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Theorem iscauf 21546
Description: Express the property " F is a Cauchy sequence of metric  D " presupposing  F is a function. (Contributed by NM, 24-Jul-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Dec-2013.)
Hypotheses
Ref Expression
iscau3.2  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
iscau3.3  |-  ( ph  ->  D  e.  ( *Met `  X ) )
iscau3.4  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
iscau4.5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  ( F `  k )  =  A )
iscau4.6  |-  ( (
ph  /\  j  e.  Z )  ->  ( F `  j )  =  B )
iscauf.7  |-  ( ph  ->  F : Z --> X )
Assertion
Ref Expression
iscauf  |-  ( ph  ->  ( F  e.  ( Cau `  D )  <->  A. x  e.  RR+  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( B D A )  <  x ) )
Distinct variable groups:    j, k, x, D    j, F, k, x    ph, j, k, x   
j, X, k, x   
j, M    j, Z, k, x
Allowed substitution hints:    A( x, j, k)    B( x, j, k)    M( x, k)

Proof of Theorem iscauf
StepHypRef Expression
1 iscau3.3 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  D  e.  ( *Met `  X ) )
2 elfvdm 5892 . . . . . 6  |-  ( D  e.  ( *Met `  X )  ->  X  e.  dom  *Met )
31, 2syl 16 . . . . 5  |-  ( ph  ->  X  e.  dom  *Met )
4 cnex 9574 . . . . 5  |-  CC  e.  _V
53, 4jctir 538 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( X  e.  dom  *Met  /\  CC  e.  _V ) )
6 iscauf.7 . . . . 5  |-  ( ph  ->  F : Z --> X )
7 iscau3.2 . . . . . 6  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
8 uzssz 11102 . . . . . . 7  |-  ( ZZ>= `  M )  C_  ZZ
9 zsscn 10873 . . . . . . 7  |-  ZZ  C_  CC
108, 9sstri 3513 . . . . . 6  |-  ( ZZ>= `  M )  C_  CC
117, 10eqsstri 3534 . . . . 5  |-  Z  C_  CC
126, 11jctir 538 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( F : Z --> X  /\  Z  C_  CC ) )
13 elpm2r 7437 . . . 4  |-  ( ( ( X  e.  dom  *Met  /\  CC  e.  _V )  /\  ( F : Z --> X  /\  Z  C_  CC ) )  ->  F  e.  ( X  ^pm  CC )
)
145, 12, 13syl2anc 661 . . 3  |-  ( ph  ->  F  e.  ( X 
^pm  CC ) )
1514biantrurd 508 . 2  |-  ( ph  ->  ( A. x  e.  RR+  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( k  e.  dom  F  /\  A  e.  X  /\  ( A D B )  <  x )  <-> 
( F  e.  ( X  ^pm  CC )  /\  A. x  e.  RR+  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) ( k  e.  dom  F  /\  A  e.  X  /\  ( A D B )  <  x ) ) ) )
161adantr 465 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  D  e.  ( *Met `  X ) )
17 iscau4.6 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  j  e.  Z )  ->  ( F `  j )  =  B )
1817adantrr 716 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  ( F `  j )  =  B )
196adantr 465 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  F : Z --> X )
20 simprl 755 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  j  e.  Z )
2119, 20ffvelrnd 6023 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  ( F `  j )  e.  X )
2218, 21eqeltrrd 2556 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  B  e.  X )
237uztrn2 11100 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j ) )  -> 
k  e.  Z )
24 iscau4.5 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  ( F `  k )  =  A )
2523, 24sylan2 474 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  ( F `  k )  =  A )
26 ffvelrn 6020 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( F : Z --> X  /\  k  e.  Z )  ->  ( F `  k
)  e.  X )
276, 23, 26syl2an 477 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  ( F `  k )  e.  X )
2825, 27eqeltrrd 2556 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  A  e.  X )
29 xmetsym 20677 . . . . . . . . 9  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  B  e.  X  /\  A  e.  X
)  ->  ( B D A )  =  ( A D B ) )
3016, 22, 28, 29syl3anc 1228 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  ( B D A )  =  ( A D B ) )
3130breq1d 4457 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  (
( B D A )  <  x  <->  ( A D B )  <  x
) )
32 fdm 5735 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( F : Z --> X  ->  dom  F  =  Z )
3332eleq2d 2537 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( F : Z --> X  -> 
( k  e.  dom  F  <-> 
k  e.  Z ) )
3433biimpar 485 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( F : Z --> X  /\  k  e.  Z )  ->  k  e.  dom  F
)
356, 23, 34syl2an 477 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  k  e.  dom  F )
3635, 28jca 532 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  (
k  e.  dom  F  /\  A  e.  X
) )
3736biantrurd 508 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  (
( A D B )  <  x  <->  ( (
k  e.  dom  F  /\  A  e.  X
)  /\  ( A D B )  <  x
) ) )
38 df-3an 975 . . . . . . . 8  |-  ( ( k  e.  dom  F  /\  A  e.  X  /\  ( A D B )  <  x )  <-> 
( ( k  e. 
dom  F  /\  A  e.  X )  /\  ( A D B )  < 
x ) )
3937, 38syl6bbr 263 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  (
( A D B )  <  x  <->  ( k  e.  dom  F  /\  A  e.  X  /\  ( A D B )  < 
x ) ) )
4031, 39bitrd 253 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  Z  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
) )  ->  (
( B D A )  <  x  <->  ( k  e.  dom  F  /\  A  e.  X  /\  ( A D B )  < 
x ) ) )
4140anassrs 648 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  Z )  /\  k  e.  ( ZZ>= `  j )
)  ->  ( ( B D A )  < 
x  <->  ( k  e. 
dom  F  /\  A  e.  X  /\  ( A D B )  < 
x ) ) )
4241ralbidva 2900 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  j  e.  Z )  ->  ( A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( B D A )  <  x  <->  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( k  e.  dom  F  /\  A  e.  X  /\  ( A D B )  <  x ) ) )
4342rexbidva 2970 . . 3  |-  ( ph  ->  ( E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( B D A )  <  x  <->  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( k  e.  dom  F  /\  A  e.  X  /\  ( A D B )  <  x ) ) )
4443ralbidv 2903 . 2  |-  ( ph  ->  ( A. x  e.  RR+  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( B D A )  <  x  <->  A. x  e.  RR+  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( k  e.  dom  F  /\  A  e.  X  /\  ( A D B )  <  x ) ) )
45 iscau3.4 . . 3  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
467, 1, 45, 24, 17iscau4 21545 . 2  |-  ( ph  ->  ( 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  /\  A  e.  X  /\  ( A D B )  <  x ) ) ) )
4715, 44, 463bitr4rd 286 1  |-  ( ph  ->  ( F  e.  ( Cau `  D )  <->  A. x  e.  RR+  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( B D A )  <  x ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 973    = wceq 1379    e. wcel 1767   A.wral 2814   E.wrex 2815   _Vcvv 3113    C_ wss 3476   class class class wbr 4447   dom cdm 4999   -->wf 5584   ` cfv 5588  (class class class)co 6285    ^pm cpm 7422   CCcc 9491    < clt 9629   ZZcz 10865   ZZ>=cuz 11083   RR+crp 11221   *Metcxmt 18214   Caucca 21519
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1601  ax-4 1612  ax-5 1680  ax-6 1719  ax-7 1739  ax-8 1769  ax-9 1771  ax-10 1786  ax-11 1791  ax-12 1803  ax-13 1968  ax-ext 2445  ax-sep 4568  ax-nul 4576  ax-pow 4625  ax-pr 4686  ax-un 6577  ax-cnex 9549  ax-resscn 9550  ax-1cn 9551  ax-icn 9552  ax-addcl 9553  ax-addrcl 9554  ax-mulcl 9555  ax-mulrcl 9556  ax-mulcom 9557  ax-addass 9558  ax-mulass 9559  ax-distr 9560  ax-i2m1 9561  ax-1ne0 9562  ax-1rid 9563  ax-rnegex 9564  ax-rrecex 9565  ax-cnre 9566  ax-pre-lttri 9567  ax-pre-lttrn 9568  ax-pre-ltadd 9569  ax-pre-mulgt0 9570
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1382  df-ex 1597  df-nf 1600  df-sb 1712  df-eu 2279  df-mo 2280  df-clab 2453  df-cleq 2459  df-clel 2462  df-nfc 2617  df-ne 2664  df-nel 2665  df-ral 2819  df-rex 2820  df-reu 2821  df-rmo 2822  df-rab 2823  df-v 3115  df-sbc 3332  df-csb 3436  df-dif 3479  df-un 3481  df-in 3483  df-ss 3490  df-nul 3786  df-if 3940  df-pw 4012  df-sn 4028  df-pr 4030  df-op 4034  df-uni 4246  df-iun 4327  df-br 4448  df-opab 4506  df-mpt 4507  df-id 4795  df-po 4800  df-so 4801  df-xp 5005  df-rel 5006  df-cnv 5007  df-co 5008  df-dm 5009  df-rn 5010  df-res 5011  df-ima 5012  df-iota 5551  df-fun 5590  df-fn 5591  df-f 5592  df-f1 5593  df-fo 5594  df-f1o 5595  df-fv 5596  df-riota 6246  df-ov 6288  df-oprab 6289  df-mpt2 6290  df-1st 6785  df-2nd 6786  df-er 7312  df-map 7423  df-pm 7424  df-en 7518  df-dom 7519  df-sdom 7520  df-pnf 9631  df-mnf 9632  df-xr 9633  df-ltxr 9634  df-le 9635  df-sub 9808  df-neg 9809  df-div 10208  df-2 10595  df-z 10866  df-uz 11084  df-rp 11222  df-xneg 11319  df-xadd 11320  df-psmet 18222  df-xmet 18223  df-bl 18225  df-cau 21522
This theorem is referenced by:  iscmet3lem1  21557  causs  21564  caubl  21573  minvecolem3  25565  h2hcau  25669  geomcau  30082  caushft  30084  rrncmslem  30158
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