Theorem climcvg1nlem 9868

Description: Lemma for climcvg1n 9869. We construct sequences of the real and imaginary parts of each term of 𝐹, show those converge, and use that to show that 𝐹 converges. (Contributed by Jim Kingdon, 24-Aug-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
climcvg1n.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶ℂ)
climcvg1n.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ+)
climcvg1n.cau	⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛))
climcvg1nlem.g	⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ ℕ ↦ (ℜ‘(𝐹‘𝑥)))
climcvg1nlem.h	⊢ 𝐻 = (𝑥 ∈ ℕ ↦ (ℑ‘(𝐹‘𝑥)))
climcvg1nlem.j	⊢ 𝐽 = (𝑥 ∈ ℕ ↦ (i · (𝐻‘𝑥)))

Assertion

Ref	Expression
climcvg1nlem	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ dom ⇝ )

Distinct variable groups:   𝐶,𝑘,𝑛   𝑘,𝐹,𝑥   𝑘,𝐺,𝑛   𝑘,𝐻,𝑛,𝑥   𝑘,𝐽   𝜑,𝑘,𝑛,𝑥

Allowed substitution hints:   𝐶(𝑥)   𝐹(𝑛)   𝐺(𝑥)   𝐽(𝑥,𝑛)

Proof of Theorem climcvg1nlem

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nnuz 8508	. . 3 ⊢ ℕ = (ℤ≥‘1)
2		1zzd 8272	. . 3 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
3		climcvg1n.f	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶ℂ)
4	3	ffvelrnda 5302	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℂ)
5	4	recld 9538	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℕ) → (ℜ‘(𝐹‘𝑥)) ∈ ℝ)
6		climcvg1nlem.g	. . . . . 6 ⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ ℕ ↦ (ℜ‘(𝐹‘𝑥)))
7	5, 6	fmptd 5322	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺:ℕ⟶ℝ)
8		climcvg1n.c	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ+)
9		climcvg1n.cau	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛))
10		eluznn 8538	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → 𝑘 ∈ ℕ)
11	10	adantll 445	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → 𝑘 ∈ ℕ)
12	3	ad2antrr 457	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → 𝐹:ℕ⟶ℂ)
13	12, 11	ffvelrnd 5303	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
14	13	recld 9538	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (ℜ‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ)
15		fveq2 5178	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑥 = 𝑘 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑘))
16	15	fveq2d 5182	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 = 𝑘 → (ℜ‘(𝐹‘𝑥)) = (ℜ‘(𝐹‘𝑘)))
17	16, 6	fvmptg 5248	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑘 ∈ ℕ ∧ (ℜ‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ) → (𝐺‘𝑘) = (ℜ‘(𝐹‘𝑘)))
18	11, 14, 17	syl2anc 391	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (𝐺‘𝑘) = (ℜ‘(𝐹‘𝑘)))
19		simplr 482	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → 𝑛 ∈ ℕ)
20	12, 19	ffvelrnd 5303	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (𝐹‘𝑛) ∈ ℂ)
21	20	recld 9538	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (ℜ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ)
22		fveq2 5178	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑥 = 𝑛 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑛))
23	22	fveq2d 5182	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 = 𝑛 → (ℜ‘(𝐹‘𝑥)) = (ℜ‘(𝐹‘𝑛)))
24	23, 6	fvmptg 5248	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑛 ∈ ℕ ∧ (ℜ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ) → (𝐺‘𝑛) = (ℜ‘(𝐹‘𝑛)))
25	19, 21, 24	syl2anc 391	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (𝐺‘𝑛) = (ℜ‘(𝐹‘𝑛)))
26	18, 25	oveq12d 5530	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → ((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛)) = ((ℜ‘(𝐹‘𝑘)) − (ℜ‘(𝐹‘𝑛))))
27	13, 20	resubd 9561	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (ℜ‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) = ((ℜ‘(𝐹‘𝑘)) − (ℜ‘(𝐹‘𝑛))))
28	26, 27	eqtr4d 2075	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → ((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛)) = (ℜ‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))))
29	28	fveq2d 5182	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (abs‘((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛))) = (abs‘(ℜ‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛)))))
30	13, 20	subcld 7322	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → ((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛)) ∈ ℂ)
31		absrele 9679	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛)) ∈ ℂ → (abs‘(ℜ‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛)))) ≤ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))))
32	30, 31	syl 14	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (abs‘(ℜ‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛)))) ≤ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))))
33	29, 32	eqbrtrd 3784	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (abs‘((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛))) ≤ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))))
34	30	recld 9538	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (ℜ‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) ∈ ℝ)
35	34	recnd 7054	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (ℜ‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) ∈ ℂ)
36	28, 35	eqeltrd 2114	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → ((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛)) ∈ ℂ)
37	36	abscld 9777	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (abs‘((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛))) ∈ ℝ)
38	30	abscld 9777	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) ∈ ℝ)
39	8	ad2antrr 457	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → 𝐶 ∈ ℝ+)
40	19	nnrpd 8621	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → 𝑛 ∈ ℝ+)
41	39, 40	rpdivcld 8640	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (𝐶 / 𝑛) ∈ ℝ+)
42	41	rpred 8622	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (𝐶 / 𝑛) ∈ ℝ)
43		lelttr 7106	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((abs‘((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛))) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) ∈ ℝ ∧ (𝐶 / 𝑛) ∈ ℝ) → (((abs‘((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛))) ≤ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)) → (abs‘((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)))
44	37, 38, 42, 43	syl3anc 1135	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (((abs‘((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛))) ≤ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)) → (abs‘((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)))
45	33, 44	mpand 405	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → ((abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛) → (abs‘((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)))
46	45	ralimdva 2387	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛) → ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(abs‘((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)))
47	46	ralimdva 2387	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (∀𝑛 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛) → ∀𝑛 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(abs‘((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)))
48	9, 47	mpd 13	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(abs‘((𝐺‘𝑘) − (𝐺‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛))
49	7, 8, 48	climrecvg1n 9867	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ dom ⇝ )
50		climdm 9816	. . . 4 ⊢ (𝐺 ∈ dom ⇝ ↔ 𝐺 ⇝ ( ⇝ ‘𝐺))
51	49, 50	sylib 127	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ⇝ ( ⇝ ‘𝐺))
52		nnex 7920	. . . 4 ⊢ ℕ ∈ V
53		fex 5388	. . . 4 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶ℂ ∧ ℕ ∈ V) → 𝐹 ∈ V)
54	3, 52, 53	sylancl 392	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ V)
55	4	imcld 9539	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℕ) → (ℑ‘(𝐹‘𝑥)) ∈ ℝ)
56		climcvg1nlem.h	. . . . . . 7 ⊢ 𝐻 = (𝑥 ∈ ℕ ↦ (ℑ‘(𝐹‘𝑥)))
57	55, 56	fmptd 5322	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐻:ℕ⟶ℝ)
58	13	imcld 9539	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (ℑ‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ)
59	15	fveq2d 5182	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑥 = 𝑘 → (ℑ‘(𝐹‘𝑥)) = (ℑ‘(𝐹‘𝑘)))
60	59, 56	fvmptg 5248	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑘 ∈ ℕ ∧ (ℑ‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ) → (𝐻‘𝑘) = (ℑ‘(𝐹‘𝑘)))
61	11, 58, 60	syl2anc 391	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (𝐻‘𝑘) = (ℑ‘(𝐹‘𝑘)))
62	20	imcld 9539	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (ℑ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ)
63	22	fveq2d 5182	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑥 = 𝑛 → (ℑ‘(𝐹‘𝑥)) = (ℑ‘(𝐹‘𝑛)))
64	63, 56	fvmptg 5248	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑛 ∈ ℕ ∧ (ℑ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ) → (𝐻‘𝑛) = (ℑ‘(𝐹‘𝑛)))
65	19, 62, 64	syl2anc 391	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (𝐻‘𝑛) = (ℑ‘(𝐹‘𝑛)))
66	61, 65	oveq12d 5530	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → ((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛)) = ((ℑ‘(𝐹‘𝑘)) − (ℑ‘(𝐹‘𝑛))))
67	13, 20	imsubd 9562	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (ℑ‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) = ((ℑ‘(𝐹‘𝑘)) − (ℑ‘(𝐹‘𝑛))))
68	66, 67	eqtr4d 2075	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → ((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛)) = (ℑ‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))))
69	68	fveq2d 5182	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (abs‘((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛))) = (abs‘(ℑ‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛)))))
70		absimle 9680	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛)) ∈ ℂ → (abs‘(ℑ‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛)))) ≤ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))))
71	30, 70	syl 14	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (abs‘(ℑ‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛)))) ≤ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))))
72	69, 71	eqbrtrd 3784	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (abs‘((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛))) ≤ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))))
73	61, 58	eqeltrd 2114	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (𝐻‘𝑘) ∈ ℝ)
74	65, 62	eqeltrd 2114	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (𝐻‘𝑛) ∈ ℝ)
75	73, 74	resubcld 7379	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → ((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛)) ∈ ℝ)
76	75	recnd 7054	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → ((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛)) ∈ ℂ)
77	76	abscld 9777	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (abs‘((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛))) ∈ ℝ)
78		lelttr 7106	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((abs‘((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛))) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) ∈ ℝ ∧ (𝐶 / 𝑛) ∈ ℝ) → (((abs‘((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛))) ≤ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)) → (abs‘((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)))
79	77, 38, 42, 78	syl3anc 1135	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → (((abs‘((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛))) ≤ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)) → (abs‘((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)))
80	72, 79	mpand 405	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)) → ((abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛) → (abs‘((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)))
81	80	ralimdva 2387	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛) → ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(abs‘((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)))
82	81	ralimdva 2387	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (∀𝑛 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛) → ∀𝑛 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(abs‘((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛)))
83	9, 82	mpd 13	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(abs‘((𝐻‘𝑘) − (𝐻‘𝑛))) < (𝐶 / 𝑛))
84	57, 8, 83	climrecvg1n 9867	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ dom ⇝ )
85		climdm 9816	. . . . 5 ⊢ (𝐻 ∈ dom ⇝ ↔ 𝐻 ⇝ ( ⇝ ‘𝐻))
86	84, 85	sylib 127	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐻 ⇝ ( ⇝ ‘𝐻))
87		ax-icn 6979	. . . . 5 ⊢ i ∈ ℂ
88	87	a1i 9	. . . 4 ⊢ (𝜑 → i ∈ ℂ)
89		climcvg1nlem.j	. . . . . 6 ⊢ 𝐽 = (𝑥 ∈ ℕ ↦ (i · (𝐻‘𝑥)))
90	52	mptex 5387	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℕ ↦ (i · (𝐻‘𝑥))) ∈ V
91	89, 90	eqeltri 2110	. . . . 5 ⊢ 𝐽 ∈ V
92	91	a1i 9	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ V)
93		ax-resscn 6976	. . . . . . 7 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
94	93	a1i 9	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
95	57, 94	fssd 5055	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐻:ℕ⟶ℂ)
96	95	ffvelrnda 5302	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐻‘𝑘) ∈ ℂ)
97	89	a1i 9	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐽 = (𝑥 ∈ ℕ ↦ (i · (𝐻‘𝑥))))
98		fveq2 5178	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑘 → (𝐻‘𝑥) = (𝐻‘𝑘))
99	98	oveq2d 5528	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑘 → (i · (𝐻‘𝑥)) = (i · (𝐻‘𝑘)))
100	99	adantl 262	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 = 𝑘) → (i · (𝐻‘𝑥)) = (i · (𝐻‘𝑘)))
101		simpr 103	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℕ)
102	87	a1i 9	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → i ∈ ℂ)
103	102, 96	mulcld 7047	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (i · (𝐻‘𝑘)) ∈ ℂ)
104	97, 100, 101, 103	fvmptd 5253	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐽‘𝑘) = (i · (𝐻‘𝑘)))
105	1, 2, 86, 88, 92, 96, 104	climmulc2 9851	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ⇝ (i · ( ⇝ ‘𝐻)))
106	7	ffvelrnda 5302	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℝ)
107	106	recnd 7054	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℂ)
108	104, 103	eqeltrd 2114	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐽‘𝑘) ∈ ℂ)
109	3	ffvelrnda 5302	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
110	109	replimd 9541	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑘) = ((ℜ‘(𝐹‘𝑘)) + (i · (ℑ‘(𝐹‘𝑘)))))
111	109	recld 9538	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (ℜ‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ)
112	101, 111, 17	syl2anc 391	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑘) = (ℜ‘(𝐹‘𝑘)))
113	109	imcld 9539	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (ℑ‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ)
114	101, 113, 60	syl2anc 391	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐻‘𝑘) = (ℑ‘(𝐹‘𝑘)))
115	114	oveq2d 5528	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (i · (𝐻‘𝑘)) = (i · (ℑ‘(𝐹‘𝑘))))
116	104, 115	eqtrd 2072	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐽‘𝑘) = (i · (ℑ‘(𝐹‘𝑘))))
117	112, 116	oveq12d 5530	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐺‘𝑘) + (𝐽‘𝑘)) = ((ℜ‘(𝐹‘𝑘)) + (i · (ℑ‘(𝐹‘𝑘)))))
118	110, 117	eqtr4d 2075	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑘) = ((𝐺‘𝑘) + (𝐽‘𝑘)))
119	1, 2, 51, 54, 105, 107, 108, 118	climadd 9846	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ⇝ (( ⇝ ‘𝐺) + (i · ( ⇝ ‘𝐻))))
120		climrel 9801	. . 3 ⊢ Rel ⇝
121	120	releldmi 4573	. 2 ⊢ (𝐹 ⇝ (( ⇝ ‘𝐺) + (i · ( ⇝ ‘𝐻))) → 𝐹 ∈ dom ⇝ )
122	119, 121	syl 14	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ dom ⇝ )

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 97   = wceq 1243   ∈ wcel 1393  ∀wral 2306  Vcvv 2557   ⊆ wss 2917   class class class wbr 3764   ↦ cmpt 3818  dom cdm 4345  ⟶wf 4898  ‘cfv 4902  (class class class)co 5512  ℂcc 6887  ℝcr 6888  1c1 6890  ici 6891   + caddc 6892   · cmul 6894   < clt 7060   ≤ cle 7061   − cmin 7182   / cdiv 7651  ℕcn 7914  ℤ_≥cuz 8473  ℝ⁺crp 8583  ℜcre 9440  ℑcim 9441  abscabs 9595   ⇝ cli 9799

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 99  ax-ia2 100  ax-ia3 101  ax-in1 544  ax-in2 545  ax-io 630  ax-5 1336  ax-7 1337  ax-gen 1338  ax-ie1 1382  ax-ie2 1383  ax-8 1395  ax-10 1396  ax-11 1397  ax-i12 1398  ax-bndl 1399  ax-4 1400  ax-13 1404  ax-14 1405  ax-17 1419  ax-i9 1423  ax-ial 1427  ax-i5r 1428  ax-ext 2022  ax-coll 3872  ax-sep 3875  ax-nul 3883  ax-pow 3927  ax-pr 3944  ax-un 4170  ax-setind 4262  ax-iinf 4311  ax-cnex 6975  ax-resscn 6976  ax-1cn 6977  ax-1re 6978  ax-icn 6979  ax-addcl 6980  ax-addrcl 6981  ax-mulcl 6982  ax-mulrcl 6983  ax-addcom 6984  ax-mulcom 6985  ax-addass 6986  ax-mulass 6987  ax-distr 6988  ax-i2m1 6989  ax-1rid 6991  ax-0id 6992  ax-rnegex 6993  ax-precex 6994  ax-cnre 6995  ax-pre-ltirr 6996  ax-pre-ltwlin 6997  ax-pre-lttrn 6998  ax-pre-apti 6999  ax-pre-ltadd 7000  ax-pre-mulgt0 7001  ax-pre-mulext 7002  ax-arch 7003  ax-caucvg 7004

This theorem depends on definitions:  df-bi 110  df-dc 743  df-3or 886  df-3an 887  df-tru 1246  df-fal 1249  df-nf 1350  df-sb 1646  df-eu 1903  df-mo 1904  df-clab 2027  df-cleq 2033  df-clel 2036  df-nfc 2167  df-ne 2206  df-nel 2207  df-ral 2311  df-rex 2312  df-reu 2313  df-rmo 2314  df-rab 2315  df-v 2559  df-sbc 2765  df-csb 2853  df-dif 2920  df-un 2922  df-in 2924  df-ss 2931  df-nul 3225  df-if 3332  df-pw 3361  df-sn 3381  df-pr 3382  df-op 3384  df-uni 3581  df-int 3616  df-iun 3659  df-br 3765  df-opab 3819  df-mpt 3820  df-tr 3855  df-eprel 4026  df-id 4030  df-po 4033  df-iso 4034  df-iord 4103  df-on 4105  df-suc 4108  df-iom 4314  df-xp 4351  df-rel 4352  df-cnv 4353  df-co 4354  df-dm 4355  df-rn 4356  df-res 4357  df-ima 4358  df-iota 4867  df-fun 4904  df-fn 4905  df-f 4906  df-f1 4907  df-fo 4908  df-f1o 4909  df-fv 4910  df-riota 5468  df-ov 5515  df-oprab 5516  df-mpt2 5517  df-1st 5767  df-2nd 5768  df-recs 5920  df-irdg 5957  df-frec 5978  df-1o 6001  df-2o 6002  df-oadd 6005  df-omul 6006  df-er 6106  df-ec 6108  df-qs 6112  df-ni 6402  df-pli 6403  df-mi 6404  df-lti 6405  df-plpq 6442  df-mpq 6443  df-enq 6445  df-nqqs 6446  df-plqqs 6447  df-mqqs 6448  df-1nqqs 6449  df-rq 6450  df-ltnqqs 6451  df-enq0 6522  df-nq0 6523  df-0nq0 6524  df-plq0 6525  df-mq0 6526  df-inp 6564  df-i1p 6565  df-iplp 6566  df-iltp 6568  df-enr 6811  df-nr 6812  df-ltr 6815  df-0r 6816  df-1r 6817  df-0 6896  df-1 6897  df-r 6899  df-lt 6902  df-pnf 7062  df-mnf 7063  df-xr 7064  df-ltxr 7065  df-le 7066  df-sub 7184  df-neg 7185  df-reap 7566  df-ap 7573  df-div 7652  df-inn 7915  df-2 7973  df-3 7974  df-4 7975  df-n0 8182  df-z 8246  df-uz 8474  df-rp 8584  df-iseq 9212  df-iexp 9255  df-cj 9442  df-re 9443  df-im 9444  df-rsqrt 9596  df-abs 9597  df-clim 9800

This theorem is referenced by:  climcvg1n  9869