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Theorem climcndslem1 14517
Description: Lemma for climcnds 14519: bound the original series by the condensed series. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jul-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
climcnds.1 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
climcnds.2 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 0 ≤ (𝐹𝑘))
climcnds.3 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ≤ (𝐹𝑘))
climcnds.4 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐺𝑛) = ((2↑𝑛) · (𝐹‘(2↑𝑛))))
Assertion
Ref Expression
climcndslem1 ((𝜑𝑁 ∈ ℕ0) → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑁 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑁))
Distinct variable groups:   𝑘,𝑛,𝐹   𝑘,𝐺,𝑛   𝜑,𝑘,𝑛
Allowed substitution hints:   𝑁(𝑘,𝑛)

Proof of Theorem climcndslem1
Dummy variables 𝑗 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq1 6617 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 0 → (𝑥 + 1) = (0 + 1))
2 0p1e1 11084 . . . . . . . . . . 11 (0 + 1) = 1
31, 2syl6eq 2671 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 0 → (𝑥 + 1) = 1)
43oveq2d 6626 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 0 → (2↑(𝑥 + 1)) = (2↑1))
5 2cn 11043 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℂ
6 exp1 12814 . . . . . . . . . . 11 (2 ∈ ℂ → (2↑1) = 2)
75, 6ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (2↑1) = 2
8 df-2 11031 . . . . . . . . . 10 2 = (1 + 1)
97, 8eqtri 2643 . . . . . . . . 9 (2↑1) = (1 + 1)
104, 9syl6eq 2671 . . . . . . . 8 (𝑥 = 0 → (2↑(𝑥 + 1)) = (1 + 1))
1110oveq1d 6625 . . . . . . 7 (𝑥 = 0 → ((2↑(𝑥 + 1)) − 1) = ((1 + 1) − 1))
12 ax-1cn 9946 . . . . . . . 8 1 ∈ ℂ
1312, 12pncan3oi 10249 . . . . . . 7 ((1 + 1) − 1) = 1
1411, 13syl6eq 2671 . . . . . 6 (𝑥 = 0 → ((2↑(𝑥 + 1)) − 1) = 1)
1514fveq2d 6157 . . . . 5 (𝑥 = 0 → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑥 + 1)) − 1)) = (seq1( + , 𝐹)‘1))
16 fveq2 6153 . . . . 5 (𝑥 = 0 → (seq0( + , 𝐺)‘𝑥) = (seq0( + , 𝐺)‘0))
1715, 16breq12d 4631 . . . 4 (𝑥 = 0 → ((seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑥 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑥) ↔ (seq1( + , 𝐹)‘1) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘0)))
1817imbi2d 330 . . 3 (𝑥 = 0 → ((𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑥 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑥)) ↔ (𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘1) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘0))))
19 oveq1 6617 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑗 → (𝑥 + 1) = (𝑗 + 1))
2019oveq2d 6626 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑗 → (2↑(𝑥 + 1)) = (2↑(𝑗 + 1)))
2120oveq1d 6625 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑗 → ((2↑(𝑥 + 1)) − 1) = ((2↑(𝑗 + 1)) − 1))
2221fveq2d 6157 . . . . 5 (𝑥 = 𝑗 → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑥 + 1)) − 1)) = (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑗 + 1)) − 1)))
23 fveq2 6153 . . . . 5 (𝑥 = 𝑗 → (seq0( + , 𝐺)‘𝑥) = (seq0( + , 𝐺)‘𝑗))
2422, 23breq12d 4631 . . . 4 (𝑥 = 𝑗 → ((seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑥 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑥) ↔ (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑗)))
2524imbi2d 330 . . 3 (𝑥 = 𝑗 → ((𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑥 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑥)) ↔ (𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑗))))
26 oveq1 6617 . . . . . . . 8 (𝑥 = (𝑗 + 1) → (𝑥 + 1) = ((𝑗 + 1) + 1))
2726oveq2d 6626 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝑗 + 1) → (2↑(𝑥 + 1)) = (2↑((𝑗 + 1) + 1)))
2827oveq1d 6625 . . . . . 6 (𝑥 = (𝑗 + 1) → ((2↑(𝑥 + 1)) − 1) = ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))
2928fveq2d 6157 . . . . 5 (𝑥 = (𝑗 + 1) → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑥 + 1)) − 1)) = (seq1( + , 𝐹)‘((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)))
30 fveq2 6153 . . . . 5 (𝑥 = (𝑗 + 1) → (seq0( + , 𝐺)‘𝑥) = (seq0( + , 𝐺)‘(𝑗 + 1)))
3129, 30breq12d 4631 . . . 4 (𝑥 = (𝑗 + 1) → ((seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑥 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑥) ↔ (seq1( + , 𝐹)‘((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘(𝑗 + 1))))
3231imbi2d 330 . . 3 (𝑥 = (𝑗 + 1) → ((𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑥 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑥)) ↔ (𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘(𝑗 + 1)))))
33 oveq1 6617 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑁 → (𝑥 + 1) = (𝑁 + 1))
3433oveq2d 6626 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑁 → (2↑(𝑥 + 1)) = (2↑(𝑁 + 1)))
3534oveq1d 6625 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑁 → ((2↑(𝑥 + 1)) − 1) = ((2↑(𝑁 + 1)) − 1))
3635fveq2d 6157 . . . . 5 (𝑥 = 𝑁 → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑥 + 1)) − 1)) = (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑁 + 1)) − 1)))
37 fveq2 6153 . . . . 5 (𝑥 = 𝑁 → (seq0( + , 𝐺)‘𝑥) = (seq0( + , 𝐺)‘𝑁))
3836, 37breq12d 4631 . . . 4 (𝑥 = 𝑁 → ((seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑥 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑥) ↔ (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑁 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑁)))
3938imbi2d 330 . . 3 (𝑥 = 𝑁 → ((𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑥 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑥)) ↔ (𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑁 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑁))))
40 1nn 10983 . . . . . . 7 1 ∈ ℕ
41 climcnds.1 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
4241ralrimiva 2961 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ ℕ (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
43 fveq2 6153 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 1 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘1))
4443eleq1d 2683 . . . . . . . 8 (𝑘 = 1 → ((𝐹𝑘) ∈ ℝ ↔ (𝐹‘1) ∈ ℝ))
4544rspcv 3294 . . . . . . 7 (1 ∈ ℕ → (∀𝑘 ∈ ℕ (𝐹𝑘) ∈ ℝ → (𝐹‘1) ∈ ℝ))
4640, 42, 45mpsyl 68 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐹‘1) ∈ ℝ)
4746leidd 10546 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹‘1) ≤ (𝐹‘1))
4846recnd 10020 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐹‘1) ∈ ℂ)
4948mulid2d 10010 . . . . 5 (𝜑 → (1 · (𝐹‘1)) = (𝐹‘1))
5047, 49breqtrrd 4646 . . . 4 (𝜑 → (𝐹‘1) ≤ (1 · (𝐹‘1)))
51 1z 11359 . . . . 5 1 ∈ ℤ
52 eqidd 2622 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹‘1) = (𝐹‘1))
5351, 52seq1i 12763 . . . 4 (𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘1) = (𝐹‘1))
54 0z 11340 . . . . 5 0 ∈ ℤ
55 0nn0 11259 . . . . . 6 0 ∈ ℕ0
56 climcnds.4 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐺𝑛) = ((2↑𝑛) · (𝐹‘(2↑𝑛))))
5756ralrimiva 2961 . . . . . 6 (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ0 (𝐺𝑛) = ((2↑𝑛) · (𝐹‘(2↑𝑛))))
58 fveq2 6153 . . . . . . . 8 (𝑛 = 0 → (𝐺𝑛) = (𝐺‘0))
59 oveq2 6618 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 0 → (2↑𝑛) = (2↑0))
60 exp0 12812 . . . . . . . . . . 11 (2 ∈ ℂ → (2↑0) = 1)
615, 60ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (2↑0) = 1
6259, 61syl6eq 2671 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 0 → (2↑𝑛) = 1)
6362fveq2d 6157 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 0 → (𝐹‘(2↑𝑛)) = (𝐹‘1))
6462, 63oveq12d 6628 . . . . . . . 8 (𝑛 = 0 → ((2↑𝑛) · (𝐹‘(2↑𝑛))) = (1 · (𝐹‘1)))
6558, 64eqeq12d 2636 . . . . . . 7 (𝑛 = 0 → ((𝐺𝑛) = ((2↑𝑛) · (𝐹‘(2↑𝑛))) ↔ (𝐺‘0) = (1 · (𝐹‘1))))
6665rspcv 3294 . . . . . 6 (0 ∈ ℕ0 → (∀𝑛 ∈ ℕ0 (𝐺𝑛) = ((2↑𝑛) · (𝐹‘(2↑𝑛))) → (𝐺‘0) = (1 · (𝐹‘1))))
6755, 57, 66mpsyl 68 . . . . 5 (𝜑 → (𝐺‘0) = (1 · (𝐹‘1)))
6854, 67seq1i 12763 . . . 4 (𝜑 → (seq0( + , 𝐺)‘0) = (1 · (𝐹‘1)))
6950, 53, 683brtr4d 4650 . . 3 (𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘1) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘0))
70 fzfid 12720 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) ∈ Fin)
71 simpl 473 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → 𝜑)
7271adantr 481 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) → 𝜑)
73 2nn 11137 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℕ
74 peano2nn0 11285 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 ∈ ℕ0 → (𝑗 + 1) ∈ ℕ0)
7574adantl 482 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (𝑗 + 1) ∈ ℕ0)
76 nnexpcl 12821 . . . . . . . . . . . 12 ((2 ∈ ℕ ∧ (𝑗 + 1) ∈ ℕ0) → (2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℕ)
7773, 75, 76sylancr 694 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℕ)
78 elfzuz 12288 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) → 𝑘 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1))))
79 eluznn 11710 . . . . . . . . . . 11 (((2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1)))) → 𝑘 ∈ ℕ)
8077, 78, 79syl2an 494 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) → 𝑘 ∈ ℕ)
8172, 80, 41syl2anc 692 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
8242adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ∀𝑘 ∈ ℕ (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
83 fveq2 6153 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = (2↑(𝑗 + 1)) → (𝐹𝑘) = (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))))
8483eleq1d 2683 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = (2↑(𝑗 + 1)) → ((𝐹𝑘) ∈ ℝ ↔ (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))) ∈ ℝ))
8584rspcv 3294 . . . . . . . . . . 11 ((2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℕ → (∀𝑘 ∈ ℕ (𝐹𝑘) ∈ ℝ → (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))) ∈ ℝ))
8677, 82, 85sylc 65 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))) ∈ ℝ)
8786adantr 481 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) → (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))) ∈ ℝ)
88 simpr 477 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1)))) → 𝑛 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1))))
89 simplll 797 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1)))) ∧ 𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...𝑛)) → 𝜑)
9077adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1)))) → (2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℕ)
91 elfzuz 12288 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...𝑛) → 𝑘 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1))))
9290, 91, 79syl2an 494 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1)))) ∧ 𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...𝑛)) → 𝑘 ∈ ℕ)
9389, 92, 41syl2anc 692 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1)))) ∧ 𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...𝑛)) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
94 simplll 797 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1)))) ∧ 𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...(𝑛 − 1))) → 𝜑)
95 elfzuz 12288 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...(𝑛 − 1)) → 𝑘 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1))))
9690, 95, 79syl2an 494 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1)))) ∧ 𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...(𝑛 − 1))) → 𝑘 ∈ ℕ)
97 climcnds.3 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ≤ (𝐹𝑘))
9894, 96, 97syl2anc 692 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1)))) ∧ 𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...(𝑛 − 1))) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ≤ (𝐹𝑘))
9988, 93, 98monoord2 12780 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1)))) → (𝐹𝑛) ≤ (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))))
10099ralrimiva 2961 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ∀𝑛 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1)))(𝐹𝑛) ≤ (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))))
101 fveq2 6153 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘 → (𝐹𝑛) = (𝐹𝑘))
102101breq1d 4628 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑘 → ((𝐹𝑛) ≤ (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))) ↔ (𝐹𝑘) ≤ (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1)))))
103102rspccva 3297 . . . . . . . . . 10 ((∀𝑛 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1)))(𝐹𝑛) ≤ (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘(2↑(𝑗 + 1)))) → (𝐹𝑘) ≤ (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))))
104100, 78, 103syl2an 494 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) → (𝐹𝑘) ≤ (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))))
10570, 81, 87, 104fsumle 14469 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘) ≤ Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))))
106 fzfid 12720 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∈ Fin)
107 hashcl 13095 . . . . . . . . . . . . 13 ((1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∈ Fin → (#‘(1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) ∈ ℕ0)
108106, 107syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (#‘(1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) ∈ ℕ0)
109108nn0cnd 11305 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (#‘(1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) ∈ ℂ)
11077nnred 10987 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)
111110recnd 10020 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℂ)
112 hashcl 13095 . . . . . . . . . . . . 13 (((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) ∈ Fin → (#‘((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) ∈ ℕ0)
11370, 112syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (#‘((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) ∈ ℕ0)
114113nn0cnd 11305 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (#‘((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) ∈ ℂ)
115 2z 11361 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 ∈ ℤ
116 zexpcl 12823 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((2 ∈ ℤ ∧ (𝑗 + 1) ∈ ℕ0) → (2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℤ)
117115, 75, 116sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℤ)
118 nn0p1nn 11284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑗 ∈ ℕ0 → (𝑗 + 1) ∈ ℕ)
119118adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (𝑗 + 1) ∈ ℕ)
120 nnuz 11675 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ℕ = (ℤ‘1)
121119, 120syl6eleq 2708 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (𝑗 + 1) ∈ (ℤ‘1))
122 2re 11042 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2 ∈ ℝ
123 1le2 11193 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1 ≤ 2
124 leexp2a 12864 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((2 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 2 ∧ (𝑗 + 1) ∈ (ℤ‘1)) → (2↑1) ≤ (2↑(𝑗 + 1)))
125122, 123, 124mp3an12 1411 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑗 + 1) ∈ (ℤ‘1) → (2↑1) ≤ (2↑(𝑗 + 1)))
126121, 125syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (2↑1) ≤ (2↑(𝑗 + 1)))
1277, 126syl5eqbrr 4654 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → 2 ≤ (2↑(𝑗 + 1)))
128115eluz1i 11647 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((2↑(𝑗 + 1)) ∈ (ℤ‘2) ↔ ((2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℤ ∧ 2 ≤ (2↑(𝑗 + 1))))
129117, 127, 128sylanbrc 697 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (2↑(𝑗 + 1)) ∈ (ℤ‘2))
130 uz2m1nn 11715 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((2↑(𝑗 + 1)) ∈ (ℤ‘2) → ((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ∈ ℕ)
131129, 130syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ∈ ℕ)
132131, 120syl6eleq 2708 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ∈ (ℤ‘1))
133 peano2zm 11372 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℤ → ((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ∈ ℤ)
134117, 133syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ∈ ℤ)
135 peano2nn0 11285 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑗 + 1) ∈ ℕ0 → ((𝑗 + 1) + 1) ∈ ℕ0)
13675, 135syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((𝑗 + 1) + 1) ∈ ℕ0)
137 zexpcl 12823 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((2 ∈ ℤ ∧ ((𝑗 + 1) + 1) ∈ ℕ0) → (2↑((𝑗 + 1) + 1)) ∈ ℤ)
138115, 136, 137sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (2↑((𝑗 + 1) + 1)) ∈ ℤ)
139 peano2zm 11372 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) ∈ ℤ → ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) ∈ ℤ)
140138, 139syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) ∈ ℤ)
141117zred 11434 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)
142138zred 11434 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (2↑((𝑗 + 1) + 1)) ∈ ℝ)
143 1red 10007 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → 1 ∈ ℝ)
14475nn0zd 11432 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (𝑗 + 1) ∈ ℤ)
145 uzid 11654 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑗 + 1) ∈ ℤ → (𝑗 + 1) ∈ (ℤ‘(𝑗 + 1)))
146 peano2uz 11693 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑗 + 1) ∈ (ℤ‘(𝑗 + 1)) → ((𝑗 + 1) + 1) ∈ (ℤ‘(𝑗 + 1)))
147 leexp2a 12864 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((2 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 2 ∧ ((𝑗 + 1) + 1) ∈ (ℤ‘(𝑗 + 1))) → (2↑(𝑗 + 1)) ≤ (2↑((𝑗 + 1) + 1)))
148122, 123, 147mp3an12 1411 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑗 + 1) + 1) ∈ (ℤ‘(𝑗 + 1)) → (2↑(𝑗 + 1)) ≤ (2↑((𝑗 + 1) + 1)))
149144, 145, 146, 1484syl 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (2↑(𝑗 + 1)) ≤ (2↑((𝑗 + 1) + 1)))
150141, 142, 143, 149lesub1dd 10595 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ≤ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))
151 eluz2 11645 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) ∈ (ℤ‘((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ↔ (((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ∈ ℤ ∧ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) ∈ ℤ ∧ ((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ≤ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)))
152134, 140, 150, 151syl3anbrc 1244 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) ∈ (ℤ‘((2↑(𝑗 + 1)) − 1)))
153 elfzuzb 12286 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) ↔ (((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ∈ (ℤ‘1) ∧ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) ∈ (ℤ‘((2↑(𝑗 + 1)) − 1))))
154132, 152, 153sylanbrc 697 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)))
155 fzsplit 12317 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) → (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) = ((1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∪ ((((2↑(𝑗 + 1)) − 1) + 1)...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))))
156154, 155syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) = ((1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∪ ((((2↑(𝑗 + 1)) − 1) + 1)...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))))
157 npcan 10242 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (((2↑(𝑗 + 1)) − 1) + 1) = (2↑(𝑗 + 1)))
158111, 12, 157sylancl 693 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (((2↑(𝑗 + 1)) − 1) + 1) = (2↑(𝑗 + 1)))
159158oveq1d 6625 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((((2↑(𝑗 + 1)) − 1) + 1)...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) = ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)))
160159uneq2d 3750 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∪ ((((2↑(𝑗 + 1)) − 1) + 1)...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) = ((1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∪ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))))
161156, 160eqtrd 2655 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) = ((1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∪ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))))
162161fveq2d 6157 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (#‘(1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) = (#‘((1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∪ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)))))
163 expp1 12815 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((2 ∈ ℂ ∧ (𝑗 + 1) ∈ ℕ0) → (2↑((𝑗 + 1) + 1)) = ((2↑(𝑗 + 1)) · 2))
1645, 75, 163sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (2↑((𝑗 + 1) + 1)) = ((2↑(𝑗 + 1)) · 2))
165111times2d 11228 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑(𝑗 + 1)) · 2) = ((2↑(𝑗 + 1)) + (2↑(𝑗 + 1))))
166164, 165eqtrd 2655 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (2↑((𝑗 + 1) + 1)) = ((2↑(𝑗 + 1)) + (2↑(𝑗 + 1))))
167166oveq1d 6625 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) = (((2↑(𝑗 + 1)) + (2↑(𝑗 + 1))) − 1))
168 1cnd 10008 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → 1 ∈ ℂ)
169111, 111, 168addsubd 10365 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (((2↑(𝑗 + 1)) + (2↑(𝑗 + 1))) − 1) = (((2↑(𝑗 + 1)) − 1) + (2↑(𝑗 + 1))))
170167, 169eqtrd 2655 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) = (((2↑(𝑗 + 1)) − 1) + (2↑(𝑗 + 1))))
171 uztrn 11656 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) ∈ (ℤ‘((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∧ ((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ∈ (ℤ‘1)) → ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) ∈ (ℤ‘1))
172152, 132, 171syl2anc 692 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) ∈ (ℤ‘1))
173172, 120syl6eleqr 2709 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) ∈ ℕ)
174173nnnn0d 11303 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) ∈ ℕ0)
175 hashfz1 13082 . . . . . . . . . . . . . 14 (((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1) ∈ ℕ0 → (#‘(1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) = ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))
176174, 175syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (#‘(1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) = ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))
177131nnnn0d 11303 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ∈ ℕ0)
178 hashfz1 13082 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((2↑(𝑗 + 1)) − 1) ∈ ℕ0 → (#‘(1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) = ((2↑(𝑗 + 1)) − 1))
179177, 178syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (#‘(1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) = ((2↑(𝑗 + 1)) − 1))
180179oveq1d 6625 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((#‘(1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) + (2↑(𝑗 + 1))) = (((2↑(𝑗 + 1)) − 1) + (2↑(𝑗 + 1))))
181170, 176, 1803eqtr4d 2665 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (#‘(1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) = ((#‘(1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) + (2↑(𝑗 + 1))))
182110ltm1d 10908 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑(𝑗 + 1)) − 1) < (2↑(𝑗 + 1)))
183 fzdisj 12318 . . . . . . . . . . . . . 14 (((2↑(𝑗 + 1)) − 1) < (2↑(𝑗 + 1)) → ((1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∩ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) = ∅)
184182, 183syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∩ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) = ∅)
185 hashun 13119 . . . . . . . . . . . . 13 (((1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∈ Fin ∧ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) ∈ Fin ∧ ((1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∩ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) = ∅) → (#‘((1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∪ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)))) = ((#‘(1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) + (#‘((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)))))
186106, 70, 184, 185syl3anc 1323 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (#‘((1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ∪ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)))) = ((#‘(1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) + (#‘((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)))))
187162, 181, 1863eqtr3d 2663 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((#‘(1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) + (2↑(𝑗 + 1))) = ((#‘(1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) + (#‘((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)))))
188109, 111, 114, 187addcanad 10193 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (2↑(𝑗 + 1)) = (#‘((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))))
189188oveq1d 6625 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑(𝑗 + 1)) · (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1)))) = ((#‘((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) · (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1)))))
19057adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ∀𝑛 ∈ ℕ0 (𝐺𝑛) = ((2↑𝑛) · (𝐹‘(2↑𝑛))))
191 fveq2 6153 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = (𝑗 + 1) → (𝐺𝑛) = (𝐺‘(𝑗 + 1)))
192 oveq2 6618 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = (𝑗 + 1) → (2↑𝑛) = (2↑(𝑗 + 1)))
193192fveq2d 6157 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = (𝑗 + 1) → (𝐹‘(2↑𝑛)) = (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))))
194192, 193oveq12d 6628 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = (𝑗 + 1) → ((2↑𝑛) · (𝐹‘(2↑𝑛))) = ((2↑(𝑗 + 1)) · (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1)))))
195191, 194eqeq12d 2636 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = (𝑗 + 1) → ((𝐺𝑛) = ((2↑𝑛) · (𝐹‘(2↑𝑛))) ↔ (𝐺‘(𝑗 + 1)) = ((2↑(𝑗 + 1)) · (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))))))
196195rspcv 3294 . . . . . . . . . 10 ((𝑗 + 1) ∈ ℕ0 → (∀𝑛 ∈ ℕ0 (𝐺𝑛) = ((2↑𝑛) · (𝐹‘(2↑𝑛))) → (𝐺‘(𝑗 + 1)) = ((2↑(𝑗 + 1)) · (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))))))
19775, 190, 196sylc 65 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (𝐺‘(𝑗 + 1)) = ((2↑(𝑗 + 1)) · (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1)))))
19886recnd 10020 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))) ∈ ℂ)
199 fsumconst 14461 . . . . . . . . . 10 ((((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) ∈ Fin ∧ (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))) ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))) = ((#‘((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) · (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1)))))
20070, 198, 199syl2anc 692 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))) = ((#‘((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) · (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1)))))
201189, 197, 2003eqtr4d 2665 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (𝐺‘(𝑗 + 1)) = Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹‘(2↑(𝑗 + 1))))
202105, 201breqtrrd 4646 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘) ≤ (𝐺‘(𝑗 + 1)))
203 elfznn 12320 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) → 𝑘 ∈ ℕ)
20471, 203, 41syl2an 494 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
205106, 204fsumrecl 14406 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘) ∈ ℝ)
20670, 81fsumrecl 14406 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘) ∈ ℝ)
207 nn0uz 11674 . . . . . . . . . 10 0 = (ℤ‘0)
208 0zd 11341 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 ∈ ℤ)
209 simpr 477 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℕ0)
210 nnexpcl 12821 . . . . . . . . . . . . . 14 ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (2↑𝑛) ∈ ℕ)
21173, 209, 210sylancr 694 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (2↑𝑛) ∈ ℕ)
212211nnred 10987 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (2↑𝑛) ∈ ℝ)
21342adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → ∀𝑘 ∈ ℕ (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
214 fveq2 6153 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 = (2↑𝑛) → (𝐹𝑘) = (𝐹‘(2↑𝑛)))
215214eleq1d 2683 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = (2↑𝑛) → ((𝐹𝑘) ∈ ℝ ↔ (𝐹‘(2↑𝑛)) ∈ ℝ))
216215rspcv 3294 . . . . . . . . . . . . 13 ((2↑𝑛) ∈ ℕ → (∀𝑘 ∈ ℕ (𝐹𝑘) ∈ ℝ → (𝐹‘(2↑𝑛)) ∈ ℝ))
217211, 213, 216sylc 65 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐹‘(2↑𝑛)) ∈ ℝ)
218212, 217remulcld 10022 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → ((2↑𝑛) · (𝐹‘(2↑𝑛))) ∈ ℝ)
21956, 218eqeltrd 2698 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐺𝑛) ∈ ℝ)
220207, 208, 219serfre 12778 . . . . . . . . 9 (𝜑 → seq0( + , 𝐺):ℕ0⟶ℝ)
221220ffvelrnda 6320 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (seq0( + , 𝐺)‘𝑗) ∈ ℝ)
222141, 86remulcld 10022 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((2↑(𝑗 + 1)) · (𝐹‘(2↑(𝑗 + 1)))) ∈ ℝ)
223197, 222eqeltrd 2698 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (𝐺‘(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)
224 le2add 10462 . . . . . . . 8 (((Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘) ∈ ℝ ∧ Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘) ∈ ℝ) ∧ ((seq0( + , 𝐺)‘𝑗) ∈ ℝ ∧ (𝐺‘(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)) → ((Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑗) ∧ Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘) ≤ (𝐺‘(𝑗 + 1))) → (Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘) + Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘)) ≤ ((seq0( + , 𝐺)‘𝑗) + (𝐺‘(𝑗 + 1)))))
225205, 206, 221, 223, 224syl22anc 1324 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑗) ∧ Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘) ≤ (𝐺‘(𝑗 + 1))) → (Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘) + Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘)) ≤ ((seq0( + , 𝐺)‘𝑗) + (𝐺‘(𝑗 + 1)))))
226202, 225mpan2d 709 . . . . . 6 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑗) → (Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘) + Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘)) ≤ ((seq0( + , 𝐺)‘𝑗) + (𝐺‘(𝑗 + 1)))))
227 eqidd 2622 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑘))
22841recnd 10020 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
22971, 203, 228syl2an 494 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
230227, 132, 229fsumser 14402 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘) = (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑗 + 1)) − 1)))
231230eqcomd 2627 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) = Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘))
232231breq1d 4628 . . . . . 6 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑗) ↔ Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑗)))
233 eqidd 2622 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑘))
234 elfznn 12320 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) → 𝑘 ∈ ℕ)
23571, 234, 228syl2an 494 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
236233, 172, 235fsumser 14402 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → Σ𝑘 ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘) = (seq1( + , 𝐹)‘((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)))
237 fzfid 12720 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) ∈ Fin)
238184, 161, 237, 235fsumsplit 14412 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → Σ𝑘 ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘) = (Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘) + Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘)))
239236, 238eqtr3d 2657 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) = (Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘) + Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘)))
240 simpr 477 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → 𝑗 ∈ ℕ0)
241240, 207syl6eleq 2708 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → 𝑗 ∈ (ℤ‘0))
242 seqp1 12764 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ (ℤ‘0) → (seq0( + , 𝐺)‘(𝑗 + 1)) = ((seq0( + , 𝐺)‘𝑗) + (𝐺‘(𝑗 + 1))))
243241, 242syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (seq0( + , 𝐺)‘(𝑗 + 1)) = ((seq0( + , 𝐺)‘𝑗) + (𝐺‘(𝑗 + 1))))
244239, 243breq12d 4631 . . . . . 6 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((seq1( + , 𝐹)‘((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘(𝑗 + 1)) ↔ (Σ𝑘 ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) − 1))(𝐹𝑘) + Σ𝑘 ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1))(𝐹𝑘)) ≤ ((seq0( + , 𝐺)‘𝑗) + (𝐺‘(𝑗 + 1)))))
245226, 232, 2443imtr4d 283 . . . . 5 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑗) → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘(𝑗 + 1))))
246245expcom 451 . . . 4 (𝑗 ∈ ℕ0 → (𝜑 → ((seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑗) → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘(𝑗 + 1)))))
247246a2d 29 . . 3 (𝑗 ∈ ℕ0 → ((𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑗 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑗)) → (𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑((𝑗 + 1) + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘(𝑗 + 1)))))
24818, 25, 32, 39, 69, 247nn0ind 11424 . 2 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑁 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑁)))
249248impcom 446 1 ((𝜑𝑁 ∈ ℕ0) → (seq1( + , 𝐹)‘((2↑(𝑁 + 1)) − 1)) ≤ (seq0( + , 𝐺)‘𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  wral 2907  cun 3557  cin 3558  c0 3896   class class class wbr 4618  cfv 5852  (class class class)co 6610  Fincfn 7907  cc 9886  cr 9887  0cc0 9888  1c1 9889   + caddc 9891   · cmul 9893   < clt 10026  cle 10027  cmin 10218  cn 10972  2c2 11022  0cn0 11244  cz 11329  cuz 11639  ...cfz 12276  seqcseq 12749  cexp 12808  #chash 13065  Σcsu 14358
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6909  ax-inf2 8490  ax-cnex 9944  ax-resscn 9945  ax-1cn 9946  ax-icn 9947  ax-addcl 9948  ax-addrcl 9949  ax-mulcl 9950  ax-mulrcl 9951  ax-mulcom 9952  ax-addass 9953  ax-mulass 9954  ax-distr 9955  ax-i2m1 9956  ax-1ne0 9957  ax-1rid 9958  ax-rnegex 9959  ax-rrecex 9960  ax-cnre 9961  ax-pre-lttri 9962  ax-pre-lttrn 9963  ax-pre-ltadd 9964  ax-pre-mulgt0 9965  ax-pre-sup 9966
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3191  df-sbc 3422  df-csb 3519  df-dif 3562  df-un 3564  df-in 3566  df-ss 3573  df-pss 3575  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-int 4446  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-se 5039  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5644  df-ord 5690  df-on 5691  df-lim 5692  df-suc 5693  df-iota 5815  df-fun 5854  df-fn 5855  df-f 5856  df-f1 5857  df-fo 5858  df-f1o 5859  df-fv 5860  df-isom 5861  df-riota 6571  df-ov 6613  df-oprab 6614  df-mpt2 6615  df-om 7020  df-1st 7120  df-2nd 7121  df-wrecs 7359  df-recs 7420  df-rdg 7458  df-1o 7512  df-oadd 7516  df-er 7694  df-en 7908  df-dom 7909  df-sdom 7910  df-fin 7911  df-sup 8300  df-oi 8367  df-card 8717  df-cda 8942  df-pnf 10028  df-mnf 10029  df-xr 10030  df-ltxr 10031  df-le 10032  df-sub 10220  df-neg 10221  df-div 10637  df-nn 10973  df-2 11031  df-3 11032  df-n0 11245  df-z 11330  df-uz 11640  df-rp 11785  df-ico 12131  df-fz 12277  df-fzo 12415  df-seq 12750  df-exp 12809  df-hash 13066  df-cj 13781  df-re 13782  df-im 13783  df-sqrt 13917  df-abs 13918  df-clim 14161  df-sum 14359
This theorem is referenced by:  climcnds  14519
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