Theorem monoord2xrv 41780

Description: Ordering relation for a monotonic sequence, decreasing case. (Contributed by Glauco Siliprandi, 13-Feb-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
monoord2xrv.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
monoord2xrv.x	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ*)
monoord2xrv.l	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ≤ (𝐹‘𝑘))

Assertion

Ref	Expression
monoord2xrv	⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑁) ≤ (𝐹‘𝑀))

Distinct variable groups:   𝑘,𝐹   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝜑,𝑘

Proof of Theorem monoord2xrv

Dummy variable 𝑛 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		monoord2xrv.n	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
2		monoord2xrv.x	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ*)
3	2	xnegcld 12694	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → -𝑒(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ*)
4	3	fmpttd 6879	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘)):(𝑀...𝑁)⟶ℝ*)
5	4	ffvelrnda 6851	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...𝑁)) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))‘𝑛) ∈ ℝ*)
6		monoord2xrv.l	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ≤ (𝐹‘𝑘))
7	6	ralrimiva 3182	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))(𝐹‘(𝑘 + 1)) ≤ (𝐹‘𝑘))
8		fvoveq1 7179	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 = 𝑛 → (𝐹‘(𝑘 + 1)) = (𝐹‘(𝑛 + 1)))
9		fveq2 6670	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 = 𝑛 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑛))
10	8, 9	breq12d 5079	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 = 𝑛 → ((𝐹‘(𝑘 + 1)) ≤ (𝐹‘𝑘) ↔ (𝐹‘(𝑛 + 1)) ≤ (𝐹‘𝑛)))
11	10	cbvralvw 3449	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))(𝐹‘(𝑘 + 1)) ≤ (𝐹‘𝑘) ↔ ∀𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))(𝐹‘(𝑛 + 1)) ≤ (𝐹‘𝑛))
12	7, 11	sylib 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))(𝐹‘(𝑛 + 1)) ≤ (𝐹‘𝑛))
13	12	r19.21bi 3208	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝐹‘(𝑛 + 1)) ≤ (𝐹‘𝑛))
14		fzp1elp1 12961	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1)) → (𝑛 + 1) ∈ (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)))
15	14	adantl 484	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝑛 + 1) ∈ (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)))
16		eluzelz 12254	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑁 ∈ ℤ)
17	1, 16	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
18	17	zcnd 12089	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
19		ax-1cn 10595	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1 ∈ ℂ
20		npcan 10895	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
21	18, 19, 20	sylancl 588	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
22	21	oveq2d 7172	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)) = (𝑀...𝑁))
23	22	adantr 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)) = (𝑀...𝑁))
24	15, 23	eleqtrd 2915	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝑛 + 1) ∈ (𝑀...𝑁))
25	2	ralrimiva 3182	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ*)
26	25	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → ∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ*)
27		fveq2 6670	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 = (𝑛 + 1) → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘(𝑛 + 1)))
28	27	eleq1d 2897	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 = (𝑛 + 1) → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ* ↔ (𝐹‘(𝑛 + 1)) ∈ ℝ*))
29	28	rspcv 3618	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑛 + 1) ∈ (𝑀...𝑁) → (∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ* → (𝐹‘(𝑛 + 1)) ∈ ℝ*))
30	24, 26, 29	sylc 65	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝐹‘(𝑛 + 1)) ∈ ℝ*)
31		fzssp1 12951	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑀...(𝑁 − 1)) ⊆ (𝑀...((𝑁 − 1) + 1))
32	31, 22	sseqtrid 4019	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑀...(𝑁 − 1)) ⊆ (𝑀...𝑁))
33	32	sselda 3967	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → 𝑛 ∈ (𝑀...𝑁))
34	9	eleq1d 2897	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 = 𝑛 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ* ↔ (𝐹‘𝑛) ∈ ℝ*))
35	34	rspcv 3618	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) → (∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ* → (𝐹‘𝑛) ∈ ℝ*))
36	33, 26, 35	sylc 65	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝐹‘𝑛) ∈ ℝ*)
37		xleneg 12612	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹‘(𝑛 + 1)) ∈ ℝ* ∧ (𝐹‘𝑛) ∈ ℝ*) → ((𝐹‘(𝑛 + 1)) ≤ (𝐹‘𝑛) ↔ -𝑒(𝐹‘𝑛) ≤ -𝑒(𝐹‘(𝑛 + 1))))
38	30, 36, 37	syl2anc 586	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → ((𝐹‘(𝑛 + 1)) ≤ (𝐹‘𝑛) ↔ -𝑒(𝐹‘𝑛) ≤ -𝑒(𝐹‘(𝑛 + 1))))
39	13, 38	mpbid 234	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → -𝑒(𝐹‘𝑛) ≤ -𝑒(𝐹‘(𝑛 + 1)))
40	9	xnegeqd 41731	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = 𝑛 → -𝑒(𝐹‘𝑘) = -𝑒(𝐹‘𝑛))
41		eqid 2821	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘)) = (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))
42		xnegex 12602	. . . . . . 7 ⊢ -𝑒(𝐹‘𝑛) ∈ V
43	40, 41, 42	fvmpt 6768	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))‘𝑛) = -𝑒(𝐹‘𝑛))
44	33, 43	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))‘𝑛) = -𝑒(𝐹‘𝑛))
45	27	xnegeqd 41731	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = (𝑛 + 1) → -𝑒(𝐹‘𝑘) = -𝑒(𝐹‘(𝑛 + 1)))
46		xnegex 12602	. . . . . . 7 ⊢ -𝑒(𝐹‘(𝑛 + 1)) ∈ V
47	45, 41, 46	fvmpt 6768	. . . . . 6 ⊢ ((𝑛 + 1) ∈ (𝑀...𝑁) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))‘(𝑛 + 1)) = -𝑒(𝐹‘(𝑛 + 1)))
48	24, 47	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))‘(𝑛 + 1)) = -𝑒(𝐹‘(𝑛 + 1)))
49	39, 44, 48	3brtr4d 5098	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))‘𝑛) ≤ ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))‘(𝑛 + 1)))
50	1, 5, 49	monoordxrv 41778	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))‘𝑀) ≤ ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))‘𝑁))
51		eluzfz1 12915	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑀 ∈ (𝑀...𝑁))
52	1, 51	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ (𝑀...𝑁))
53		fveq2 6670	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑀 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑀))
54	53	xnegeqd 41731	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑀 → -𝑒(𝐹‘𝑘) = -𝑒(𝐹‘𝑀))
55		xnegex 12602	. . . . 5 ⊢ -𝑒(𝐹‘𝑀) ∈ V
56	54, 41, 55	fvmpt 6768	. . . 4 ⊢ (𝑀 ∈ (𝑀...𝑁) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))‘𝑀) = -𝑒(𝐹‘𝑀))
57	52, 56	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))‘𝑀) = -𝑒(𝐹‘𝑀))
58		eluzfz2 12916	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
59	1, 58	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
60		fveq2 6670	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑁))
61	60	xnegeqd 41731	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → -𝑒(𝐹‘𝑘) = -𝑒(𝐹‘𝑁))
62		xnegex 12602	. . . . 5 ⊢ -𝑒(𝐹‘𝑁) ∈ V
63	61, 41, 62	fvmpt 6768	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (𝑀...𝑁) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))‘𝑁) = -𝑒(𝐹‘𝑁))
64	59, 63	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -𝑒(𝐹‘𝑘))‘𝑁) = -𝑒(𝐹‘𝑁))
65	50, 57, 64	3brtr3d 5097	. 2 ⊢ (𝜑 → -𝑒(𝐹‘𝑀) ≤ -𝑒(𝐹‘𝑁))
66	60	eleq1d 2897	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ* ↔ (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ*))
67	66	rspcv 3618	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (𝑀...𝑁) → (∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ* → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ*))
68	59, 25, 67	sylc 65	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ*)
69	53	eleq1d 2897	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑀 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ* ↔ (𝐹‘𝑀) ∈ ℝ*))
70	69	rspcv 3618	. . . 4 ⊢ (𝑀 ∈ (𝑀...𝑁) → (∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ* → (𝐹‘𝑀) ∈ ℝ*))
71	52, 25, 70	sylc 65	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑀) ∈ ℝ*)
72		xleneg 12612	. . 3 ⊢ (((𝐹‘𝑁) ∈ ℝ* ∧ (𝐹‘𝑀) ∈ ℝ*) → ((𝐹‘𝑁) ≤ (𝐹‘𝑀) ↔ -𝑒(𝐹‘𝑀) ≤ -𝑒(𝐹‘𝑁)))
73	68, 71, 72	syl2anc 586	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐹‘𝑁) ≤ (𝐹‘𝑀) ↔ -𝑒(𝐹‘𝑀) ≤ -𝑒(𝐹‘𝑁)))
74	65, 73	mpbird 259	1 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑁) ≤ (𝐹‘𝑀))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114  ∀wral 3138   class class class wbr 5066   ↦ cmpt 5146  ‘cfv 6355  (class class class)co 7156  ℂcc 10535  1c1 10538   + caddc 10540  ℝ^*cxr 10674   ≤ cle 10676   − cmin 10870  ℤcz 11982  ℤ_≥cuz 12244  -_𝑒cxne 12505  ...cfz 12893

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-sep 5203  ax-nul 5210  ax-pow 5266  ax-pr 5330  ax-un 7461  ax-cnex 10593  ax-resscn 10594  ax-1cn 10595  ax-icn 10596  ax-addcl 10597  ax-addrcl 10598  ax-mulcl 10599  ax-mulrcl 10600  ax-mulcom 10601  ax-addass 10602  ax-mulass 10603  ax-distr 10604  ax-i2m1 10605  ax-1ne0 10606  ax-1rid 10607  ax-rnegex 10608  ax-rrecex 10609  ax-cnre 10610  ax-pre-lttri 10611  ax-pre-lttrn 10612  ax-pre-ltadd 10613  ax-pre-mulgt0 10614

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4839  df-iun 4921  df-br 5067  df-opab 5129  df-mpt 5147  df-tr 5173  df-id 5460  df-eprel 5465  df-po 5474  df-so 5475  df-fr 5514  df-we 5516  df-xp 5561  df-rel 5562  df-cnv 5563  df-co 5564  df-dm 5565  df-rn 5566  df-res 5567  df-ima 5568  df-pred 6148  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6314  df-fun 6357  df-fn 6358  df-f 6359  df-f1 6360  df-fo 6361  df-f1o 6362  df-fv 6363  df-riota 7114  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-om 7581  df-1st 7689  df-2nd 7690  df-wrecs 7947  df-recs 8008  df-rdg 8046  df-er 8289  df-en 8510  df-dom 8511  df-sdom 8512  df-pnf 10677  df-mnf 10678  df-xr 10679  df-ltxr 10680  df-le 10681  df-sub 10872  df-neg 10873  df-nn 11639  df-n0 11899  df-z 11983  df-uz 12245  df-xneg 12508  df-fz 12894

This theorem is referenced by:  monoord2xr  41781