝑥 ∈ ℝ → ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ≤ 𝑥 → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < ( 𝑥 + 1 ) ) ) )
26 25 impcom ( ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ≤ 𝑥 → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < ( 𝑥 + 1 ) ) )
27 ralim ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ≤ 𝑥 → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < ( 𝑥 + 1 ) ) → ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ≤ 𝑥 → ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < ( 𝑥 + 1 ) ) )
28 26 27 syl ( ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ≤ 𝑥 → ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < ( 𝑥 + 1 ) ) )
29 brralrspcev ( ( ( 𝑥 + 1 ) ∈ ℝ ∧ ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < ( 𝑥 + 1 ) ) → ∃ 𝑤 ∈ ℝ ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 )
30 17 28 29 syl6an ( ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ≤ 𝑥 → ∃ 𝑤 ∈ ℝ ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ) )
31 30 rexlimdva ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ( ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ≤ 𝑥 → ∃ 𝑤 ∈ ℝ ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ) )
32 15 31 mpd ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ∃ 𝑤 ∈ ℝ ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 )
33 12 32 syl ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ∃ 𝑤 ∈ ℝ ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 )
34 max1 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → 𝑤 ≤ if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) )
35 34 3adant3 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ∧ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ) → 𝑤 ≤ if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) )
36 simp3 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ∧ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ )
37 simp1 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ∧ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ) → 𝑤 ∈ ℝ )
38 ifcl ( ( 𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑤 ∈ ℝ ) → if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ∈ ℝ )
39 38 ancoms ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ∈ ℝ )
40 39 3adant3 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ∧ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ) → if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ∈ ℝ )
41 ltletr ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑤 ∈ ℝ ∧ if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ∈ ℝ ) → ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤𝑤 ≤ if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) )
42 36 37 40 41 syl3anc ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ∧ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ) → ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤𝑤 ≤ if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) )
43 35 42 mpan2d ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ∧ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ) → ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) )
44 max2 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → 𝑧 ≤ if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) )
45 44 3adant3 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ∧ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ) → 𝑧 ≤ if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) )
46 simp2 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ∧ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ) → 𝑧 ∈ ℝ )
47 ltletr ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ∧ if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ∈ ℝ ) → ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧𝑧 ≤ if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) )
48 36 46 40 47 syl3anc ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ∧ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ) → ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧𝑧 ≤ if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) )
49 45 48 mpan2d ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ∧ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ) → ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) )
50 43 49 jaod ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ∧ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ ) → ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) )
51 50 3expia ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) ) )
52 51 ralimdv ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ∀ 𝑘𝑍 ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) ) )
53 ralim ( ∀ 𝑘𝑍 ( ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) → ( ∀ 𝑘𝑍 ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) → ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) )
54 52 53 syl6 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ( ∀ 𝑘𝑍 ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) → ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) ) )
55 brralrspcev ( ( if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ∈ ℝ ∧ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ) → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 )
56 55 ex ( if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) ∈ ℝ → ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) )
57 39 56 syl ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < if ( 𝑤𝑧 , 𝑧 , 𝑤 ) → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) )
58 54 57 syl6d ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ( ∀ 𝑘𝑍 ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) ) )
59 uzssz ( ℤ𝑀 ) ⊆ ℤ
60 1 59 eqsstri 𝑍 ⊆ ℤ
61 60 sseli ( 𝑘𝑍𝑘 ∈ ℤ )
62 60 sseli ( 𝑗𝑍𝑗 ∈ ℤ )
63 uztric ( ( 𝑘 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ ) → ( 𝑗 ∈ ( ℤ𝑘 ) ∨ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) )
64 61 62 63 syl2anr ( ( 𝑗𝑍𝑘𝑍 ) → ( 𝑗 ∈ ( ℤ𝑘 ) ∨ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) )
65 simpr ( ( 𝑗𝑍𝑘𝑍 ) → 𝑘𝑍 )
66 65 1 eleqtrdi ( ( 𝑗𝑍𝑘𝑍 ) → 𝑘 ∈ ( ℤ𝑀 ) )
67 elfzuzb ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ↔ ( 𝑘 ∈ ( ℤ𝑀 ) ∧ 𝑗 ∈ ( ℤ𝑘 ) ) )
68 67 baib ( 𝑘 ∈ ( ℤ𝑀 ) → ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ↔ 𝑗 ∈ ( ℤ𝑘 ) ) )
69 66 68 syl ( ( 𝑗𝑍𝑘𝑍 ) → ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ↔ 𝑗 ∈ ( ℤ𝑘 ) ) )
70 69 orbi1d ( ( 𝑗𝑍𝑘𝑍 ) → ( ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ∨ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) ↔ ( 𝑗 ∈ ( ℤ𝑘 ) ∨ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) ) )
71 64 70 mpbird ( ( 𝑗𝑍𝑘𝑍 ) → ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ∨ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) )
72 71 ex ( 𝑗𝑍 → ( 𝑘𝑍 → ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ∨ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) ) )
73 pm3.48 ( ( ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ) ∧ ( 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ) → ( ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ∨ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ) )
74 72 73 syl9 ( 𝑗𝑍 → ( ( ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ) ∧ ( 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ) → ( 𝑘𝑍 → ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ) ) )
75 74 alimdv ( 𝑗𝑍 → ( ∀ 𝑘 ( ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ) ∧ ( 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ) → ∀ 𝑘 ( 𝑘𝑍 → ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ) ) )
76 df-ral ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ↔ ∀ 𝑘 ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ) )
77 df-ral ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ↔ ∀ 𝑘 ( 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) )
78 76 77 anbi12i ( ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∧ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ↔ ( ∀ 𝑘 ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ) ∧ ∀ 𝑘 ( 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ) )
79 19.26 ( ∀ 𝑘 ( ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ) ∧ ( 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ) ↔ ( ∀ 𝑘 ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ) ∧ ∀ 𝑘 ( 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ) )
80 78 79 bitr4i ( ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∧ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ↔ ∀ 𝑘 ( ( 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ) ∧ ( 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) → ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ) )
81 df-ral ( ∀ 𝑘𝑍 ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ↔ ∀ 𝑘 ( 𝑘𝑍 → ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ) )
82 75 80 81 3imtr4g ( 𝑗𝑍 → ( ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∧ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) → ∀ 𝑘𝑍 ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) ) )
83 82 3impib ( ( 𝑗𝑍 ∧ ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∧ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) → ∀ 𝑘𝑍 ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) )
84 83 imim1i ( ( ∀ 𝑘𝑍 ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) → ( ( 𝑗𝑍 ∧ ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∧ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) )
85 84 3expd ( ( ∀ 𝑘𝑍 ( ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 ∨ ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 ) → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) → ( 𝑗𝑍 → ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) ) ) )
86 58 85 syl6 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ( 𝑗𝑍 → ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) ) ) ) )
87 86 com23 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( 𝑗𝑍 → ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) ) ) ) )
88 87 expimpd ( 𝑤 ∈ ℝ → ( ( 𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑍 ) → ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) ) ) ) )
89 88 com3r ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ( 𝑤 ∈ ℝ → ( ( 𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑍 ) → ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) ) ) ) )
90 89 com34 ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ( 𝑤 ∈ ℝ → ( ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 → ( ( 𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑍 ) → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) ) ) ) )
91 90 rexlimdv ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ( ∃ 𝑤 ∈ ℝ ∀ 𝑘 ∈ ( 𝑀 ... 𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑤 → ( ( 𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑍 ) → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) ) ) )
92 33 91 mpd ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ( ( 𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑍 ) → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) ) )
93 92 rexlimdvv ( ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℝ → ( ∃ 𝑧 ∈ ℝ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑧 → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) )
94 3 8 93 sylsyld ( ∀ 𝑘𝑍 ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ → ( ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ) < 𝑥 → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 ) )
95 94 imp ( ( ∀ 𝑘𝑍 ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ ∧ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( abs ‘ ( ( 𝐹𝑘 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ) < 𝑥 ) → ∃ 𝑦 ∈ ℝ ∀ 𝑘𝑍 ( abs ‘ ( 𝐹𝑘 ) ) < 𝑦 )