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Theorem iiserex 10090
Description: An infinite series converges, if and only if the series does with initial terms removed. (Contributed by Paul Chapman, 9-Feb-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 27-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
clim2ser.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
iserex.2 (𝜑𝑁𝑍)
iserex.3 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
Assertion
Ref Expression
iiserex (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ))
Distinct variable groups:   𝑘,𝐹   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝜑,𝑘   𝑘,𝑍

Proof of Theorem iiserex
StepHypRef Expression
1 iseqeq1 9378 . . . . 5 (𝑁 = 𝑀 → seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) = seq𝑀( + , 𝐹, ℂ))
21eleq1d 2122 . . . 4 (𝑁 = 𝑀 → (seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ))
32bicomd 133 . . 3 (𝑁 = 𝑀 → (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ))
43a1i 9 . 2 (𝜑 → (𝑁 = 𝑀 → (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ )))
5 simpll 489 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → 𝜑)
6 iserex.2 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑁𝑍)
7 clim2ser.1 . . . . . . . . . . . 12 𝑍 = (ℤ𝑀)
86, 7syl6eleq 2146 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
9 eluzelz 8578 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑁 ∈ ℤ)
108, 9syl 14 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
1110zcnd 8420 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
12 ax-1cn 7035 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℂ
13 npcan 7283 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
1411, 12, 13sylancl 398 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
15 iseqeq1 9378 . . . . . . . 8 (((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁 → seq((𝑁 − 1) + 1)( + , 𝐹, ℂ) = seq𝑁( + , 𝐹, ℂ))
1614, 15syl 14 . . . . . . 7 (𝜑 → seq((𝑁 − 1) + 1)( + , 𝐹, ℂ) = seq𝑁( + , 𝐹, ℂ))
175, 16syl 14 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → seq((𝑁 − 1) + 1)( + , 𝐹, ℂ) = seq𝑁( + , 𝐹, ℂ))
18 simplr 490 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀))
1918, 7syl6eleqr 2147 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → (𝑁 − 1) ∈ 𝑍)
20 iserex.3 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
215, 20sylan 271 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) ∧ 𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
22 simpr 107 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ )
23 climdm 10047 . . . . . . . 8 (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ⇝ ( ⇝ ‘seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)))
2422, 23sylib 131 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ⇝ ( ⇝ ‘seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)))
257, 19, 21, 24clim2iser 10088 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → seq((𝑁 − 1) + 1)( + , 𝐹, ℂ) ⇝ (( ⇝ ‘seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)) − (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘(𝑁 − 1))))
2617, 25eqbrtrrd 3814 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ⇝ (( ⇝ ‘seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)) − (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘(𝑁 − 1))))
27 climrel 10032 . . . . . 6 Rel ⇝
2827releldmi 4601 . . . . 5 (seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ⇝ (( ⇝ ‘seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)) − (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘(𝑁 − 1))) → seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ )
2926, 28syl 14 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ )
30 simpr 107 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) → (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀))
3130, 7syl6eleqr 2147 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) → (𝑁 − 1) ∈ 𝑍)
3231adantr 265 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → (𝑁 − 1) ∈ 𝑍)
33 simpll 489 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → 𝜑)
3433, 20sylan 271 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) ∧ 𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
3533, 16syl 14 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → seq((𝑁 − 1) + 1)( + , 𝐹, ℂ) = seq𝑁( + , 𝐹, ℂ))
36 simpr 107 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ )
37 climdm 10047 . . . . . . . 8 (seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ⇝ ( ⇝ ‘seq𝑁( + , 𝐹, ℂ)))
3836, 37sylib 131 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ⇝ ( ⇝ ‘seq𝑁( + , 𝐹, ℂ)))
3935, 38eqbrtrd 3812 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → seq((𝑁 − 1) + 1)( + , 𝐹, ℂ) ⇝ ( ⇝ ‘seq𝑁( + , 𝐹, ℂ)))
407, 32, 34, 39clim2iser2 10089 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ⇝ (( ⇝ ‘seq𝑁( + , 𝐹, ℂ)) + (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘(𝑁 − 1))))
4127releldmi 4601 . . . . 5 (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ⇝ (( ⇝ ‘seq𝑁( + , 𝐹, ℂ)) + (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘(𝑁 − 1))) → seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ )
4240, 41syl 14 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) ∧ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ) → seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ )
4329, 42impbida 538 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)) → (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ))
4443ex 112 . 2 (𝜑 → ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀) → (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ )))
45 uzm1 8599 . . 3 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → (𝑁 = 𝑀 ∨ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)))
468, 45syl 14 . 2 (𝜑 → (𝑁 = 𝑀 ∨ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀)))
474, 44, 46mpjaod 648 1 (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , 𝐹, ℂ) ∈ dom ⇝ ))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 101  wb 102  wo 639   = wceq 1259  wcel 1409   class class class wbr 3792  dom cdm 4373  cfv 4930  (class class class)co 5540  cc 6945  1c1 6948   + caddc 6950  cmin 7245  cz 8302  cuz 8569  seqcseq 9375  cli 10030
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 103  ax-ia2 104  ax-ia3 105  ax-in1 554  ax-in2 555  ax-io 640  ax-5 1352  ax-7 1353  ax-gen 1354  ax-ie1 1398  ax-ie2 1399  ax-8 1411  ax-10 1412  ax-11 1413  ax-i12 1414  ax-bndl 1415  ax-4 1416  ax-13 1420  ax-14 1421  ax-17 1435  ax-i9 1439  ax-ial 1443  ax-i5r 1444  ax-ext 2038  ax-coll 3900  ax-sep 3903  ax-nul 3911  ax-pow 3955  ax-pr 3972  ax-un 4198  ax-setind 4290  ax-iinf 4339  ax-cnex 7033  ax-resscn 7034  ax-1cn 7035  ax-1re 7036  ax-icn 7037  ax-addcl 7038  ax-addrcl 7039  ax-mulcl 7040  ax-mulrcl 7041  ax-addcom 7042  ax-mulcom 7043  ax-addass 7044  ax-mulass 7045  ax-distr 7046  ax-i2m1 7047  ax-1rid 7049  ax-0id 7050  ax-rnegex 7051  ax-precex 7052  ax-cnre 7053  ax-pre-ltirr 7054  ax-pre-ltwlin 7055  ax-pre-lttrn 7056  ax-pre-apti 7057  ax-pre-ltadd 7058  ax-pre-mulgt0 7059  ax-pre-mulext 7060  ax-arch 7061  ax-caucvg 7062
This theorem depends on definitions:  df-bi 114  df-dc 754  df-3or 897  df-3an 898  df-tru 1262  df-fal 1265  df-nf 1366  df-sb 1662  df-eu 1919  df-mo 1920  df-clab 2043  df-cleq 2049  df-clel 2052  df-nfc 2183  df-ne 2221  df-nel 2315  df-ral 2328  df-rex 2329  df-reu 2330  df-rmo 2331  df-rab 2332  df-v 2576  df-sbc 2788  df-csb 2881  df-dif 2948  df-un 2950  df-in 2952  df-ss 2959  df-nul 3253  df-if 3360  df-pw 3389  df-sn 3409  df-pr 3410  df-op 3412  df-uni 3609  df-int 3644  df-iun 3687  df-br 3793  df-opab 3847  df-mpt 3848  df-tr 3883  df-eprel 4054  df-id 4058  df-po 4061  df-iso 4062  df-iord 4131  df-on 4133  df-suc 4136  df-iom 4342  df-xp 4379  df-rel 4380  df-cnv 4381  df-co 4382  df-dm 4383  df-rn 4384  df-res 4385  df-ima 4386  df-iota 4895  df-fun 4932  df-fn 4933  df-f 4934  df-f1 4935  df-fo 4936  df-f1o 4937  df-fv 4938  df-riota 5496  df-ov 5543  df-oprab 5544  df-mpt2 5545  df-1st 5795  df-2nd 5796  df-recs 5951  df-irdg 5988  df-frec 6009  df-1o 6032  df-2o 6033  df-oadd 6036  df-omul 6037  df-er 6137  df-ec 6139  df-qs 6143  df-ni 6460  df-pli 6461  df-mi 6462  df-lti 6463  df-plpq 6500  df-mpq 6501  df-enq 6503  df-nqqs 6504  df-plqqs 6505  df-mqqs 6506  df-1nqqs 6507  df-rq 6508  df-ltnqqs 6509  df-enq0 6580  df-nq0 6581  df-0nq0 6582  df-plq0 6583  df-mq0 6584  df-inp 6622  df-i1p 6623  df-iplp 6624  df-iltp 6626  df-enr 6869  df-nr 6870  df-ltr 6873  df-0r 6874  df-1r 6875  df-0 6954  df-1 6955  df-r 6957  df-lt 6960  df-pnf 7121  df-mnf 7122  df-xr 7123  df-ltxr 7124  df-le 7125  df-sub 7247  df-neg 7248  df-reap 7640  df-ap 7647  df-div 7726  df-inn 7991  df-2 8049  df-3 8050  df-4 8051  df-n0 8240  df-z 8303  df-uz 8570  df-rp 8682  df-fz 8977  df-iseq 9376  df-iexp 9420  df-cj 9670  df-re 9671  df-im 9672  df-rsqrt 9825  df-abs 9826  df-clim 10031
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