MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dvfsumrlim Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dvfsumrlim 23693
Description: Compare a finite sum to an integral (the integral here is given as a function with a known derivative). The statement here says that if 𝑥𝑆𝐵 is a decreasing function with antiderivative 𝐴 converging to zero, then the difference between Σ𝑘 ∈ (𝑀...(⌊‘𝑥))𝐵(𝑘) and 𝐴(𝑥) = ∫𝑢 ∈ (𝑀[,]𝑥)𝐵(𝑢) d𝑢 converges to a constant limit value, with the remainder term bounded by 𝐵(𝑥). (Contributed by Mario Carneiro, 18-May-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
dvfsum.s 𝑆 = (𝑇(,)+∞)
dvfsum.z 𝑍 = (ℤ𝑀)
dvfsum.m (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
dvfsum.d (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
dvfsum.md (𝜑𝑀 ≤ (𝐷 + 1))
dvfsum.t (𝜑𝑇 ∈ ℝ)
dvfsum.a ((𝜑𝑥𝑆) → 𝐴 ∈ ℝ)
dvfsum.b1 ((𝜑𝑥𝑆) → 𝐵𝑉)
dvfsum.b2 ((𝜑𝑥𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
dvfsum.b3 (𝜑 → (ℝ D (𝑥𝑆𝐴)) = (𝑥𝑆𝐵))
dvfsum.c (𝑥 = 𝑘𝐵 = 𝐶)
dvfsumrlim.l ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝑘𝑆) ∧ (𝐷𝑥𝑥𝑘)) → 𝐶𝐵)
dvfsumrlim.g 𝐺 = (𝑥𝑆 ↦ (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(⌊‘𝑥))𝐶𝐴))
dvfsumrlim.k (𝜑 → (𝑥𝑆𝐵) ⇝𝑟 0)
Assertion
Ref Expression
dvfsumrlim (𝜑𝐺 ∈ dom ⇝𝑟 )
Distinct variable groups:   𝐵,𝑘   𝑥,𝐶   𝑥,𝑘,𝐷   𝜑,𝑘,𝑥   𝑆,𝑘,𝑥   𝑘,𝑀,𝑥   𝑥,𝑇   𝑥,𝑍
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥,𝑘)   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑘)   𝑇(𝑘)   𝐺(𝑥,𝑘)   𝑉(𝑥,𝑘)   𝑍(𝑘)

Proof of Theorem dvfsumrlim
Dummy variables 𝑦 𝑒 𝑐 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dvfsum.s . . . 4 𝑆 = (𝑇(,)+∞)
2 ioossre 12174 . . . 4 (𝑇(,)+∞) ⊆ ℝ
31, 2eqsstri 3619 . . 3 𝑆 ⊆ ℝ
43a1i 11 . 2 (𝜑𝑆 ⊆ ℝ)
5 dvfsum.z . . . 4 𝑍 = (ℤ𝑀)
6 dvfsum.m . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
7 dvfsum.d . . . 4 (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
8 dvfsum.md . . . 4 (𝜑𝑀 ≤ (𝐷 + 1))
9 dvfsum.t . . . 4 (𝜑𝑇 ∈ ℝ)
10 dvfsum.a . . . 4 ((𝜑𝑥𝑆) → 𝐴 ∈ ℝ)
11 dvfsum.b1 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑆) → 𝐵𝑉)
12 dvfsum.b2 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
13 dvfsum.b3 . . . 4 (𝜑 → (ℝ D (𝑥𝑆𝐴)) = (𝑥𝑆𝐵))
14 dvfsum.c . . . 4 (𝑥 = 𝑘𝐵 = 𝐶)
15 dvfsumrlim.g . . . 4 𝐺 = (𝑥𝑆 ↦ (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(⌊‘𝑥))𝐶𝐴))
161, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15dvfsumrlimf 23687 . . 3 (𝜑𝐺:𝑆⟶ℝ)
17 ax-resscn 9938 . . 3 ℝ ⊆ ℂ
18 fss 6015 . . 3 ((𝐺:𝑆⟶ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → 𝐺:𝑆⟶ℂ)
1916, 17, 18sylancl 693 . 2 (𝜑𝐺:𝑆⟶ℂ)
201supeq1i 8298 . . 3 sup(𝑆, ℝ*, < ) = sup((𝑇(,)+∞), ℝ*, < )
21 ressxr 10028 . . . . 5 ℝ ⊆ ℝ*
2221, 9sseldi 3586 . . . 4 (𝜑𝑇 ∈ ℝ*)
239renepnfd 10035 . . . 4 (𝜑𝑇 ≠ +∞)
24 ioopnfsup 12600 . . . 4 ((𝑇 ∈ ℝ*𝑇 ≠ +∞) → sup((𝑇(,)+∞), ℝ*, < ) = +∞)
2522, 23, 24syl2anc 692 . . 3 (𝜑 → sup((𝑇(,)+∞), ℝ*, < ) = +∞)
2620, 25syl5eq 2672 . 2 (𝜑 → sup(𝑆, ℝ*, < ) = +∞)
27 dvfsumrlim.k . . . 4 (𝜑 → (𝑥𝑆𝐵) ⇝𝑟 0)
2811, 27rlimmptrcl 14267 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑆) → 𝐵 ∈ ℂ)
2928ralrimiva 2965 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑥𝑆 𝐵 ∈ ℂ)
3029, 4rlim0 14168 . . . 4 (𝜑 → ((𝑥𝑆𝐵) ⇝𝑟 0 ↔ ∀𝑒 ∈ ℝ+𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒)))
3127, 30mpbid 222 . . 3 (𝜑 → ∀𝑒 ∈ ℝ+𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒))
323a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) → 𝑆 ⊆ ℝ)
33 peano2re 10154 . . . . . . . . 9 (𝑇 ∈ ℝ → (𝑇 + 1) ∈ ℝ)
349, 33syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑇 + 1) ∈ ℝ)
3534, 7ifcld 4108 . . . . . . 7 (𝜑 → if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ∈ ℝ)
3635adantr 481 . . . . . 6 ((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) → if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ∈ ℝ)
37 rexico 14022 . . . . . 6 ((𝑆 ⊆ ℝ ∧ if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ∈ ℝ) → (∃𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) ↔ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒)))
3832, 36, 37syl2anc 692 . . . . 5 ((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) → (∃𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) ↔ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒)))
39 elicopnf 12208 . . . . . . . . . . . . . 14 (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ∈ ℝ → (𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞) ↔ (𝑐 ∈ ℝ ∧ if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ≤ 𝑐)))
4035, 39syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞) ↔ (𝑐 ∈ ℝ ∧ if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ≤ 𝑐)))
4140simprbda 652 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑐 ∈ ℝ)
429adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑇 ∈ ℝ)
4342, 33syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (𝑇 + 1) ∈ ℝ)
4442ltp1d 10899 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑇 < (𝑇 + 1))
4540simplbda 653 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ≤ 𝑐)
467adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝐷 ∈ ℝ)
47 maxle 11964 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐷 ∈ ℝ ∧ (𝑇 + 1) ∈ ℝ ∧ 𝑐 ∈ ℝ) → (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ≤ 𝑐 ↔ (𝐷𝑐 ∧ (𝑇 + 1) ≤ 𝑐)))
4846, 43, 41, 47syl3anc 1323 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ≤ 𝑐 ↔ (𝐷𝑐 ∧ (𝑇 + 1) ≤ 𝑐)))
4945, 48mpbid 222 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (𝐷𝑐 ∧ (𝑇 + 1) ≤ 𝑐))
5049simprd 479 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (𝑇 + 1) ≤ 𝑐)
5142, 43, 41, 44, 50ltletrd 10142 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑇 < 𝑐)
5222adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑇 ∈ ℝ*)
53 elioopnf 12206 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑇 ∈ ℝ* → (𝑐 ∈ (𝑇(,)+∞) ↔ (𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑇 < 𝑐)))
5452, 53syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (𝑐 ∈ (𝑇(,)+∞) ↔ (𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑇 < 𝑐)))
5541, 51, 54mpbir2and 956 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑐 ∈ (𝑇(,)+∞))
5655, 1syl6eleqr 2715 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑐𝑆)
5749simpld 475 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝐷𝑐)
5856, 57jca 554 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (𝑐𝑆𝐷𝑐))
5958adantlr 750 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) ∧ 𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (𝑐𝑆𝐷𝑐))
60 simprrl 803 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) → 𝑐𝑆)
6160adantrr 752 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑐𝑆)
623, 61sseldi 3586 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑐 ∈ ℝ)
6362leidd 10539 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑐𝑐)
64 nfv 1845 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑥 𝑐𝑐
65 nfcv 2767 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 𝑥abs
66 nfcsb1v 3535 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 𝑥𝑐 / 𝑥𝐵
6765, 66nffv 6157 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝑥(abs‘𝑐 / 𝑥𝐵)
68 nfcv 2767 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝑥 <
69 nfcv 2767 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝑥𝑒
7067, 68, 69nfbr 4664 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑥(abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒
7164, 70nfim 1827 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑥(𝑐𝑐 → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒)
72 breq2 4622 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑥 = 𝑐 → (𝑐𝑥𝑐𝑐))
73 csbeq1a 3528 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑥 = 𝑐𝐵 = 𝑐 / 𝑥𝐵)
7473fveq2d 6154 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑥 = 𝑐 → (abs‘𝐵) = (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵))
7574breq1d 4628 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑥 = 𝑐 → ((abs‘𝐵) < 𝑒 ↔ (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒))
7672, 75imbi12d 334 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 = 𝑐 → ((𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) ↔ (𝑐𝑐 → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒)))
7771, 76rspc 3294 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑐𝑆 → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (𝑐𝑐 → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒)))
7861, 77syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (𝑐𝑐 → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒)))
7963, 78mpid 44 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒))
804, 10, 11, 13dvmptrecl 23686 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝜑𝑥𝑆) → 𝐵 ∈ ℝ)
8180adantrr 752 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝐷𝑥)) → 𝐵 ∈ ℝ)
82 dvfsumrlim.l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝑘𝑆) ∧ (𝐷𝑥𝑥𝑘)) → 𝐶𝐵)
831, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 82, 15, 27dvfsumrlimge0 23692 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝐷𝑥)) → 0 ≤ 𝐵)
84 elrege0 12217 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝐵 ∈ (0[,)+∞) ↔ (𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐵))
8581, 83, 84sylanbrc 697 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝐷𝑥)) → 𝐵 ∈ (0[,)+∞))
8685expr 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑𝑥𝑆) → (𝐷𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)))
8786ralrimiva 2965 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝜑 → ∀𝑥𝑆 (𝐷𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)))
8887adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → ∀𝑥𝑆 (𝐷𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)))
89 simprrr 804 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) → 𝐷𝑐)
9089adantrr 752 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝐷𝑐)
91 nfv 1845 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 𝑥 𝐷𝑐
9266nfel1 2781 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 𝑥𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)
9391, 92nfim 1827 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 𝑥(𝐷𝑐𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞))
94 breq2 4622 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑥 = 𝑐 → (𝐷𝑥𝐷𝑐))
9573eleq1d 2688 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑥 = 𝑐 → (𝐵 ∈ (0[,)+∞) ↔ 𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)))
9694, 95imbi12d 334 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑥 = 𝑐 → ((𝐷𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)) ↔ (𝐷𝑐𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞))))
9793, 96rspc 3294 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑐𝑆 → (∀𝑥𝑆 (𝐷𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)) → (𝐷𝑐𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞))))
9861, 88, 90, 97syl3c 66 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞))
99 elrege0 12217 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞) ↔ (𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑐 / 𝑥𝐵))
10098, 99sylib 208 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑐 / 𝑥𝐵))
101 absid 13965 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑐 / 𝑥𝐵) → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) = 𝑐 / 𝑥𝐵)
102100, 101syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) = 𝑐 / 𝑥𝐵)
103102breq1d 4628 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → ((abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒𝑐 / 𝑥𝐵 < 𝑒))
1046adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑀 ∈ ℤ)
1057adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝐷 ∈ ℝ)
1068adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑀 ≤ (𝐷 + 1))
1079adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑇 ∈ ℝ)
10810adantlr 750 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) ∧ 𝑥𝑆) → 𝐴 ∈ ℝ)
10911adantlr 750 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) ∧ 𝑥𝑆) → 𝐵𝑉)
11012adantlr 750 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) ∧ 𝑥𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
11113adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (ℝ D (𝑥𝑆𝐴)) = (𝑥𝑆𝐵))
112 pnfxr 10037 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 +∞ ∈ ℝ*
113112a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → +∞ ∈ ℝ*)
114 3simpa 1056 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐷𝑥𝑥𝑘𝑘 ≤ +∞) → (𝐷𝑥𝑥𝑘))
115114, 82syl3an3 1358 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝑘𝑆) ∧ (𝐷𝑥𝑥𝑘𝑘 ≤ +∞)) → 𝐶𝐵)
1161153adant1r 1316 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) ∧ (𝑥𝑆𝑘𝑆) ∧ (𝐷𝑥𝑥𝑘𝑘 ≤ +∞)) → 𝐶𝐵)
117833adantr3 1220 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝐷𝑥𝑥 ≤ +∞)) → 0 ≤ 𝐵)
118117adantlr 750 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) ∧ (𝑥𝑆𝐷𝑥𝑥 ≤ +∞)) → 0 ≤ 𝐵)
119 simprrl 803 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑦𝑆)
120 simprrr 804 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑐𝑦)
1213, 21sstri 3597 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝑆 ⊆ ℝ*
122121, 119sseldi 3586 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑦 ∈ ℝ*)
123 pnfge 11908 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑦 ∈ ℝ*𝑦 ≤ +∞)
124122, 123syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑦 ≤ +∞)
1251, 5, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 14, 113, 116, 15, 118, 61, 119, 90, 120, 124dvfsumlem4 23691 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) ≤ 𝑐 / 𝑥𝐵)
12619adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝐺:𝑆⟶ℂ)
127126, 119ffvelrnd 6317 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (𝐺𝑦) ∈ ℂ)
128126, 61ffvelrnd 6317 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (𝐺𝑐) ∈ ℂ)
129127, 128subcld 10337 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → ((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐)) ∈ ℂ)
130129abscld 14104 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) ∈ ℝ)
131100simpld 475 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ ℝ)
132 simprll 801 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑒 ∈ ℝ+)
133132rpred 11816 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑒 ∈ ℝ)
134 lelttr 10073 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) ∈ ℝ ∧ 𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑒 ∈ ℝ) → (((abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) ≤ 𝑐 / 𝑥𝐵𝑐 / 𝑥𝐵 < 𝑒) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
135130, 131, 133, 134syl3anc 1323 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (((abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) ≤ 𝑐 / 𝑥𝐵𝑐 / 𝑥𝐵 < 𝑒) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
136125, 135mpand 710 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (𝑐 / 𝑥𝐵 < 𝑒 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
137103, 136sylbid 230 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → ((abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
13879, 137syld 47 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
139138anassrs 679 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦)) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
140139expr 642 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) ∧ 𝑦𝑆) → (𝑐𝑦 → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒)))
141140com23 86 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) ∧ 𝑦𝑆) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒)))
142141ralrimdva 2968 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → ∀𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒)))
143142, 60jctild 565 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (𝑐𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))))
144143anassrs 679 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (𝑐𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))))
14559, 144syldan 487 . . . . . . 7 (((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) ∧ 𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (𝑐𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))))
146145expimpd 628 . . . . . 6 ((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) → ((𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞) ∧ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒)) → (𝑐𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))))
147146reximdv2 3013 . . . . 5 ((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) → (∃𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → ∃𝑐𝑆𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒)))
14838, 147sylbird 250 . . . 4 ((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) → (∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → ∃𝑐𝑆𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒)))
149148ralimdva 2961 . . 3 (𝜑 → (∀𝑒 ∈ ℝ+𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → ∀𝑒 ∈ ℝ+𝑐𝑆𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒)))
15031, 149mpd 15 . 2 (𝜑 → ∀𝑒 ∈ ℝ+𝑐𝑆𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
1514, 19, 26, 150caucvgr 14335 1 (𝜑𝐺 ∈ dom ⇝𝑟 )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1992  wne 2796  wral 2912  wrex 2913  csb 3519  wss 3560  ifcif 4063   class class class wbr 4618  cmpt 4678  dom cdm 5079  wf 5846  cfv 5850  (class class class)co 6605  supcsup 8291  cc 9879  cr 9880  0cc0 9881  1c1 9882   + caddc 9884  +∞cpnf 10016  *cxr 10018   < clt 10019  cle 10020  cmin 10211  cz 11322  cuz 11631  +crp 11776  (,)cioo 12114  [,)cico 12116  ...cfz 12265  cfl 12528  abscabs 13903  𝑟 crli 14145  Σcsu 14345   D cdv 23528
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 1841  ax-6 1890  ax-7 1937  ax-8 1994  ax-9 2001  ax-10 2021  ax-11 2036  ax-12 2049  ax-13 2250  ax-ext 2606  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903  ax-inf2 8483  ax-cnex 9937  ax-resscn 9938  ax-1cn 9939  ax-icn 9940  ax-addcl 9941  ax-addrcl 9942  ax-mulcl 9943  ax-mulrcl 9944  ax-mulcom 9945  ax-addass 9946  ax-mulass 9947  ax-distr 9948  ax-i2m1 9949  ax-1ne0 9950  ax-1rid 9951  ax-rnegex 9952  ax-rrecex 9953  ax-cnre 9954  ax-pre-lttri 9955  ax-pre-lttrn 9956  ax-pre-ltadd 9957  ax-pre-mulgt0 9958  ax-pre-sup 9959  ax-addf 9960  ax-mulf 9961
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 1883  df-eu 2478  df-mo 2479  df-clab 2613  df-cleq 2619  df-clel 2622  df-nfc 2756  df-ne 2797  df-nel 2900  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3193  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  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-iin 4493  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 5642  df-ord 5688  df-on 5689  df-lim 5690  df-suc 5691  df-iota 5813  df-fun 5852  df-fn 5853  df-f 5854  df-f1 5855  df-fo 5856  df-f1o 5857  df-fv 5858  df-isom 5859  df-riota 6566  df-ov 6608  df-oprab 6609  df-mpt2 6610  df-of 6851  df-om 7014  df-1st 7116  df-2nd 7117  df-supp 7242  df-wrecs 7353  df-recs 7414  df-rdg 7452  df-1o 7506  df-2o 7507  df-oadd 7510  df-er 7688  df-map 7805  df-pm 7806  df-ixp 7854  df-en 7901  df-dom 7902  df-sdom 7903  df-fin 7904  df-fsupp 8221  df-fi 8262  df-sup 8293  df-inf 8294  df-oi 8360  df-card 8710  df-cda 8935  df-pnf 10021  df-mnf 10022  df-xr 10023  df-ltxr 10024  df-le 10025  df-sub 10213  df-neg 10214  df-div 10630  df-nn 10966  df-2 11024  df-3 11025  df-4 11026  df-5 11027  df-6 11028  df-7 11029  df-8 11030  df-9 11031  df-n0 11238  df-z 11323  df-dec 11438  df-uz 11632  df-q 11733  df-rp 11777  df-xneg 11890  df-xadd 11891  df-xmul 11892  df-ioo 12118  df-ico 12120  df-icc 12121  df-fz 12266  df-fzo 12404  df-fl 12530  df-seq 12739  df-exp 12798  df-hash 13055  df-cj 13768  df-re 13769  df-im 13770  df-sqrt 13904  df-abs 13905  df-limsup 14131  df-clim 14148  df-rlim 14149  df-sum 14346  df-struct 15778  df-ndx 15779  df-slot 15780  df-base 15781  df-sets 15782  df-ress 15783  df-plusg 15870  df-mulr 15871  df-starv 15872  df-sca 15873  df-vsca 15874  df-ip 15875  df-tset 15876  df-ple 15877  df-ds 15880  df-unif 15881  df-hom 15882  df-cco 15883  df-rest 15999  df-topn 16000  df-0g 16018  df-gsum 16019  df-topgen 16020  df-pt 16021  df-prds 16024  df-xrs 16078  df-qtop 16083  df-imas 16084  df-xps 16086  df-mre 16162  df-mrc 16163  df-acs 16165  df-mgm 17158  df-sgrp 17200  df-mnd 17211  df-submnd 17252  df-mulg 17457  df-cntz 17666  df-cmn 18111  df-psmet 19652  df-xmet 19653  df-met 19654  df-bl 19655  df-mopn 19656  df-fbas 19657  df-fg 19658  df-cnfld 19661  df-top 20616  df-bases 20617  df-topon 20618  df-topsp 20619  df-cld 20728  df-ntr 20729  df-cls 20730  df-nei 20807  df-lp 20845  df-perf 20846  df-cn 20936  df-cnp 20937  df-haus 21024  df-cmp 21095  df-tx 21270  df-hmeo 21463  df-fil 21555  df-fm 21647  df-flim 21648  df-flf 21649  df-xms 22030  df-ms 22031  df-tms 22032  df-cncf 22584  df-limc 23531  df-dv 23532
This theorem is referenced by:  dvfsumrlim3  23695
  Copyright terms: Public domain W3C validator