Theorem fproddccvg 11883

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 2205	. 2 |- ( ZZ>= ` N ) = ( ZZ>= ` N )
2		prodrb.3	. . 3 |- ( ph -> N e. ( ZZ>= ` M ) )
3		eluzelz 9657	. . 3 |- ( N e. ( ZZ>= ` M ) -> N e. ZZ )
4	2, 3	syl 14	. 2 |- ( ph -> N e. ZZ )
5		seqex 10594	. . 3 |- seq M ( x. , F ) e. _V
6	5	a1i 9	. 2 |- ( ph -> seq M ( x. , F ) e. _V )
7		eqid 2205	. . . 4 |- ( ZZ>= ` M ) = ( ZZ>= ` M )
8		eluzel2 9653	. . . . 5 |- ( N e. ( ZZ>= ` M ) -> M e. ZZ )
9	2, 8	syl 14	. . . 4 |- ( ph -> M e. ZZ )
10		eluzelz 9657	. . . . . . 7 |- ( k e. ( ZZ>= ` M ) -> k e. ZZ )
11	10	adantl 277	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> k e. ZZ )
12		iftrue 3576	. . . . . . . . 9 |- ( k e. A -> if ( k e. A , B , 1 ) = B )
13	12	adantl 277	. . . . . . . 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 477	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) /\ k e. A ) -> B e. CC )
16	13, 15	eqeltrd 2282	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) /\ k e. A ) -> if ( k e. A , B , 1 ) e. CC )
17		iffalse 3579	. . . . . . . . 9 |- ( -. k e. A -> if ( k e. A , B , 1 ) = 1 )
18		ax-1cn 8018	. . . . . . . . 9 |- 1 e. CC
19	17, 18	eqeltrdi 2296	. . . . . . . 8 |- ( -. k e. A -> if ( k e. A , B , 1 ) e. CC )
20	19	adantl 277	. . . . . . 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 838	. . . . . . . 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 800	. . . . . 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 5663	. . . . . 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 411	. . . . 5 |- ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> ( F ` k ) = if ( k e. A , B , 1 ) )
28	27, 24	eqeltrd 2282	. . . 4 |- ( ( ph /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> ( F ` k ) e. CC )
29	7, 9, 28	prodf 11849	. . 3 |- ( ph -> seq M ( x. , F ) : ( ZZ>= ` M ) --> CC )
30	29, 2	ffvelcdmd 5716	. 2 |- ( ph -> ( seq M ( x. , F ) ` N ) e. CC )
31		mulrid 8069	. . . . 5 |- ( m e. CC -> ( m x. 1 ) = m )
32	31	adantl 277	. . . 4 |- ( ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) /\ m e. CC ) -> ( m x. 1 ) = m )
33	2	adantr 276	. . . 4 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> N e. ( ZZ>= ` M ) )
34		simpr 110	. . . 4 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> n e. ( ZZ>= ` N ) )
35	9	adantr 276	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> M e. ZZ )
36	28	adantlr 477	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> ( F ` k ) e. CC )
37	7, 35, 36	prodf 11849	. . . . 5 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> seq M ( x. , F ) : ( ZZ>= ` M ) --> CC )
38	37, 33	ffvelcdmd 5716	. . . 4 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> ( seq M ( x. , F ) ` N ) e. CC )
39		elfzuz 10143	. . . . . 6 |- ( m e. ( ( N + 1 ) ... n ) -> m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) )
40		eluzelz 9657	. . . . . . . . 9 |- ( m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) -> m e. ZZ )
41	40	adantl 277	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) ) -> m e. ZZ )
42		fprodcvg.4	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> A C_ ( M ... N ) )
43	42	sseld 3192	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( m e. A -> m e. ( M ... N ) ) )
44		fznuz 10224	. . . . . . . . . . 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 625	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) -> -. m e. A ) )
47	46	imp 124	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) ) -> -. m e. A )
48	41, 47	eldifd 3176	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( N + 1 ) ) ) -> m e. ( ZZ \ A ) )
49		fveqeq2 5585	. . . . . . . 8 |- ( k = m -> ( ( F ` k ) = 1 <-> ( F ` m ) = 1 ) )
50		eldifi 3295	. . . . . . . . . 10 |- ( k e. ( ZZ \ A ) -> k e. ZZ )
51		eldifn 3296	. . . . . . . . . . . 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 2296	. . . . . . . . . 10 |- ( k e. ( ZZ \ A ) -> if ( k e. A , B , 1 ) e. CC )
54	50, 53, 26	syl2anc 411	. . . . . . . . 9 |- ( k e. ( ZZ \ A ) -> ( F ` k ) = if ( k e. A , B , 1 ) )
55	54, 52	eqtrd 2238	. . . . . . . 8 |- ( k e. ( ZZ \ A ) -> ( F ` k ) = 1 )
56	49, 55	vtoclga 2839	. . . . . . 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 286	. . . . 5 |- ( ( ph /\ m e. ( ( N + 1 ) ... n ) ) -> ( F ` m ) = 1 )
59	58	adantlr 477	. . . 4 |- ( ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) /\ m e. ( ( N + 1 ) ... n ) ) -> ( F ` m ) = 1 )
60		fveq2 5576	. . . . . 6 |- ( k = m -> ( F ` k ) = ( F ` m ) )
61	60	eleq1d 2274	. . . . 5 |- ( k = m -> ( ( F ` k ) e. CC <-> ( F ` m ) e. CC ) )
62	28	ralrimiva 2579	. . . . . 6 |- ( ph -> A. k e. ( ZZ>= ` M ) ( F ` k ) e. CC )
63	62	ad2antrr 488	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) /\ m e. ( ZZ>= ` M ) ) -> A. k e. ( ZZ>= ` M ) ( F ` k ) e. CC )
64		simpr 110	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) /\ m e. ( ZZ>= ` M ) ) -> m e. ( ZZ>= ` M ) )
65	61, 63, 64	rspcdva 2882	. . . 4 |- ( ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) /\ m e. ( ZZ>= ` M ) ) -> ( F ` m ) e. CC )
66		mulcl 8052	. . . . 5 |- ( ( m e. CC /\ v e. CC ) -> ( m x. v ) e. CC )
67	66	adantl 277	. . . 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 10671	. . 3 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> ( seq M ( x. , F ) ` N ) = ( seq M ( x. , F ) ` n ) )
69	68	eqcomd 2211	. 2 |- ( ( ph /\ n e. ( ZZ>= ` N ) ) -> ( seq M ( x. , F ) ` n ) = ( seq M ( x. , F ) ` N ) )
70	1, 4, 6, 30, 69	climconst 11601	1 |- ( ph -> seq M ( x. , F ) ~~> ( seq M ( x. , F ) ` N ) )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 104   \/ wo 710  DECID wdc 836   = wceq 1373   e. wcel 2176   A.wral 2484   _Vcvv 2772   \ cdif 3163   C_ wss 3166   ifcif 3571   class class class wbr 4044   |-> cmpt 4105   ` cfv 5271  (class class class)co 5944   CCcc 7923   1c1 7926   + caddc 7928   x. cmul 7930   ZZcz 9372   ZZ>=cuz 9648   ...cfz 10130   seqcseq 10592   ~~> cli 11589

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1470  ax-7 1471  ax-gen 1472  ax-ie1 1516  ax-ie2 1517  ax-8 1527  ax-10 1528  ax-11 1529  ax-i12 1530  ax-bndl 1532  ax-4 1533  ax-17 1549  ax-i9 1553  ax-ial 1557  ax-i5r 1558  ax-13 2178  ax-14 2179  ax-ext 2187  ax-coll 4159  ax-sep 4162  ax-nul 4170  ax-pow 4218  ax-pr 4253  ax-un 4480  ax-setind 4585  ax-iinf 4636  ax-cnex 8016  ax-resscn 8017  ax-1cn 8018  ax-1re 8019  ax-icn 8020  ax-addcl 8021  ax-addrcl 8022  ax-mulcl 8023  ax-mulrcl 8024  ax-addcom 8025  ax-mulcom 8026  ax-addass 8027  ax-mulass 8028  ax-distr 8029  ax-i2m1 8030  ax-0lt1 8031  ax-1rid 8032  ax-0id 8033  ax-rnegex 8034  ax-precex 8035  ax-cnre 8036  ax-pre-ltirr 8037  ax-pre-ltwlin 8038  ax-pre-lttrn 8039  ax-pre-apti 8040  ax-pre-ltadd 8041  ax-pre-mulgt0 8042  ax-pre-mulext 8043

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1484  df-sb 1786  df-eu 2057  df-mo 2058  df-clab 2192  df-cleq 2198  df-clel 2201  df-nfc 2337  df-ne 2377  df-nel 2472  df-ral 2489  df-rex 2490  df-reu 2491  df-rmo 2492  df-rab 2493  df-v 2774  df-sbc 2999  df-csb 3094  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-nul 3461  df-if 3572  df-pw 3618  df-sn 3639  df-pr 3640  df-op 3642  df-uni 3851  df-int 3886  df-iun 3929  df-br 4045  df-opab 4106  df-mpt 4107  df-tr 4143  df-id 4340  df-po 4343  df-iso 4344  df-iord 4413  df-on 4415  df-ilim 4416  df-suc 4418  df-iom 4639  df-xp 4681  df-rel 4682  df-cnv 4683  df-co 4684  df-dm 4685  df-rn 4686  df-res 4687  df-ima 4688  df-iota 5232  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-riota 5899  df-ov 5947  df-oprab 5948  df-mpo 5949  df-1st 6226  df-2nd 6227  df-recs 6391  df-frec 6477  df-pnf 8109  df-mnf 8110  df-xr 8111  df-ltxr 8112  df-le 8113  df-sub 8245  df-neg 8246  df-reap 8648  df-ap 8655  df-div 8746  df-inn 9037  df-2 9095  df-n0 9296  df-z 9373  df-uz 9649  df-rp 9776  df-fz 10131  df-seqfrec 10593  df-exp 10684  df-cj 11153  df-rsqrt 11309  df-abs 11310  df-clim 11590

This theorem is referenced by:  prodmodclem2a  11887