HomeHome Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Related theorems
Unicode version

Theorem xplm 7909
Description: Two sequences converge iff the sequence of their ordered pairs converges. Proposition 14-2.6 of [Gleason] p. 230. Warning: The HTML proof page is 0.5MB in size.
Hypotheses
Ref Expression
xplm.a |- R e. V
xplm.b |- S e. V
xplm.1 |- X = dom dom B
xplm.3 |- Y = dom dom C
xplm.5 |- B e. Met
xplm.6 |- C e. Met
xplm.7 |- D = {<.<.x, y>., z>. | ((x e. (X X. Y) /\ y e. (X X. Y)) /\ z = sup({((1st` x)B(1st` y)), ((2nd` x)C(2nd` y))}, RR, < ))}
xplm.9 |- F:NN-->X
xplm.10 |- G:NN-->Y
xplm.11 |- H = {<.k, w>. | (k e. NN /\ w = <.(F` k), (G` k)>.)}
Assertion
Ref Expression
xplm |- ((F(~~>m` B)R /\ G(~~>m` C)S) <-> H(~~>m` D)<.R, S>.)
Distinct variable groups:   x,y,z,B   x,C,y,z   x,R,y,z   x,S,y,z   w,k,x,y,z,X   k,Y,w,x,y,z   k,F,w,x,y,z   k,G,w,x,y,z

Proof of Theorem xplm
StepHypRef Expression
1 opelxpi 3207 . . . . 5 |- ((R e. X /\ S e. Y) -> <.R, S>. e. (X X. Y))
2 xplm.5 . . . . . 6 |- B e. Met
3 xplm.a . . . . . 6 |- R e. V
4 xplm.1 . . . . . . 7 |- X = dom dom B
54lmcl 7884 . . . . . 6 |- ((B e. Met /\ R e. V /\ F(~~>m` B)R) -> R e. X)
62, 3, 5mp3an12 903 . . . . 5 |- (F(~~>m` B)R -> R e. X)
7 xplm.6 . . . . . 6 |- C e. Met
8 xplm.b . . . . . 6 |- S e. V
9 xplm.3 . . . . . . 7 |- Y = dom dom C
109lmcl 7884 . . . . . 6 |- ((C e. Met /\ S e. V /\ G(~~>m` C)S) -> S e. Y)
117, 8, 10mp3an12 903 . . . . 5 |- (G(~~>m` C)S -> S e. Y)
121, 6, 11syl2an 454 . . . 4 |- ((F(~~>m` B)R /\ G(~~>m` C)S) -> <.R, S>. e. (X X. Y))
13 1z 6106 . . . . . . . . . . . . 13 |- 1 e. ZZ
14 nnuz 6371 . . . . . . . . . . . . 13 |- NN = (ZZ>` 1)
154, 13, 14lmcvg2 7871 . . . . . . . . . . . 12 |- (((B e. Met /\ R e. V /\ F(~~>m` B)R) /\ (v e. RR /\ 0 < v)) -> E.n e. NN A.m e. NN (n <_ m -> ((F` m)BR) < v))
162, 15mp3anl1 907 . . . . . . . . . . 11 |- (((R e. V /\ F(~~>m` B)R) /\ (v e. RR /\ 0 < v)) -> E.n e. NN A.m e. NN (n <_ m -> ((F` m)BR) < v))
173, 16mpanl1 704 . . . . . . . . . 10 |- ((F(~~>m` B)R /\ (v e. RR /\ 0 < v)) -> E.n e. NN A.m e. NN (n <_ m -> ((F` m)BR) < v))
189, 13, 14lmcvg2 7871 . . . . . . . . . . . 12 |- (((C e. Met /\ S e. V /\ G(~~>m` C)S) /\ (v e. RR /\ 0 < v)) -> E.p e. NN A.m e. NN (p <_ m -> ((G` m)CS) < v))
197, 18mp3anl1 907 . . . . . . . . . . 11 |- (((S e. V /\ G(~~>m` C)S) /\ (v e. RR /\ 0 < v)) -> E.p e. NN A.m e. NN (p <_ m -> ((G` m)CS) < v))
208, 19mpanl1 704 . . . . . . . . . 10 |- ((G(~~>m` C)S /\ (v e. RR /\ 0 < v)) -> E.p e. NN A.m e. NN (p <_ m -> ((G` m)CS) < v))
2117, 20anim12i 333 . . . . . . . . 9 |- (((F(~~>m` B)R /\ (v e. RR /\ 0 < v)) /\ (G(~~>m` C)S /\ (v e. RR /\ 0 < v))) -> (E.n e. NN A.m e. NN (n <_ m -> ((F` m)BR) < v) /\ E.p e. NN A.m e. NN (p <_ m -> ((G` m)CS) < v)))
2221anandirs 512 . . . . . . . 8 |- (((F(~~>m` B)R /\ G(~~>m` C)S) /\ (v e. RR /\ 0 < v)) -> (E.n e. NN A.m e. NN (n <_ m -> ((F` m)BR) < v) /\ E.p e. NN A.m e. NN (p <_ m -> ((G` m)CS) < v)))
23 reeanv 1770 . . . . . . . . 9 |- (E.n e. NN E.p e. NN (A.m e. NN (n <_ m -> ((F` m)BR) < v) /\ A.m e. NN (p <_ m -> ((G` m)CS) < v)) <-> (E.n e. NN A.m e. NN (n <_ m -> ((F` m)BR) < v) /\ E.p e. NN A.m e. NN (p <_ m -> ((G` m)CS) < v)))
24 nnret 5877 . . . . . . . . . . . . 13 |- (n e. NN -> n e. RR)
2524adantr 389 . . . . . . . . . . . 12 |- ((n e. NN /\ p e. NN) -> n e. RR)
26 nnret 5877 . . . . . . . . . . . . 13 |- (p e. NN -> p e. RR)
2726adantl 388 . . . . . . . . . . . 12 |- ((n e. NN /\ p e. NN) -> p e. RR)
28 letrt 5498 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ((n e. RR /\ p e. RR /\ m e. RR) -> ((n <_ p /\ p <_ m) -> n <_ m))
29 nnret 5877 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- (m e. NN -> m e. RR)
3028, 24, 26, 29syl3an 866 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- ((n e. NN /\ p e. NN /\ m e. NN) -> ((n <_ p /\ p <_ m) -> n <_ m))
31303expa 831 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- (((n e. NN /\ p e. NN) /\ m e. NN) -> ((n <_ p /\ p <_ m) -> n <_ m))
3231exp3a 375 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (((n e. NN /\ p e. NN) /\ m e. NN) -> (n <_ p -> (p <_ m -> n <_ m)))
3332imp 350 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ((((n e. NN /\ p e. NN) /\ m e. NN) /\ n <_ p) -> (p <_ m -> n <_ m))
3433an1rs 488 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ((((n e. NN /\ p e. NN) /\ n <_ p) /\ m e. NN) -> (p <_ m -> n <_ m))
3534ancrd 299 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ((((n e. NN /\ p e. NN) /\ n <_ p) /\ m e. NN) -> (p <_ m -> (n <_ m /\ p <_ m)))
3635imim1d 28 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((((n e. NN /\ p e. NN) /\ n <_ p) /\ m e. NN) -> (((n <_ m /\ p <_ m) -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v)) -> (p <_ m -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v))))
3736r19.20dva 1701 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (((n e. NN /\ p e. NN) /\ n <_ p) -> (A.m e. NN ((n <_ m /\ p <_ m) -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v)) -> A.m e. NN (p <_ m -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v))))
38 simplr 413 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (((n e. NN /\ p e. NN) /\ n <_ p) -> p e. NN)
3937, 38jctild 599 . . . . . . . . . . . . 13 |- (((n e. NN /\ p e. NN) /\ n <_ p) -> (A.m e. NN ((n <_ m /\ p <_ m) -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v)) -> (p e. NN /\ A.m e. NN (p <_ m -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v)))))
40 breq1 2612 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (j = p -> (j <_ m <-> p <_ m))
4140imbi1d 611 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- (j = p -> ((j <_ m -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v)) <-> (p <_ m -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v))))
4241ralbidv 1655 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (j = p -> (A.m e. NN (j <_ m -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v)) <-> A.m e. NN (p <_ m -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v))))
4342rcla4ev 1868 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((p e. NN /\ A.m e. NN (p <_ m -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v))) -> E.j e. NN A.m e. NN (j <_ m -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v)))
4439, 43syl6 22 . . . . . . . . . . . 12 |- (((n e. NN /\ p e. NN) /\ n <_ p) -> (A.m e. NN ((n <_ m /\ p <_ m) -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v)) -> E.j e. NN A.m e. NN (j <_ m -> (((F` m)BR) < v /\ ((G` m)CS) < v))))
45 letrt 5498 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 |- ((p e. RR /\ n e. RR /\ m e. RR) -> ((p <_ n /\ n <_ m) -> p <_ m))
4645, 26, 24, 29syl3an 866 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ((p e. NN /\ n e. NN /\ m e. NN) -> ((p <_ n /\ n <_ m) -> p <_ m))
47463com12 835 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- ((n e. NN /\ p e. NN /\ m e. NN) -> ((p <_ n /\ n <_ m