Theorem fproddccvg 11513

Description: The sequence of partial products of a finite product converges to the whole product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
prodmo.1	|- F = ( k e. ZZ |-> if ( k e. A , B , 1 ) )
prodmo.2	|- ( ( ph /\ k e. A ) -> B e. CC )
prodrbdc.dc	|- ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> DECID k e. A )
prodrb.3	|- ( ph -> N e. ( ZZ>= ` M ) )
fprodcvg.4	|- ( ph -> A C_ ( M ... N ) )

Assertion

Ref	Expression
fproddccvg	|- ( ph -> seq M ( x. , F ) ~~> ( seq M ( x. , F ) ` N ) )

Distinct variable groups:   A, k   k, F   ph, k   k, M   k, N

Allowed substitution hint:   B( k)

Proof of Theorem fproddccvg

Dummy variables n v m are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2165	. 2 |- ( ZZ>= ` N ) = ( ZZ>= ` N )
2		prodrb.3	. . 3 |- ( ph -> N e. ( ZZ>= ` M ) )
3		eluzelz 9475	. . 3 |- ( N e. ( ZZ>= ` M ) -> N e. ZZ )
4	2, 3	syl 14	. 2 |- ( ph -> N e. ZZ )
5		seqex 10382	. . 3 |- seq M ( x. , F ) e. _V
6	5	a1i 9	. 2 |- ( ph -> seq M ( x. , F ) e. _V )
7		eqid 2165	. . . 4 |- ( ZZ>= ` M ) = ( ZZ>= ` M )
8		eluzel2 9471	. . . . 5 |- ( N e. ( ZZ>= ` M ) -> M e. ZZ )
9	2, 8	syl 14	. . . 4 |- ( ph -> M e. ZZ )
10		eluzelz 9475	. . . . . . 7 |- ( k e. ( ZZ>= ` M ) -> k e. ZZ )
11	10	adantl 275	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> k e. ZZ )
12		iftrue 3525	. . . . . . . . 9 |- ( k e. A -> if ( k e. A , B , 1 ) = B )
13	12	adantl 275	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) /\ k e. A ) -> if ( k e. A , B , 1 ) = B )
14		prodmo.2	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ k e. A ) -> B e. CC )
15	14	adantlr 469	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) /\ k e. A ) -> B e. CC )
16	13, 15	eqeltrd 2243	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) /\ k e. A ) -> if ( k e. A , B , 1 ) e. CC )
17		iffalse 3528	. . . . . . . . 9 |- ( -. k e. A -> if ( k e. A , B , 1 ) = 1 )
18		ax-1cn 7846	. . . . . . . . 9 |- 1 e. CC
19	17, 18	eqeltrdi 2257	. . . . . . . 8 |- ( -. k e. A -> if ( k e. A , B , 1 ) e. CC )
20	19	adantl 275	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) /\ -. k e. A ) -> if ( k e. A , B , 1 ) e. CC )
21		prodrbdc.dc	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> DECID k e. A )
22		exmiddc 826	. . . . . . . 8 |- (DECID k e. A -> ( k e. A \/ -. k e. A ) )
23	21, 22	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> ( k e. A \/ -. k e. A ) )
24	16, 20, 23	mpjaodan 788	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> if ( k e. A , B , 1 ) e. CC )
25		prodmo.1	. . . . . . 7 |- F = ( k e. ZZ |-> if ( k e. A , B , 1 ) )
26	25	fvmpt2 5569	. . . . . 6 |- ( ( k e. ZZ /\ if ( k e. A , B , 1 ) e. CC ) -> ( F ` k ) = if ( k e. A , B , 1 ) )
27	11, 24, 26	syl2anc 409	. . . . 5 |- ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> ( F ` k ) = if ( k e. A , B , 1 ) )
28	27, 24	eqeltrd 2243	. . . 4 |- ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> ( F ` k ) e. CC )
29	7, 9, 28	prodf 11479	. . 3 |- ( ph -> seq M ( x. , F ) : ( ZZ>= ` M ) --> CC )
30	29, 2	ffvelrnd 5621	. 2 |- ( ph -> ( seq M ( x. , F ) ` N ) e. CC )
31		mulid1 7896	. . . . 5 |- ( m e. CC -> ( m x. 1 ) = m )
32	31	adantl 275	. . . 4 |- ( ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) /\ m e. CC ) -> ( m x. 1 ) = m )
33	2	adantr 274	. . . 4 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> N e. ( ZZ>= ` M ) )
34		simpr 109	. . . 4 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> n e. ( ZZ>= ` N ) )
35	9	adantr 274	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> M e. ZZ )
36	28	adantlr 469	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> ( F ` k ) e. CC )
37	7, 35, 36	prodf 11479	. . . . 5 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> seq M ( x. , F ) : ( ZZ>= ` M ) --> CC )
38	37, 33	ffvelrnd 5621	. . . 4 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> ( seq M ( x. , F ) ` N ) e. CC )
39		elfzuz 9956	. . . . . 6 |- ( m e. ( ( N + 1 ) ... n ) -> m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) )
40		eluzelz 9475	. . . . . . . . 9 |- ( m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) -> m e. ZZ )
41	40	adantl 275	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) ) -> m e. ZZ )
42		fprodcvg.4	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> A C_ ( M ... N ) )
43	42	sseld 3141	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( m e. A -> m e. ( M ... N ) ) )
44		fznuz 10037	. . . . . . . . . . 11 |- ( m e. ( M ... N ) -> -. m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) )
45	43, 44	syl6 33	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( m e. A -> -. m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) ) )
46	45	con2d 614	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) -> -. m e. A ) )
47	46	imp 123	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) ) -> -. m e. A )
48	41, 47	eldifd 3126	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) ) -> m e. ( ZZ \ A ) )
49		fveqeq2 5495	. . . . . . . 8 |- ( k = m -> ( ( F ` k ) = 1 <-> ( F ` m ) = 1 ) )
50		eldifi 3244	. . . . . . . . . 10 |- ( k e. ( ZZ \ A ) -> k e. ZZ )
51		eldifn 3245	. . . . . . . . . . . 12 |- ( k e. ( ZZ \ A ) -> -. k e. A )
52	51, 17	syl 14	. . . . . . . . . . 11 |- ( k e. ( ZZ \ A ) -> if ( k e. A , B , 1 ) = 1 )
53	52, 18	eqeltrdi 2257	. . . . . . . . . 10 |- ( k e. ( ZZ \ A ) -> if ( k e. A , B , 1 ) e. CC )
54	50, 53, 26	syl2anc 409	. . . . . . . . 9 |- ( k e. ( ZZ \ A ) -> ( F ` k ) = if ( k e. A , B , 1 ) )
55	54, 52	eqtrd 2198	. . . . . . . 8 |- ( k e. ( ZZ \ A ) -> ( F ` k ) = 1 )
56	49, 55	vtoclga 2792	. . . . . . 7 |- ( m e. ( ZZ \ A ) -> ( F ` m ) = 1 )
57	48, 56	syl 14	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) ) -> ( F ` m ) = 1 )
58	39, 57	sylan2 284	. . . . 5 |- ( ( ph /\ m e. ( ( N + 1 ) ... n ) ) -> ( F ` m ) = 1 )
59	58	adantlr 469	. . . 4 |- ( ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) /\ m e. ( ( N + 1 ) ... n ) ) -> ( F ` m ) = 1 )
60		fveq2 5486	. . . . . 6 |- ( k = m -> ( F ` k ) = ( F ` m ) )
61	60	eleq1d 2235	. . . . 5 |- ( k = m -> ( ( F ` k ) e. CC <-> ( F ` m ) e. CC ) )
62	28	ralrimiva 2539	. . . . . 6 |- ( ph -> A. k e. ( ZZ>= ` M ) ( F ` k ) e. CC )
63	62	ad2antrr 480	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) /\ m e. ( ZZ>= ` M ) ) -> A. k e. ( ZZ>= ` M ) ( F ` k ) e. CC )
64		simpr 109	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) /\ m e. ( ZZ>= ` M ) ) -> m e. ( ZZ>= ` M ) )
65	61, 63, 64	rspcdva 2835	. . . 4 |- ( ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) /\ m e. ( ZZ>= ` M ) ) -> ( F ` m ) e. CC )
66		mulcl 7880	. . . . 5 |- ( ( m e. CC /\ v e. CC ) -> ( m x. v ) e. CC )
67	66	adantl 275	. . . 4 |- ( ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) /\ ( m e. CC /\ v e. CC ) ) -> ( m x. v ) e. CC )
68	32, 33, 34, 38, 59, 65, 67	seq3id2 10444	. . 3 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> ( seq M ( x. , F ) ` N ) = ( seq M ( x. , F ) ` n ) )
69	68	eqcomd 2171	. 2 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> ( seq M ( x. , F ) ` n ) = ( seq M ( x. , F ) ` N ) )
70	1, 4, 6, 30, 69	climconst 11231	1 |- ( ph -> seq M ( x. , F ) ~~> ( seq M ( x. , F ) ` N ) )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 103   \/ wo 698  DECID wdc 824   = wceq 1343   e. wcel 2136   A.wral 2444   _Vcvv 2726   \ cdif 3113   C_ wss 3116   ifcif 3520   class class class wbr 3982   |-> cmpt 4043   ` cfv 5188  (class class class)co 5842   CCcc 7751   1c1 7754   + caddc 7756   x. cmul 7758   ZZcz 9191   ZZ>=cuz 9466   ...cfz 9944   seqcseq 10380   ~~> cli 11219

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-coll 4097  ax-sep 4100  ax-nul 4108  ax-pow 4153  ax-pr 4187  ax-un 4411  ax-setind 4514  ax-iinf 4565  ax-cnex 7844  ax-resscn 7845  ax-1cn 7846  ax-1re 7847  ax-icn 7848  ax-addcl 7849  ax-addrcl 7850  ax-mulcl 7851  ax-mulrcl 7852  ax-addcom 7853  ax-mulcom 7854  ax-addass 7855  ax-mulass 7856  ax-distr 7857  ax-i2m1 7858  ax-0lt1 7859  ax-1rid 7860  ax-0id 7861  ax-rnegex 7862  ax-precex 7863  ax-cnre 7864  ax-pre-ltirr 7865  ax-pre-ltwlin 7866  ax-pre-lttrn 7867  ax-pre-apti 7868  ax-pre-ltadd 7869  ax-pre-mulgt0 7870  ax-pre-mulext 7871

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 825  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2297  df-ne 2337  df-nel 2432  df-ral 2449  df-rex 2450  df-reu 2451  df-rmo 2452  df-rab 2453  df-v 2728  df-sbc 2952  df-csb 3046  df-dif 3118  df-un 3120  df-in 3122  df-ss 3129  df-nul 3410  df-if 3521  df-pw 3561  df-sn 3582  df-pr 3583  df-op 3585  df-uni 3790  df-int 3825  df-iun 3868  df-br 3983  df-opab 4044  df-mpt 4045  df-tr 4081  df-id 4271  df-po 4274  df-iso 4275  df-iord 4344  df-on 4346  df-ilim 4347  df-suc 4349  df-iom 4568  df-xp 4610  df-rel 4611  df-cnv 4612  df-co 4613  df-dm 4614  df-rn 4615  df-res 4616  df-ima 4617  df-iota 5153  df-fun 5190  df-fn 5191  df-f 5192  df-f1 5193  df-fo 5194  df-f1o 5195  df-fv 5196  df-riota 5798  df-ov 5845  df-oprab 5846  df-mpo 5847  df-1st 6108  df-2nd 6109  df-recs 6273  df-frec 6359  df-pnf 7935  df-mnf 7936  df-xr 7937  df-ltxr 7938  df-le 7939  df-sub 8071  df-neg 8072  df-reap 8473  df-ap 8480  df-div 8569  df-inn 8858  df-2 8916  df-n0 9115  df-z 9192  df-uz 9467  df-rp 9590  df-fz 9945  df-seqfrec 10381  df-exp 10455  df-cj 10784  df-rsqrt 10940  df-abs 10941  df-clim 11220

This theorem is referenced by:  prodmodclem2a  11517