HomeHome Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Related theorems
GIF version

Theorem infcvglem3 7223
Description: Lemma for infcvg 7224. Using climsqueeze 7140, show that sequence F, constructed from f, converges to the supremum.
Hypotheses
Ref Expression
infcvg.1 R = {xy X x = -A}
infcvg.2 (y XA )
infcvg.3 Z X
infcvg.4 z w R wz
infcvg.5c S = -sup(R, , < )
infcvg.9 G V
infcvg.10 (k → (Gk) = (S + (1 / k)))
infcvg.11 H V
infcvg.12 (k → (Hk) = (1 / k))
infcvg.6a F V
infcvg.7a (y = (fk) → A = B)
infcvg.8a (k → (Fk) = B)
Assertion
Ref Expression
infcvglem3 f(f:–→X F S)
Distinct variable groups:   x,f,A   x,y,B   k,F   k,G   k,H   z,w,R   f,k,S,y   f,X   x,k,y,X   x,Z,y   y,S

Proof of Theorem infcvglem3
StepHypRef Expression
1 infcvg.1 . . 3 R = {xy X x = -A}
2 infcvg.2 . . 3 (y XA )
3 infcvg.3 . . 3 Z X
4 infcvg.4 . . 3 z w R wz
5 infcvg.5c . . 3 S = -sup(R, , < )
6 infcvg.7a . . 3 (y = (fk) → A = B)
71, 2, 3, 4, 5, 6infcvglem1 7221 . 2 f(f:–→X k B < (S + (1 / k)))
8 pm3.26 319 . . . 4 ((f:–→X k B < (S + (1 / k))) → f:–→X)
9 infcvg.8a . . . . . . . . . . . 12 (k → (Fk) = B)
10 infcvg.10 . . . . . . . . . . . 12 (k → (Gk) = (S + (1 / k)))
119, 10breq12d 2636 . . . . . . . . . . 11 (k → ((Fk) < (Gk) ↔ B < (S + (1 / k))))
1211adantl 390 . . . . . . . . . 10 ((f:–→X k ) → ((Fk) < (Gk) ↔ B < (S + (1 / k))))
13 ltlet 5532 . . . . . . . . . . 11 (((Fk) (Gk) ) → ((Fk) < (Gk) → (Fk) ≤ (Gk)))
149adantl 390 . . . . . . . . . . . 12 ((f:–→X k ) → (Fk) = B)
15 ffvelrn 3820 . . . . . . . . . . . . 13 ((f:–→X k ) → (fk) X)
166eleq1d 1543 . . . . . . . . . . . . . 14 (y = (fk) → (A B ))
1716, 2vtoclga 1855 . . . . . . . . . . . . 13 ((fk) XB )
1815, 17syl 10 . . . . . . . . . . . 12 ((f:–→X k ) → B )
1914, 18eqeltrd 1551 . . . . . . . . . . 11 ((f:–→X k ) → (Fk) )
20 nnrecret 5954 . . . . . . . . . . . . . 14 (k → (1 / k) )
211, 2, 3, 4infcvgaux1 7219 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (R R z w R wz)
2221suprcli 6063 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 sup(R, , < )
2322renegcl 5428 . . . . . . . . . . . . . . . 16 -sup(R, , < )
245, 23eqeltr 1547 . . . . . . . . . . . . . . 15 S
25 axaddrcl 5284 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((S (1 / k) ) → (S + (1 / k)) )
2624, 25mpan 697 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 / k) → (S + (1 / k)) )
2720, 26syl 10 . . . . . . . . . . . . 13 (k → (S + (1 / k)) )
2810, 27eqeltrd 1551 . . . . . . . . . . . 12 (k → (Gk) )
2928adantl 390 . . . . . . . . . . 11 ((f:–→X k ) → (Gk) )
3013, 19, 29sylanc 473 . . . . . . . . . 10 ((f:–→X k ) → ((Fk) < (Gk) → (Fk) ≤ (Gk)))
3112, 30sylbird 205 . . . . . . . . 9 ((f:–→X k ) → (B < (S + (1 / k)) → (Fk) ≤ (Gk)))
321, 2, 3, 4, 5, 6infcvgaux2 7220 . . . . . . . . . . . . . 14 ((fk) XSB)
3315, 32syl 10 . . . . . . . . . . . . 13 ((f:–→X k ) → SB)
3433, 14breqtrrd 2646 . . . . . . . . . . . 12 ((f:–→X k ) → S ≤ (Fk))
3534a1d 12 . . . . . . . . . . 11 ((f:–→X k ) → ((Fk) ≤ (Gk) → S ≤ (Fk)))
3635ancrd 299 . . . . . . . . . 10 ((f:–→X k ) → ((Fk) ≤ (Gk) → (S ≤ (Fk) (Fk) ≤ (Gk))))
3729, 19jca 288 . . . . . . . . . 10 ((f:–→X k ) → ((Gk) (Fk) ))
3836, 37jctild 603 . . . . . . . . 9 ((f:–→X k ) → ((Fk) ≤ (Gk) → (((Gk) (Fk) ) (S ≤ (Fk) (Fk) ≤ (Gk)))))
3931, 38syld 27 . . . . . . . 8 ((f:–→X k ) → (B < (S + (1 / k)) → (((Gk) (Fk) ) (S ≤ (Fk) (Fk) ≤ (Gk)))))
4039r19.20dva 1712 . . . . . . 7 (f:–→X → (k B < (S + (1 / k)) → k (((Gk) (Fk) ) (S ≤ (Fk) (Fk) ≤ (Gk)))))
4140imp 350 . . . . . 6 ((f:–→X k B < (S + (1 / k))) → k (((Gk) (Fk) ) (S ≤ (Fk) (Fk) ≤ (Gk))))
42 nnuz 6440 . . . . . . 7 = ( ‘1)
43 raleq1 1789 . . . . . . 7 ( = ( ‘1) → (k (((Gk) (Fk) ) (S ≤ (Fk) (Fk) ≤ (Gk))) ↔ k ( ‘1)(((Gk) (Fk) ) (S ≤ (Fk) (Fk) ≤ (Gk)))))
4442, 43ax-mp 7 . . . . . 6 (k (((Gk) (Fk) ) (S ≤ (Fk) (Fk) ≤ (Gk))) ↔ k ( ‘1)(((Gk) (Fk) ) (S ≤ (Fk) (Fk) ≤ (Gk))))
4541, 44sylib 198 . . . . 5 ((f:–→X k B < (S + (1 / k))) → k ( ‘1)(((Gk) (Fk) ) (S ≤ (Fk) (Fk) ≤ (Gk))))
46 infcvg.9 . . . . . . 7 G V
47 infcvg.11 . . . . . . 7 H V
48 infcvg.12 . . . . . . 7 (k → (Hk) = (1 / k))
491, 2, 3, 4, 5, 46, 10, 47, 48infcvglem2 7222 . . . . . 6 G S
50 1z 6161 . . . . . 6 1
51 infcvg.6a . . . . . . 7 F V
5224elisseti 1821 . . . . . . 7 S V
5346, 51, 52climsqueeze2 7141 . . . . . 6 ((G S 1 k ( ‘1)(((Gk) (Fk) ) (S ≤ (Fk) (Fk) ≤ (Gk)))) → F S)
5449, 50, 53mp3an12 908 . . . . 5 (k ( ‘1)(((Gk) (Fk) ) (S ≤ (Fk) (Fk) ≤ (Gk))) → F S)
5545, 54syl 10 . . . 4 ((f:–→X k B < (S + (1 / k))) → F S)
568, 55jca 288 . . 3 ((f:–→X k B < (S + (1 / k))) → (f:–→X F S))
575619.22i 1042 . 2 (f(f:–→X k B < (S + (1 / k))) → f(f:–→X F S))
587, 57ax-mp 7 1 f(f:–→X F S)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   → wi 3   ↔ wb 146   wa 223   = wceq 958   wcel 960  wex 982  {cab 1466  wral 1648  wrex 1649  Vcvv 1814   class class class wbr 2624  –→wf 3184   ‘cfv 3188  (class class class)co 3969  supcsup 4582  cr 5245  1c1 5247   + caddc 5249  -cneg 5305   / cdiv 5306   ≤ cle 5307  cn 5308  cz 5310   < clt 5498  cuz 6418   cli 6974
This theorem is referenced by:  infcvg 7224
This theorem was proved from axioms:  ax-1 4  ax-2 5  ax-3 6  ax-mp 7  ax-7 964  ax-gen 965  ax-8 966  ax-9 967  ax-10 968  ax-11 969  ax-12 970  ax-13 971  ax-14 972  ax-17 973  ax-4 975  ax-5o 977  ax-6o 980  ax-9o 1125  ax-10o 1142  ax-16 1212  ax-11o 1220  ax-ext 1462  ax-rep 2698  ax-sep 2708  ax-nul 2715  ax-pow 2748  ax-pr 2785  ax-un 2872  ax-reg 4602  ax-inf2 4634  ax-ac 4754
This theorem depends on definitions:  df-bi 147  df-or 224  df-an 225  df-3or 778  df-3an 779  df-ex 983  df-sb 1174  df-eu 1384  df-mo 1385  df-clab 1467  df-cleq 1472  df-clel 1475  df-ne 1590  df-nel 1591  df-ral 1652  df-rex 1653  df-reu 1654  df-rab 1655  df-v 1815  df-sbc 1945  df-csb 2005  df-dif 2052  df-un 2053  df-in 2054  df-ss 2056  df-pss 2058  df-nul 2284  df-if 2366  df-pw 2406  df-sn 2416  df-pr 2417  df-tp 2419  df-op 2420  df-uni 2508  df-int 2538  df-iun 2572  df-iin 2573  df-br 2625  df-opab 2672  df-tr 2686  df-eprel 2838  df-id 2841  df-po 2846  df-so 2856  df-fr 2923  df-we 2940  df-ord 2957  df-on 2958  df-lim 2959  df-suc 2960  df-om 3138  df-xp 3190  df-rel 3191  df-cnv 3192  df-co 3193  df-dm 3194  df-rn 3195  df-res 3196  df-ima 3197  df-fun 3198  df-fn 3199  df-f 3200  df-f1 3201  df-fo 3202  df-f1o 3203  df-fv 3204  df-rdg 3938  df-opr 3971  df-oprab 3972  df-1st 4085  df-2nd 4086  df-1o 4139  df-oadd 4141  df-omul 4142  df-er 4267  df-ec 4269  df-qs 4272  df-en 4374  df-dom 4375  df-sdom 4376  df-sup 4583  df-r1 4653  df-rank 4654  df-ni 5012  df-pli 5013  df-mi 5014  df-lti 5015  df-plpq 5047  df-mpq 5048  df-enq 5049  df-nq 5050  df-plq 5051  df-mq 5052  df-rq 5053  df-ltq 5054  df-1q 5055  df-np 5098  df-1p 5099  df-plp 5100  df-mp 5101  df-ltp 5102  df-plpr 5176  df-mpr 5177  df-enr 5178  df-nr 5179  df-plr 5180  df-mr 5181  df-ltr 5182  df-0r 5183  df-1r 5184  df-m1r 5185  df-c 5252  df-0 5253  df-1 5254  df-i 5255  df-r 5256  df-plus 5257  df-mul 5258  df-lt 5259  df-sub 5368  df-neg 5370  df-pnf 5499  df-mnf 5500  df-xr 5501  df-ltxr 5502  df-le 5503  df-div 5715  df-n 5927  df-2 5972  df-n0 6102  df-z 6138  df-seq1 6309  df-uz 6419  df-exp 6570  df-sqr 6671  df-re 6752  df-im 6753  df-cj 6754  df-abs 6755  df-clim 6975
Copyright terms: Public domain