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Theorem lmmbr3

Description: Express the binary relation "sequence F converges to point P " in a metric space using an arbitrary upper set of integers. (Contributed by NM, 19-Dec-2006) (Revised by Mario Carneiro, 1-May-2014)

Ref Expression
Hypotheses lmmbr.2 ⊒ 𝐽 = ( MetOpen β€˜ 𝐷 )
lmmbr.3 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) )
lmmbr3.5 ⊒ 𝑍 = ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑀 )
lmmbr3.6 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€ )
Assertion lmmbr3 ( πœ‘ β†’ ( 𝐹 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) 𝑃 ↔ ( 𝐹 ∈ ( 𝑋 ↑pm β„‚ ) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ βˆ€ π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑗 ∈ 𝑍 βˆ€ π‘˜ ∈ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ( π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) ∈ 𝑋 ∧ ( ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) 𝐷 𝑃 ) < π‘₯ ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lmmbr.2 ⊒ 𝐽 = ( MetOpen β€˜ 𝐷 )
2 lmmbr.3 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) )
3 lmmbr3.5 ⊒ 𝑍 = ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑀 )
4 lmmbr3.6 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€ )
5 1 2 lmmbr2 ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝐹 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) 𝑃 ↔ ( 𝐹 ∈ ( 𝑋 ↑pm β„‚ ) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ βˆ€ π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑗 ∈ β„€ βˆ€ π‘˜ ∈ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ( π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) ∈ 𝑋 ∧ ( ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) 𝐷 𝑃 ) < π‘₯ ) ) ) )
6 3 rexuz3 ⊒ ( 𝑀 ∈ β„€ β†’ ( βˆƒ 𝑗 ∈ 𝑍 βˆ€ π‘˜ ∈ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ( π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) ∈ 𝑋 ∧ ( ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) 𝐷 𝑃 ) < π‘₯ ) ↔ βˆƒ 𝑗 ∈ β„€ βˆ€ π‘˜ ∈ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ( π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) ∈ 𝑋 ∧ ( ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) 𝐷 𝑃 ) < π‘₯ ) ) )
7 4 6 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ ( βˆƒ 𝑗 ∈ 𝑍 βˆ€ π‘˜ ∈ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ( π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) ∈ 𝑋 ∧ ( ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) 𝐷 𝑃 ) < π‘₯ ) ↔ βˆƒ 𝑗 ∈ β„€ βˆ€ π‘˜ ∈ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ( π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) ∈ 𝑋 ∧ ( ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) 𝐷 𝑃 ) < π‘₯ ) ) )
8 7 ralbidv ⊒ ( πœ‘ β†’ ( βˆ€ π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑗 ∈ 𝑍 βˆ€ π‘˜ ∈ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ( π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) ∈ 𝑋 ∧ ( ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) 𝐷 𝑃 ) < π‘₯ ) ↔ βˆ€ π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑗 ∈ β„€ βˆ€ π‘˜ ∈ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ( π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) ∈ 𝑋 ∧ ( ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) 𝐷 𝑃 ) < π‘₯ ) ) )
9 8 3anbi3d ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( 𝐹 ∈ ( 𝑋 ↑pm β„‚ ) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ βˆ€ π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑗 ∈ 𝑍 βˆ€ π‘˜ ∈ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ( π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) ∈ 𝑋 ∧ ( ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) 𝐷 𝑃 ) < π‘₯ ) ) ↔ ( 𝐹 ∈ ( 𝑋 ↑pm β„‚ ) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ βˆ€ π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑗 ∈ β„€ βˆ€ π‘˜ ∈ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ( π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) ∈ 𝑋 ∧ ( ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) 𝐷 𝑃 ) < π‘₯ ) ) ) )
10 5 9 bitr4d ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝐹 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) 𝑃 ↔ ( 𝐹 ∈ ( 𝑋 ↑pm β„‚ ) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ βˆ€ π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑗 ∈ 𝑍 βˆ€ π‘˜ ∈ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ( π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) ∈ 𝑋 ∧ ( ( 𝐹 β€˜ π‘˜ ) 𝐷 𝑃 ) < π‘₯ ) ) ) )