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Theorem caucfil 20793
Description: A Cauchy sequence predicate can be expressed in terms of the Cauchy filter predicate for a suitably chosen filter. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Oct-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
caucfil.1  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
caucfil.2  |-  L  =  ( ( X  FilMap  F ) `  ( ZZ>= " Z ) )
Assertion
Ref Expression
caucfil  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z --> X )  ->  ( F  e.  ( Cau `  D
)  <->  L  e.  (CauFil `  D ) ) )

Proof of Theorem caucfil
Dummy variables  j 
k  m  u  x are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-3an 967 . . . . . . . 8  |-  ( ( k  e.  dom  F  /\  ( F `  k
)  e.  X  /\  A. m  e.  ( ZZ>= `  k ) ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x )  <->  ( (
k  e.  dom  F  /\  ( F `  k
)  e.  X )  /\  A. m  e.  ( ZZ>= `  k )
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x ) )
2 caucfil.1 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
32uztrn2 10877 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j ) )  -> 
k  e.  Z )
43adantll 713 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  k  e.  Z )
5 simpll3 1029 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  F : Z
--> X )
6 fdm 5562 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( F : Z --> X  ->  dom  F  =  Z )
75, 6syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  dom  F  =  Z )
84, 7eleqtrrd 2519 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  k  e.  dom  F )
95, 4ffvelrnd 5843 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  ( F `  k )  e.  X
)
108, 9jca 532 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  ( k  e.  dom  F  /\  ( F `  k )  e.  X ) )
1110biantrurd 508 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  ( A. m  e.  ( ZZ>= `  k ) ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x  <->  ( ( k  e.  dom  F  /\  ( F `  k )  e.  X )  /\  A. m  e.  ( ZZ>= `  k ) ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x ) ) )
12 uzss 10880 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  ( ZZ>= `  j
)  ->  ( ZZ>= `  k )  C_  ( ZZ>=
`  j ) )
1312adantl 466 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  ( ZZ>= `  k )  C_  ( ZZ>=
`  j ) )
1413sseld 3354 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  m  e.  ( ZZ>= `  j ) ) )
1514pm4.71rd 635 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  <->  ( m  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  k )
) ) )
1615imbi1d 317 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  ( (
m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x )  <->  ( (
m  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  k )
)  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x ) ) )
17 impexp 446 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( m  e.  (
ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  k ) )  -> 
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x )  <-> 
( m  e.  (
ZZ>= `  j )  -> 
( m  e.  (
ZZ>= `  k )  -> 
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x ) ) )
1816, 17syl6bb 261 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  ( (
m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x )  <->  ( m  e.  ( ZZ>= `  j )  ->  ( m  e.  (
ZZ>= `  k )  -> 
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x ) ) ) )
1918ralbidv2 2736 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  ( A. m  e.  ( ZZ>= `  k ) ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x  <->  A. m  e.  (
ZZ>= `  j ) ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) ) )
2011, 19bitr3d 255 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  ( (
( k  e.  dom  F  /\  ( F `  k )  e.  X
)  /\  A. m  e.  ( ZZ>= `  k )
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x )  <->  A. m  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) ) )
211, 20syl5bb 257 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  ( (
k  e.  dom  F  /\  ( F `  k
)  e.  X  /\  A. m  e.  ( ZZ>= `  k ) ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x )  <->  A. m  e.  ( ZZ>= `  j )
( m  e.  (
ZZ>= `  k )  -> 
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x ) ) )
2221ralbidva 2730 . . . . . 6  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z --> X )  /\  j  e.  Z )  ->  ( A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( k  e.  dom  F  /\  ( F `  k
)  e.  X  /\  A. m  e.  ( ZZ>= `  k ) ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x )  <->  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) ) )
23 r19.26-2 2849 . . . . . . . 8  |-  ( A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j )
( ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x )  /\  ( k  e.  ( ZZ>= `  m )  ->  ( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  <  x ) )  <->  ( A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x )  /\  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j )
( k  e.  (
ZZ>= `  m )  -> 
( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  <  x ) ) )
24 eleq1 2502 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( u  =  k  ->  (
u  e.  ( ZZ>= `  m )  <->  k  e.  ( ZZ>= `  m )
) )
25 fveq2 5690 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( u  =  k  ->  ( F `  u )  =  ( F `  k ) )
2625oveq2d 6106 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( u  =  k  ->  (
( F `  m
) D ( F `
 u ) )  =  ( ( F `
 m ) D ( F `  k
) ) )
2726breq1d 4301 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( u  =  k  ->  (
( ( F `  m ) D ( F `  u ) )  <  x  <->  ( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  < 
x ) )
2824, 27imbi12d 320 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( u  =  k  ->  (
( u  e.  (
ZZ>= `  m )  -> 
( ( F `  m ) D ( F `  u ) )  <  x )  <-> 
( k  e.  (
ZZ>= `  m )  -> 
( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  <  x ) ) )
2928cbvralv 2946 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A. u  e.  ( ZZ>= `  j ) ( u  e.  ( ZZ>= `  m
)  ->  ( ( F `  m ) D ( F `  u ) )  < 
x )  <->  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( k  e.  (
ZZ>= `  m )  -> 
( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  <  x ) )
3029ralbii 2738 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) A. u  e.  ( ZZ>= `  j )
( u  e.  (
ZZ>= `  m )  -> 
( ( F `  m ) D ( F `  u ) )  <  x )  <->  A. m  e.  ( ZZ>=
`  j ) A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) ( k  e.  ( ZZ>= `  m
)  ->  ( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  < 
x ) )
31 fveq2 5690 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  =  k  ->  ( ZZ>=
`  m )  =  ( ZZ>= `  k )
)
3231eleq2d 2509 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( m  =  k  ->  (
u  e.  ( ZZ>= `  m )  <->  u  e.  ( ZZ>= `  k )
) )
33 fveq2 5690 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  k  ->  ( F `  m )  =  ( F `  k ) )
3433oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  =  k  ->  (
( F `  m
) D ( F `
 u ) )  =  ( ( F `
 k ) D ( F `  u
) ) )
3534breq1d 4301 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( m  =  k  ->  (
( ( F `  m ) D ( F `  u ) )  <  x  <->  ( ( F `  k ) D ( F `  u ) )  < 
x ) )
3632, 35imbi12d 320 . . . . . . . . . . 11  |-  ( m  =  k  ->  (
( u  e.  (
ZZ>= `  m )  -> 
( ( F `  m ) D ( F `  u ) )  <  x )  <-> 
( u  e.  (
ZZ>= `  k )  -> 
( ( F `  k ) D ( F `  u ) )  <  x ) ) )
37 eleq1 2502 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( u  =  m  ->  (
u  e.  ( ZZ>= `  k )  <->  m  e.  ( ZZ>= `  k )
) )
38 fveq2 5690 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( u  =  m  ->  ( F `  u )  =  ( F `  m ) )
3938oveq2d 6106 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( u  =  m  ->  (
( F `  k
) D ( F `
 u ) )  =  ( ( F `
 k ) D ( F `  m
) ) )
4039breq1d 4301 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( u  =  m  ->  (
( ( F `  k ) D ( F `  u ) )  <  x  <->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x ) )
4137, 40imbi12d 320 . . . . . . . . . . 11  |-  ( u  =  m  ->  (
( u  e.  (
ZZ>= `  k )  -> 
( ( F `  k ) D ( F `  u ) )  <  x )  <-> 
( m  e.  (
ZZ>= `  k )  -> 
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x ) ) )
4236, 41cbvral2v 2954 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) A. u  e.  ( ZZ>= `  j )
( u  e.  (
ZZ>= `  m )  -> 
( ( F `  m ) D ( F `  u ) )  <  x )  <->  A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) ( m  e.  ( ZZ>= `  k
)  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x ) )
43 ralcom 2880 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( k  e.  (
ZZ>= `  m )  -> 
( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  <  x )  <->  A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) ( k  e.  ( ZZ>= `  m
)  ->  ( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  < 
x ) )
4430, 42, 433bitr3i 275 . . . . . . . . 9  |-  ( A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j )
( m  e.  (
ZZ>= `  k )  -> 
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x )  <->  A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) ( k  e.  ( ZZ>= `  m
)  ->  ( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  < 
x ) )
4544anbi2i 694 . . . . . . . 8  |-  ( ( A. k  e.  (
ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) ( m  e.  ( ZZ>= `  k
)  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x )  /\  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j )
( m  e.  (
ZZ>= `  k )  -> 
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x ) )  <->  ( A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x )  /\  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j )
( k  e.  (
ZZ>= `  m )  -> 
( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  <  x ) ) )
46 anidm 644 . . . . . . . 8  |-  ( ( A. k  e.  (
ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) ( m  e.  ( ZZ>= `  k
)  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x )  /\  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j )
( m  e.  (
ZZ>= `  k )  -> 
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x ) )  <->  A. k  e.  (
ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) ( m  e.  ( ZZ>= `  k
)  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x ) )
4723, 45, 463bitr2i 273 . . . . . . 7  |-  ( A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j )
( ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x )  /\  ( k  e.  ( ZZ>= `  m )  ->  ( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  <  x ) )  <->  A. k  e.  (
ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) ( m  e.  ( ZZ>= `  k
)  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x ) )
48 simpll1 1027 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  D  e.  ( *Met `  X ) )
49 simpll3 1029 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  F : Z --> X )
502uztrn2 10877 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( j  e.  Z  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j ) )  ->  m  e.  Z )
5150ad2ant2l 745 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  m  e.  Z )
5249, 51ffvelrnd 5843 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  ( F `  m )  e.  X )
539adantrr 716 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  ( F `  k )  e.  X )
54 xmetsym 19921 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  ( F `  m )  e.  X  /\  ( F `  k
)  e.  X )  ->  ( ( F `
 m ) D ( F `  k
) )  =  ( ( F `  k
) D ( F `
 m ) ) )
5548, 52, 53, 54syl3anc 1218 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  (
( F `  m
) D ( F `
 k ) )  =  ( ( F `
 k ) D ( F `  m
) ) )
5655breq1d 4301 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  (
( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  <  x  <->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x ) )
5756imbi2d 316 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  (
( k  e.  (
ZZ>= `  m )  -> 
( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  <  x )  <-> 
( k  e.  (
ZZ>= `  m )  -> 
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x ) ) )
5857anbi2d 703 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  (
( ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x )  /\  ( k  e.  ( ZZ>= `  m )  ->  ( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  <  x ) )  <->  ( ( m  e.  ( ZZ>= `  k
)  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  m )  ->  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) ) ) )
59 jaob 781 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( m  e.  (
ZZ>= `  k )  \/  k  e.  ( ZZ>= `  m ) )  -> 
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x )  <-> 
( ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x )  /\  ( k  e.  ( ZZ>= `  m )  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x ) ) )
60 eluzelz 10869 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  e.  ( ZZ>= `  j
)  ->  k  e.  ZZ )
61 eluzelz 10869 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  e.  ( ZZ>= `  j
)  ->  m  e.  ZZ )
62 uztric 10881 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( k  e.  ZZ  /\  m  e.  ZZ )  ->  ( m  e.  (
ZZ>= `  k )  \/  k  e.  ( ZZ>= `  m ) ) )
6360, 61, 62syl2an 477 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  \/  k  e.  ( ZZ>=
`  m ) ) )
6463adantl 466 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  (
m  e.  ( ZZ>= `  k )  \/  k  e.  ( ZZ>= `  m )
) )
65 pm5.5 336 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  \/  k  e.  ( ZZ>= `  m )
)  ->  ( (
( m  e.  (
ZZ>= `  k )  \/  k  e.  ( ZZ>= `  m ) )  -> 
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x )  <-> 
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x ) )
6664, 65syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  (
( ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  \/  k  e.  ( ZZ>=
`  m ) )  ->  ( ( F `
 k ) D ( F `  m
) )  <  x
)  <->  ( ( F `
 k ) D ( F `  m
) )  <  x
) )
6759, 66syl5bbr 259 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  (
( ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x )  /\  ( k  e.  ( ZZ>= `  m )  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x ) )  <->  ( ( F `
 k ) D ( F `  m
) )  <  x
) )
6858, 67bitrd 253 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> X )  /\  j  e.  Z )  /\  (
k  e.  ( ZZ>= `  j )  /\  m  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  (
( ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x )  /\  ( k  e.  ( ZZ>= `  m )  ->  ( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  <  x ) )  <->  ( ( F `
 k ) D ( F `  m
) )  <  x
) )
69682ralbidva 2754 . . . . . . 7  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z --> X )  /\  j  e.  Z )  ->  ( A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) ( ( m  e.  ( ZZ>= `  k )  ->  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x )  /\  ( k  e.  (
ZZ>= `  m )  -> 
( ( F `  m ) D ( F `  k ) )  <  x ) )  <->  A. k  e.  (
ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x ) )
7047, 69syl5bbr 259 . . . . . 6  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z --> X )  /\  j  e.  Z )  ->  ( A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) ( m  e.  ( ZZ>= `  k
)  ->  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x )  <->  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( ( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) )
7122, 70bitrd 253 . . . . 5  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z --> X )  /\  j  e.  Z )  ->  ( A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( k  e.  dom  F  /\  ( F `  k
)  e.  X  /\  A. m  e.  ( ZZ>= `  k ) ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x )  <->  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( ( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) )
7271rexbidva 2731 . . . 4  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z --> X )  ->  ( E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( k  e.  dom  F  /\  ( F `  k )  e.  X  /\  A. m  e.  (
ZZ>= `  k ) ( ( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x )  <->  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( ( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) )
73 uzf 10863 . . . . . 6  |-  ZZ>= : ZZ --> ~P ZZ
74 ffn 5558 . . . . . 6  |-  ( ZZ>= : ZZ --> ~P ZZ  ->  ZZ>=  Fn  ZZ )
7573, 74ax-mp 5 . . . . 5  |-  ZZ>=  Fn  ZZ
76 uzssz 10879 . . . . . 6  |-  ( ZZ>= `  M )  C_  ZZ
772, 76eqsstri 3385 . . . . 5  |-  Z  C_  ZZ
78 raleq 2916 . . . . . . 7  |-  ( u  =  ( ZZ>= `  j
)  ->  ( A. m  e.  u  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x  <->  A. m  e.  ( ZZ>= `  j )
( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  <  x ) )
7978raleqbi1dv 2924 . . . . . 6  |-  ( u  =  ( ZZ>= `  j
)  ->  ( A. k  e.  u  A. m  e.  u  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x  <->  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( ( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) )
8079rexima 5955 . . . . 5  |-  ( (
ZZ>=  Fn  ZZ  /\  Z  C_  ZZ )  ->  ( E. u  e.  ( ZZ>=
" Z ) A. k  e.  u  A. m  e.  u  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x  <->  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. m  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( ( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) )
8175, 77, 80mp2an 672 . . . 4  |-  ( E. u  e.  ( ZZ>= " Z ) A. k  e.  u  A. m  e.  u  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x  <->  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) A. m  e.  ( ZZ>= `  j ) ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x )
8272, 81syl6bbr 263 . . 3  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z --> X )  ->  ( E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( k  e.  dom  F  /\  ( F `  k )  e.  X  /\  A. m  e.  (
ZZ>= `  k ) ( ( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x )  <->  E. u  e.  ( ZZ>= " Z ) A. k  e.  u  A. m  e.  u  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) )
8382ralbidv 2734 . 2  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z --> X )  ->  ( A. x  e.  RR+  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( k  e.  dom  F  /\  ( F `  k )  e.  X  /\  A. m  e.  (
ZZ>= `  k ) ( ( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x )  <->  A. x  e.  RR+  E. u  e.  ( ZZ>= " Z ) A. k  e.  u  A. m  e.  u  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) )
84 elfvdm 5715 . . . . . . 7  |-  ( D  e.  ( *Met `  X )  ->  X  e.  dom  *Met )
8584adantr 465 . . . . . 6  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ )  ->  X  e.  dom  *Met )
86 cnex 9362 . . . . . 6  |-  CC  e.  _V
8785, 86jctir 538 . . . . 5  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( X  e. 
dom  *Met  /\  CC  e.  _V ) )
88 zsscn 10653 . . . . . . 7  |-  ZZ  C_  CC
8977, 88sstri 3364 . . . . . 6  |-  Z  C_  CC
9089jctr 542 . . . . 5  |-  ( F : Z --> X  -> 
( F : Z --> X  /\  Z  C_  CC ) )
91 elpm2r 7229 . . . . 5  |-  ( ( ( X  e.  dom  *Met  /\  CC  e.  _V )  /\  ( F : Z --> X  /\  Z  C_  CC ) )  ->  F  e.  ( X  ^pm  CC )
)
9287, 90, 91syl2an 477 . . . 4  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  M  e.  ZZ )  /\  F : Z
--> X )  ->  F  e.  ( X  ^pm  CC ) )
93 simpl 457 . . . . . 6  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ )  ->  D  e.  ( *Met `  X
) )
94 simpr 461 . . . . . 6  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ )  ->  M  e.  ZZ )
952, 93, 94iscau3 20788 . . . . 5  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( F  e.  ( Cau `  D
)  <->  ( F  e.  ( X  ^pm  CC )  /\  A. x  e.  RR+  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( k  e.  dom  F  /\  ( F `  k
)  e.  X  /\  A. m  e.  ( ZZ>= `  k ) ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x ) ) ) )
9695baibd 900 . . . 4  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  M  e.  ZZ )  /\  F  e.  ( X  ^pm  CC ) )  ->  ( F  e.  ( Cau `  D )  <->  A. x  e.  RR+  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( k  e.  dom  F  /\  ( F `  k )  e.  X  /\  A. m  e.  (
ZZ>= `  k ) ( ( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) ) )
9792, 96syldan 470 . . 3  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  M  e.  ZZ )  /\  F : Z
--> X )  ->  ( F  e.  ( Cau `  D )  <->  A. x  e.  RR+  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( k  e.  dom  F  /\  ( F `  k )  e.  X  /\  A. m  e.  (
ZZ>= `  k ) ( ( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) ) )
98973impa 1182 . 2  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z --> X )  ->  ( F  e.  ( Cau `  D
)  <->  A. x  e.  RR+  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) ( k  e.  dom  F  /\  ( F `  k )  e.  X  /\  A. m  e.  ( ZZ>= `  k ) ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x ) ) )
99 caucfil.2 . . . 4  |-  L  =  ( ( X  FilMap  F ) `  ( ZZ>= " Z ) )
10099eleq1i 2505 . . 3  |-  ( L  e.  (CauFil `  D
)  <->  ( ( X 
FilMap  F ) `  ( ZZ>=
" Z ) )  e.  (CauFil `  D
) )
1012uzfbas 19470 . . . 4  |-  ( M  e.  ZZ  ->  ( ZZ>=
" Z )  e.  ( fBas `  Z
) )
102 fmcfil 20782 . . . 4  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  ( ZZ>= " Z
)  e.  ( fBas `  Z )  /\  F : Z --> X )  -> 
( ( ( X 
FilMap  F ) `  ( ZZ>=
" Z ) )  e.  (CauFil `  D
)  <->  A. x  e.  RR+  E. u  e.  ( ZZ>= " Z ) A. k  e.  u  A. m  e.  u  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x ) )
103101, 102syl3an2 1252 . . 3  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z --> X )  ->  ( ( ( X  FilMap  F ) `  ( ZZ>= " Z ) )  e.  (CauFil `  D
)  <->  A. x  e.  RR+  E. u  e.  ( ZZ>= " Z ) A. k  e.  u  A. m  e.  u  ( ( F `  k ) D ( F `  m ) )  < 
x ) )
104100, 103syl5bb 257 . 2  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z --> X )  ->  ( L  e.  (CauFil `  D )  <->  A. x  e.  RR+  E. u  e.  ( ZZ>= " Z ) A. k  e.  u  A. m  e.  u  (
( F `  k
) D ( F `
 m ) )  <  x ) )
10583, 98, 1043bitr4d 285 1  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  M  e.  ZZ  /\  F : Z --> X )  ->  ( F  e.  ( Cau `  D
)  <->  L  e.  (CauFil `  D ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    \/ wo 368    /\ wa 369    /\ w3a 965    = wceq 1369    e. wcel 1756   A.wral 2714   E.wrex 2715   _Vcvv 2971    C_ wss 3327   ~Pcpw 3859   class class class wbr 4291   dom cdm 4839   "cima 4842    Fn wfn 5412   -->wf 5413   ` cfv 5417  (class class class)co 6090    ^pm cpm 7214   CCcc 9279    < clt 9417   ZZcz 10645   ZZ>=cuz 10860   RR+crp 10990   *Metcxmt 17800   fBascfbas 17803    FilMap cfm 19505  CauFilccfil 20762   Caucca 20763
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-8 1758  ax-9 1760  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2423  ax-rep 4402  ax-sep 4412  ax-nul 4420  ax-pow 4469  ax-pr 4530  ax-un 6371  ax-cnex 9337  ax-resscn 9338  ax-1cn 9339  ax-icn 9340  ax-addcl 9341  ax-addrcl 9342  ax-mulcl 9343  ax-mulrcl 9344  ax-mulcom 9345  ax-addass 9346  ax-mulass 9347  ax-distr 9348  ax-i2m1 9349  ax-1ne0 9350  ax-1rid 9351  ax-rnegex 9352  ax-rrecex 9353  ax-cnre 9354  ax-pre-lttri 9355  ax-pre-lttrn 9356  ax-pre-ltadd 9357  ax-pre-mulgt0 9358
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2257  df-mo 2258  df-clab 2429  df-cleq 2435  df-clel 2438  df-nfc 2567  df-ne 2607  df-nel 2608  df-ral 2719  df-rex 2720  df-reu 2721  df-rmo 2722  df-rab 2723  df-v 2973  df-sbc 3186  df-csb 3288  df-dif 3330  df-un 3332  df-in 3334  df-ss 3341  df-pss 3343  df-nul 3637  df-if 3791  df-pw 3861  df-sn 3877  df-pr 3879  df-tp 3881  df-op 3883  df-uni 4091  df-iun 4172  df-br 4292  df-opab 4350  df-mpt 4351  df-tr 4385  df-eprel 4631  df-id 4635  df-po 4640  df-so 4641  df-fr 4678  df-we 4680  df-ord 4721  df-on 4722  df-lim 4723  df-suc 4724  df-xp 4845  df-rel 4846  df-cnv 4847  df-co 4848  df-dm 4849  df-rn 4850  df-res 4851  df-ima 4852  df-iota 5380  df-fun 5419  df-fn 5420  df-f 5421  df-f1 5422  df-fo 5423  df-f1o 5424  df-fv 5425  df-riota 6051  df-ov 6093  df-oprab 6094  df-mpt2 6095  df-om 6476  df-1st 6576  df-2nd 6577  df-recs 6831  df-rdg 6865  df-er 7100  df-map 7215  df-pm 7216  df-en 7310  df-dom 7311  df-sdom 7312  df-pnf 9419  df-mnf 9420  df-xr 9421  df-ltxr 9422  df-le 9423  df-sub 9596  df-neg 9597  df-div 9993  df-nn 10322  df-2 10379  df-z 10646  df-uz 10861  df-rp 10991  df-xneg 11088  df-xadd 11089  df-xmul 11090  df-ico 11305  df-rest 14360  df-psmet 17808  df-xmet 17809  df-bl 17811  df-fbas 17813  df-fg 17814  df-fil 19418  df-fm 19510  df-cfil 20765  df-cau 20766
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