Metamath Proof Explorer


Theorem climdivf

Description: Limit of the ratio of two converging sequences. (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017)

Ref Expression
Hypotheses climdivf.1 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ๐œ‘
climdivf.2 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ๐น
climdivf.3 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ๐บ
climdivf.4 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ๐ป
climdivf.5 โŠข ๐‘ = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ )
climdivf.6 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค )
climdivf.7 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โ‡ ๐ด )
climdivf.8 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โˆˆ ๐‘‹ )
climdivf.9 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โ‡ ๐ต )
climdivf.10 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โ‰  0 )
climdivf.11 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
climdivf.12 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) )
climdivf.13 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐ป โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
Assertion climdivf ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โ‡ ( ๐ด / ๐ต ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 climdivf.1 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ๐œ‘
2 climdivf.2 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ๐น
3 climdivf.3 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ๐บ
4 climdivf.4 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ๐ป
5 climdivf.5 โŠข ๐‘ = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ )
6 climdivf.6 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค )
7 climdivf.7 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โ‡ ๐ด )
8 climdivf.8 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โˆˆ ๐‘‹ )
9 climdivf.9 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โ‡ ๐ต )
10 climdivf.10 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โ‰  0 )
11 climdivf.11 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
12 climdivf.12 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) )
13 climdivf.13 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐ป โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
14 nfmpt1 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
15 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ )
16 12 eldifad โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
17 eldifsni โŠข ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 )
18 12 17 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 )
19 16 18 reccld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„‚ )
20 eqid โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
21 20 fvmpt2 โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โˆง ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
22 15 19 21 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
23 5 fvexi โŠข ๐‘ โˆˆ V
24 23 mptex โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) โˆˆ V
25 24 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) โˆˆ V )
26 1 3 14 5 6 9 10 12 22 25 climrecf โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) โ‡ ( 1 / ๐ต ) )
27 22 19 eqeltrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
28 11 16 18 divrecd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) )
29 22 eqcomd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) )
30 29 oveq2d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
31 13 28 30 3eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐ป โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
32 1 2 14 4 5 6 7 8 26 11 27 31 climmulf โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โ‡ ( ๐ด ยท ( 1 / ๐ต ) ) )
33 climcl โŠข ( ๐น โ‡ ๐ด โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
34 7 33 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
35 climcl โŠข ( ๐บ โ‡ ๐ต โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
36 9 35 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
37 34 36 10 divrecd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด / ๐ต ) = ( ๐ด ยท ( 1 / ๐ต ) ) )
38 32 37 breqtrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โ‡ ( ๐ด / ๐ต ) )