Theorem mbflimlem 23240

Description: The pointwise limit of a sequence of measurable real-valued functions is measurable. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Sep-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
mbflim.1	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
mbflim.2	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
mbflim.4	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ 𝐶)
mbflim.5	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ MblFn)
mbflimlem.6	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ 𝑍 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴)) → 𝐵 ∈ ℝ)

Assertion

Ref	Expression
mbflimlem	⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶) ∈ MblFn)

Distinct variable groups:   𝑥,𝑛,𝐴   𝜑,𝑛,𝑥   𝑛,𝑍,𝑥

Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥,𝑛)   𝐶(𝑥,𝑛)   𝑀(𝑥,𝑛)

Proof of Theorem mbflimlem

Dummy variables 𝑗 𝑘 𝑚 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mbflim.1	. . . . 5 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
2		mbflimlem.6	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ 𝑍 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴)) → 𝐵 ∈ ℝ)
3	2	anass1rs 845	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
4		eqid 2610	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)
5	3, 4	fmptd 6292	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵):𝑍⟶ℝ)
6		mbflim.2	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
7	6	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑀 ∈ ℤ)
8		mbflim.4	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ 𝐶)
9		climrel 14071	. . . . . . . 8 ⊢ Rel ⇝
10	9	releldmi 5283	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ 𝐶 → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ∈ dom ⇝ )
11	8, 10	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ∈ dom ⇝ )
12	1	climcau 14249	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ∈ dom ⇝ ) → ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(abs‘(((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑗) − ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑘))) < 𝑦)
13	7, 11, 12	syl2anc 691	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(abs‘(((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑗) − ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑘))) < 𝑦)
14	1, 5, 13	caurcvg 14255	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)))
15		climuni 14131	. . . 4 ⊢ (((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) ∧ (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⇝ 𝐶) → (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) = 𝐶)
16	14, 8, 15	syl2anc 691	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) = 𝐶)
17	16	mpteq2dva 4672	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵))) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶))
18		eqid 2610	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵))) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)))
19		eqid 2610	. . 3 ⊢ (𝑚 ∈ ℝ ↦ sup((((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) “ (𝑚[,)+∞)) ∩ ℝ*), ℝ*, < )) = (𝑚 ∈ ℝ ↦ sup((((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) “ (𝑚[,)+∞)) ∩ ℝ*), ℝ*, < ))
20	5	ffvelrnda 6267	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑘) ∈ ℝ)
21	1, 7, 14, 20	climrecl 14162	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)) ∈ ℝ)
22		mbflim.5	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ MblFn)
23	1, 18, 19, 6, 21, 22, 2	mbflimsup 23239	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ (lim sup‘(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵))) ∈ MblFn)
24	17, 23	eqeltrrd 2689	1 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶) ∈ MblFn)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 383   = wceq 1475   ∈ wcel 1977  ∀wral 2896  ∃wrex 2897   ∩ cin 3539   class class class wbr 4583   ↦ cmpt 4643  dom cdm 5038   “ cima 5041  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  supcsup 8229  ℝcr 9814  +∞cpnf 9950  ℝ^*cxr 9952   < clt 9953   − cmin 10145  ℤcz 11254  ℤ_≥cuz 11563  ℝ⁺crp 11708  [,)cico 12048  abscabs 13822  lim supclsp 14049   ⇝ cli 14063  MblFncmbf 23189

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421  ax-cc 9140  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893

This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-disj 4554  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-of 6795  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-omul 7452  df-er 7629  df-map 7746  df-pm 7747  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-sup 8231  df-inf 8232  df-oi 8298  df-card 8648  df-acn 8651  df-cda 8873  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-q 11665  df-rp 11709  df-xadd 11823  df-ioo 12050  df-ioc 12051  df-ico 12052  df-icc 12053  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-fl 12455  df-seq 12664  df-exp 12723  df-hash 12980  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-limsup 14050  df-clim 14067  df-rlim 14068  df-sum 14265  df-xmet 19560  df-met 19561  df-ovol 23040  df-vol 23041  df-mbf 23194

This theorem is referenced by:  mbflim  23241