Table of ContentsTable of Contents Mathbox for Jeff Madsen < Previous   Next >
Related theorems
Unicode version

Theorem bfplem6 12059
Description: Lemma for bfp 12065. Bound the distance between consecutive elements of the sequence G by applying bfplem5 12058 inductively.
Hypotheses
Ref Expression
bfp.1 |- X = dom dom M
bfplem.2 |- M e. CMet
bfplem.3 |- F:X-->X
bfplem.4 |- Y e. X
bfplem.5 |- G = ({<.<.a, b>., c>. | ((a e. X /\ b e. X) /\ c = (F` a))} seq1 (NN X. {Y}))
bfplem.6 |- D = (YM(F` Y))
bfplem.7 |- K e. RR+
bfplem.8 |- K < 1
bfplem.9 |- A.x e. X A.y e. X ((F` x)M(F` y)) <_ (K x. (xMy))
Assertion
Ref Expression
bfplem6 |- (N e. NN -> ((G` N)M(G` (N + 1))) <_ (D x. (K^(N - 1))))
Distinct variable groups:   F,a,b,c,x,y   X,a,b,c,x,y   N,a,b,c,x,y   Y,a,b,c,x,y   x,G,y   x,M,y   x,K,y

Proof of Theorem bfplem6
StepHypRef Expression
1 fveq2 3835 . . . 4 |- (u = 1 -> (G` u) = (G` 1))
2 opreq1 4026 . . . . 5 |- (u = 1 -> (u + 1) = (1 + 1))
32fveq2d 3839 . . . 4 |- (u = 1 -> (G` (u + 1)) = (G` (1 + 1)))
41, 3opreq12d 4036 . . 3 |- (u = 1 -> ((G` u)M(G` (u + 1))) = ((G` 1)M(G` (1 + 1))))
5 opreq1 4026 . . . . 5 |- (u = 1 -> (u - 1) = (1 - 1))
65opreq2d 4034 . . . 4 |- (u = 1 -> (K^(u - 1)) = (K^(1 - 1)))
76opreq2d 4034 . . 3 |- (u = 1 -> (D x. (K^(u - 1))) = (D x. (K^(1 - 1))))
84, 7breq12d 2704 . 2 |- (u = 1 -> (((G` u)M(G` (u + 1))) <_ (D x. (K^(u - 1))) <-> ((G` 1)M(G` (1 + 1))) <_ (D x. (K^(1 - 1)))))
9 fveq2 3835 . . . 4 |- (u = v -> (G` u) = (G` v))
10 opreq1 4026 . . . . 5 |- (u = v -> (u + 1) = (v + 1))
1110fveq2d 3839 . . . 4 |- (u = v -> (G` (u + 1)) = (G` (v + 1)))
129, 11opreq12d 4036 . . 3 |- (u = v -> ((G` u)M(G` (u + 1))) = ((G` v)M(G` (v + 1))))
13 opreq1 4026 . . . . 5 |- (u = v -> (u - 1) = (v - 1))
1413opreq2d 4034 . . . 4 |- (u = v -> (K^(u - 1)) = (K^(v - 1)))
1514opreq2d 4034 . . 3 |- (u = v -> (D x. (K^(u - 1))) = (D x. (K^(v - 1))))
1612, 15breq12d 2704 . 2 |- (u = v -> (((G` u)M(G` (u + 1))) <_ (D x. (K^(u - 1))) <-> ((G` v)M(G` (v + 1))) <_ (D x. (K^(v - 1)))))
17 fveq2 3835 . . . 4 |- (u = (v + 1) -> (G` u) = (G` (v + 1)))
18 opreq1 4026 . . . . 5 |- (u = (v + 1) -> (u + 1) = ((v + 1) + 1))
1918fveq2d 3839 . . . 4 |- (u = (v + 1) -> (G` (u + 1)) = (G` ((v + 1) + 1)))
2017, 19opreq12d 4036 . . 3 |- (u = (v + 1) -> ((G` u)M(G` (u + 1))) = ((G` (v + 1))M(G` ((v + 1) + 1))))
21 opreq1 4026 . . . . 5 |- (u = (v + 1) -> (u - 1) = ((v + 1) - 1))
2221opreq2d 4034 . . . 4 |- (u = (v + 1) -> (K^(u - 1)) = (K^((v + 1) - 1)))
2322opreq2d 4034 . . 3 |- (u = (v + 1) -> (D x. (K^(u - 1))) = (D x. (K^((v + 1) - 1))))
2420, 23breq12d 2704 . 2 |- (u = (v + 1) -> (((G` u)M(G` (u + 1))) <_ (D x. (K^(u - 1))) <-> ((G` (v + 1))M(G` ((v + 1) + 1))) <_ (D x. (K^((v + 1) - 1)))))
25 fveq2 3835 . . . 4 |- (u = N -> (G` u) = (G` N))
26 opreq1 4026 . . . . 5 |- (u = N -> (u + 1) = (N + 1))
2726fveq2d 3839 . . . 4 |- (u = N -> (G` (u + 1)) = (G` (N + 1)))
2825, 27opreq12d 4036 . . 3 |- (u = N -> ((G` u)M(G` (u + 1))) = ((G` N)M(G` (N + 1))))
29 opreq1 4026 . . . . 5 |- (u = N -> (u - 1) = (N - 1))
3029opreq2d 4034 . . . 4 |- (u = N -> (K^(u - 1)) = (K^(N - 1)))
3130opreq2d 4034 . . 3 |- (u = N -> (D x. (K^(u - 1))) = (D x. (K^(N - 1))))
3228, 31breq12d 2704 . 2 |- (u = N -> (((G` u)M(G` (u + 1))) <_ (D x. (K^(u - 1))) <-> ((G` N)M(G` (N + 1))) <_ (D x. (K^(N - 1)))))
33 bfp.1 . . . . . 6 |- X = dom dom M
34 bfplem.2 . . . . . 6 |- M e. CMet
35 bfplem.3 . . . . . 6 |- F:X-->X
36 bfplem.4 . . . . . 6 |- Y e. X
37 bfplem.5 . . . . . 6 |- G = ({<.<.a, b>., c>. | ((a e. X /\ b e. X) /\ c = (F` a))} seq1 (NN X. {Y}))
3833, 34, 35, 36, 37bfplem2 12055 . . . . 5 |- (G` 1) = Y
39 1nn 6079 . . . . . . 7 |- 1 e. NN
4033, 34, 35, 36, 37bfplem3 12056 . . . . . . 7 |- (1 e. NN -> (G` (1 + 1)) = (F` (G` 1)))
4139, 40ax-mp 7 . . . . . 6 |- (G` (1 + 1)) = (F` (G` 1))
4238fveq2i 3838 . . . . . 6 |- (F` (G` 1)) = (F` Y)
4341, 42eqtri 1538 . . . . 5 |- (G` (1 + 1)) = (F` Y)
4438, 43opreq12i 4031 . . . 4 |- ((G` 1)M(G` (1 + 1))) = (YM(F` Y))
45 bfplem.6 . . . 4 |- D = (YM(F` Y))
4644, 45eqtr4i 1541 . . 3 |- ((G` 1)M(G` (1 + 1))) = D
4733, 34, 35, 36, 37, 45bfplem4 12057 . . . . 5 |- (D e. RR /\ 0 <_ D)
4847pm3.26i 318 . . . 4 |- D e. RR
49 ax1cn 5423 . . . . . . . . 9 |- 1 e. CC
5049subidi 5545 . . . . . . . 8 |- (1 - 1) = 0
5150opreq2i 4030 . . . . . . 7 |- (K^(1 - 1)) = (K^0)
52 bfplem.7 . . . . . . . . 9 |- K e. RR+
53 rpcn 6196 . . . . . . . . 9 |- (K e. RR+ -> K e. CC)
5452, 53ax-mp 7 . . . . . . . 8 |- K e. CC
55 exp0 6766 . . . . . . . 8 |- (K e. CC -> (K^0) = 1)
5654, 55ax-mp 7 . . . . . . 7 |- (K^0) = 1
5751, 56eqtri 1538 . . . . . 6 |- (K^(1 - 1)) = 1
5857opreq2i 4030 . . . . 5 |- (D x. (K^(1 - 1))) = (D x. 1)
5948recni 5468 . . . . . 6 |- D e. CC
6059mulid1i 5486 . . . . 5 |- (D x. 1) = D
6158, 60eqtr2i 1539 . . . 4 |- D = (D x. (K^(1 - 1)))
62 eqle 5725 . . . 4 |- ((D e. RR /\ D = (D x. (K^(1 - 1)))) -> D <_ (D x. (K^(1 - 1))))
6348, 61, 62mp2an 701 . . 3 |- D <_ (D x. (K^(1 - 1)))
6446, 63eqbrtri 2707 . 2 |- ((G` 1)M(G` (1 + 1))) <_ (D x. (K^(1 - 1)))
65 lemul2aALT 10655 . . . . 5 |- ((((G` v)M(G` (v + 1))) e. RR /\ (D x. (K^(v - 1))) e. RR /\ (K e. RR /\ 0 <_ K)) -> (((G` v)M(G` (v + 1))) <_ (D x. (K^(v - 1))) -> (K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))) <_ (K x. (D x. (K^(v - 1))))))
6633metcl 8021 . . . . . 6 |- ((M e. Met /\ (G` v) e. X /\ (G` (v + 1)) e. X) -> ((G` v)M(G` (v + 1))) e. RR)
6734cmsmeti 8173 . . . . . . 7 |- M e. Met
6867a1i 8 . . . . . 6 |- (v e. NN -> M e. Met)
6933, 34, 35, 36, 37bfplem1 12054 . . . . . . 7 |- G:NN-->X
7069ffvelrni 3929 . . . . . 6 |- (v e. NN -> (G` v) e. X)
71 peano2nn 6080 . . . . . . 7 |- (v e. NN -> (v + 1) e. NN)
7269ffvelrni 3929 . . . . . . 7 |- ((v + 1) e. NN -> (G` (v + 1)) e. X)
7371, 72syl 10 . . . . . 6 |- (v e. NN -> (G` (v + 1)) e. X)
7466, 68, 70, 73syl3anc 864 . . . . 5 |- (v e. NN -> ((G` v)M(G` (v + 1))) e. RR)
75 remulcl 5458 . . . . . 6 |- ((D e. RR /\ (K^(v - 1)) e. RR) -> (D x. (K^(v - 1))) e. RR)
76 reexpcl 6775 . . . . . . 7 |- ((K e. RR /\ (v - 1) e. NN0) -> (K^(v - 1)) e. RR)
77 rpre 6195 . . . . . . . 8 |- (K e. RR+ -> K e. RR)
7852, 77ax-mp 7 . . . . . . 7 |- K e. RR
79 nnm1nn0 6344 . . . . . . 7 |- (v e. NN -> (v - 1) e. NN0)
8076, 78, 79sylancr 474 . . . . . 6 |- (v e. NN -> (K^(v - 1)) e. RR)
8175, 48, 80sylancr 474 . . . . 5 |- (v e. NN -> (D x. (K^(v - 1))) e. RR)
82 rpge0 6200 . . . . . . . 8 |- (K e. RR+ -> 0 <_ K)
8377, 82jca 286 . . . . . . 7 |- (K e. RR+ -> (K e. RR /\ 0 <_ K))
8452, 83ax-mp 7 . . . . . 6 |- (K e. RR /\ 0 <_ K)
8584a1i 8 . . . . 5 |- (v e. NN -> (K e. RR /\ 0 <_ K))
8665, 74, 81, 85syl3anc 864 . . . 4 |- (v e. NN -> (((G` v)M(G` (v + 1))) <_ (D x. (K^(v - 1))) -> (K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))) <_ (K x. (D x. (K^(v - 1))))))
87 addsub 5538 . . . . . . . . . 10 |- ((v e. CC /\ 1 e. CC /\ 1 e. CC) -> ((v + 1) - 1) = ((v - 1) + 1))
88 nncn 6075 . . . . . . . . . 10 |- (v e. NN -> v e. CC)
8949a1i 8 . . . . . . . . . 10 |- (v e. NN -> 1 e. CC)
9087, 88, 89, 89syl3anc 864 . . . . . . . . 9 |- (v e. NN -> ((v + 1) - 1) = ((v - 1) + 1))
9190opreq2d 4034 . . . . . . . 8 |- (v e. NN -> (K^((v + 1) - 1)) = (K^((v - 1) + 1)))
92 expp1 6769 . . . . . . . . 9 |- ((K e. CC /\ (v - 1) e. NN0) -> (K^((v - 1) + 1)) = ((K^(v - 1)) x. K))
9392, 54, 79sylancr 474 . . . . . . . 8 |- (v e. NN -> (K^((v - 1) + 1)) = ((K^(v - 1)) x. K))
94 mulcom 5460 . . . . . . . . 9 |- (((K^(v - 1)) e. CC /\ K e. CC) -> ((K^(v - 1)) x. K) = (K x. (K^(v - 1))))
9580recnd 5469 . . . . . . . . 9 |- (v e. NN -> (K^(v - 1)) e. CC)
9694, 95, 54sylancl 11785 . . . . . . . 8 |- (v e. NN -> ((K^(v - 1)) x. K) = (K x. (K^(v - 1))))
9791, 93, 963eqtrd 1554 . . . . . . 7 |- (v e. NN -> (K^((v + 1) - 1)) = (K x. (K^(v - 1))))
9897opreq2d 4034 . . . . . 6 |- (v e. NN -> (D x. (K^((v + 1) - 1))) = (D x. (K x. (K^(v - 1)))))
99 mul12 5572 . . . . . . 7 |- ((D e. CC /\ K e. CC /\ (K^(v - 1)) e. CC) -> (D x. (K x. (K^(v - 1)))) = (K x. (D x. (K^(v - 1)))))
10059a1i 8 . . . . . . 7 |- (v e. NN -> D e. CC)
10154a1i 8 . . . . . . 7 |- (v e. NN -> K e. CC)
10299, 100, 101, 95syl3anc 864 . . . . . 6 |- (v e. NN -> (D x. (K x. (K^(v - 1)))) = (K x. (D x. (K^(v - 1)))))
10398, 102eqtrd 1550 . . . . 5 |- (v e. NN -> (D x. (K^((v + 1) - 1))) = (K x. (D x. (K^(v - 1)))))
104103breq2d 2703 . . . 4 |- (v e. NN -> ((K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))) <_ (D x. (K^((v + 1) - 1))) <-> (K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))) <_ (K x. (D x. (K^(v - 1))))))
10586, 104sylibrd 202 . . 3 |- (v e. NN -> (((G` v)M(G` (v + 1))) <_ (D x. (K^(v - 1))) -> (K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))) <_ (D x. (K^((v + 1) - 1)))))
106 bfplem.8 . . . . 5 |- K < 1
107 bfplem.9 . . . . 5 |- A.x e. X A.y e. X ((F` x)M(F` y)) <_ (K x. (xMy))
10833, 34, 35, 36, 37, 45, 52, 106, 107bfplem5 12058 . . . 4 |- (v e. NN -> ((G` (v + 1))M(G` ((v + 1) + 1))) <_ (K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))))
109 letr 5679 . . . . 5 |- ((((G` (v + 1))M(G` ((v + 1) + 1))) e. RR /\ (K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))) e. RR /\ (D x. (K^((v + 1) - 1))) e. RR) -> ((((G` (v + 1))M(G` ((v + 1) + 1))) <_ (K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))) /\ (K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))) <_ (D x. (K^((v + 1) - 1)))) -> ((G` (v + 1))M(G` ((v + 1) + 1))) <_ (D x. (K^((v + 1) - 1)))))
11033metcl 8021 . . . . . . 7 |- ((M e. Met /\ (G` (v + 1)) e. X /\ (G` ((v + 1) + 1)) e. X) -> ((G` (v + 1))M(G` ((v + 1) + 1))) e. RR)
11167a1i 8 . . . . . . 7 |- ((v + 1) e. NN -> M e. Met)
112 peano2nn 6080 . . . . . . . 8 |- ((v + 1) e. NN -> ((v + 1) + 1) e. NN)
11369ffvelrni 3929 . . . . . . . 8 |- (((v + 1) + 1) e. NN -> (G` ((v + 1) + 1)) e. X)
114112, 113syl 10 . . . . . . 7 |- ((v + 1) e. NN -> (G` ((v + 1) + 1)) e. X)
115110, 111, 72, 114syl3anc 864 . . . . . 6 |- ((v + 1) e. NN -> ((G` (v + 1))M(G` ((v + 1) + 1))) e. RR)
11671, 115syl 10 . . . . 5 |- (v e. NN -> ((G` (v + 1))M(G` ((v + 1) + 1))) e. RR)
117 remulcl 5458 . . . . . 6 |- ((K e. RR /\ ((G` v)M(G` (v + 1))) e. RR) -> (K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))) e. RR)
118117, 78, 74sylancr 474 . . . . 5 |- (v e. NN -> (K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))) e. RR)
119 remulcl 5458 . . . . . 6 |- ((D e. RR /\ (K^((v + 1) - 1)) e. RR) -> (D x. (K^((v + 1) - 1))) e. RR)
120 reexpcl 6775 . . . . . . 7 |- ((K e. RR /\ ((v + 1) - 1) e. NN0) -> (K^((v + 1) - 1)) e. RR)
121 nnm1nn0 6344 . . . . . . . 8 |- ((v + 1) e. NN -> ((v + 1) - 1) e. NN0)
12271, 121syl 10 . . . . . . 7 |- (v e. NN -> ((v + 1) - 1) e. NN0)
123120, 78, 122sylancr 474 . . . . . 6 |- (v e. NN -> (K^((v + 1) - 1)) e. RR)
124119, 48, 123sylancr 474 . . . . 5 |- (v e. NN -> (D x. (K^((v + 1) - 1))) e. RR)
125109, 116, 118, 124syl3anc 864 . . . 4 |- (v e. NN -> ((((G` (v + 1))M(G` ((v + 1) + 1))) <_ (K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))) /\ (K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))) <_ (D x. (K^((v + 1) - 1)))) -> ((G` (v + 1))M(G` ((v + 1) + 1))) <_ (D x. (K^((v + 1) - 1)))))
126108, 125mpand 705 . . 3 |- (v e. NN -> ((K x. ((G` v)M(G` (v + 1)))) <_ (D x. (K^((v + 1) - 1))) -> ((G` (v + 1))M(G` ((v + 1) + 1))) <_ (D x. (K^((v + 1) - 1)))))
127105, 126syld 27 . 2 |- (v e. NN -> (((G` v)M(G` (v + 1))) <_ (D x. (K^(v - 1))) -> ((G` (v + 1))M(G` ((v + 1) + 1))) <_ (D x. (K^((v + 1) - 1)))))
1288, 16, 24, 32, 64, 127nnind 6082 1 |- (N e. NN -> ((G` N)M(G` (N + 1))) <_ (D x. (K^(N - 1))))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -> wi 3   /\ wa 221   = wceq 992   e. wcel 994  A.wral 1691  {csn 2467   class class class wbr 2692   X. cxp 3249  dom cdm 3251  -->wf 3259  ` cfv 3263  (class class class)co 4021  {copab2 4022  CCcc 5386  RRcr 5387  0cc0 5388  1c1 5389   + caddc 5391   x. cmul 5393   - cmin 5446   <_ cle 5449  NNcn 5450  NN0cn0 5451  RR+crp 5454   < clt 5640   seq1 cseq1 6672  ^cexp 6763  Metcme 7999  CMetcms 8132
This theorem is referenced by:  bfplem7 12060
This theorem was proved from axioms:  ax-1 4  ax-2 5  ax-3 6  ax-mp 7  ax-7 998  ax-gen 999  ax-8 1000  ax-9 1001  ax-10 1002  ax-11 1003  ax-12 1004  ax-13 1005  ax-14 1006  ax-17 1007  ax-4 1009  ax-5o 1011  ax-6o 1014  ax-9o 1159  ax-10o 1177  ax-16 1247  ax-11o 1255  ax-ext 1500  ax-rep 2767  ax-sep 2777  ax-nul 2784  ax-pow 2818  ax-pr 2855  ax-un 3089  ax-inf2 4770
This theorem depends on definitions:  df-bi 145  df-or 222  df-an 223  df-3or 782  df-3an 783  df-ex 1017  df-sb 1209  df-eu 1421  df-mo 1422  df-clab 1506  df-cleq 1511  df-clel 1514  df-ne 1630  df-nel 1631  df-ral 1695  df-rex 1696  df-reu 1697  df-rab 1698  df-v 1858  df-sbc 1987  df-csb 2052  df-dif 2101  df-un 2102  df-in 2103  df-ss 2105  df-pss 2107  df-nul 2333  df-if 2416  df-pw 2459  df-sn 2470  df-pr 2471  df-tp 2473  df-op 2474  df-uni 2570  df-int 2601  df-iun 2635  df-br 2693  df-opab 2741  df-tr 2755  df-eprel 2910  df-id 2913  df-po 2918  df-so 2929  df-fr 2947  df-we 2962  df-ord 2978  df-on 2979  df-lim 2980  df-suc 2981  df-om 3219  df-xp 3265  df-rel 3266  df-cnv 3267  df-co 3268  df-dm 3269  df-rn 3270  df-res 3271  df-ima 3272  df-fun 3273  df-fn 3274  df-f 3275  df-f1 3276  df-fo 3277  df-f1o 3278  df-fv 3279  df-opr 4023  df-oprab 4024  df-1st 4140  df-2nd 4141  df-rdg 4233  df-1o 4269  df-oadd 4271  df-omul 4272  df-er 4401  df-ec 4403  df-qs 4406  df-en 4509  df-dom 4510  df-sdom 4511  df-ni 5154  df-pli 5155  df-mi 5156  df-lti 5157  df-plpq 5189  df-mpq 5190  df-enq 5191  df-nq 5192  df-plq 5193  df-mq 5194  df-rq 5195  df-ltq 5196  df-1q 5197  df-np 5240  df-1p 5241  df-plp 5242  df-mp 5243  df-ltp 5244  df-plpr 5318  df-mpr 5319  df-enr 5320  df-nr 5321  df-plr 5322  df-mr 5323  df-ltr 5324  df-0r 5325  df-1r 5326  df-m1r 5327  df-c 5394  df-0 5395  df-1 5396  df-i 5397  df-r 5398  df-plus 5399  df-mul 5400  df-lt 5401  df-sub 5510  df-neg 5512  df-pnf 5641  df-mnf 5642  df-xr 5643  df-ltxr 5644  df-le 5645  df-n 6070  df-2 6116  df-rp 6191  df-n0 6268  df-z 6304  df-seq1 6673  df-exp 6764  df-met 8003  df-cmet 8135
Copyright terms: Public domain