Theorem geoisumr 11492

Description: The infinite sum of reciprocals 1 + ( 1 / A ) ^ 1 + ( 1 / A ) ^ 2... is A / ( A - 1 ). (Contributed by rpenner, 3-Nov-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)

Assertion

Ref	Expression
geoisumr	|- ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) -> sum_ k e. NN0 ( ( 1 / A ) ^ k ) = ( A / ( A - 1 ) ) )

Distinct variable group:   A, k

Proof of Theorem geoisumr

Dummy variable n is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nn0uz 9533	. 2 |- NN0 = ( ZZ>= ` 0 )
2		0zd 9236	. 2 |- ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) -> 0 e. ZZ )
3		simpr 110	. . 3 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> k e. NN0 )
4		simpll 527	. . . . 5 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> A e. CC )
5	4	abscld 11156	. . . . . . 7 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> ( abs ` A ) e. RR )
6		0red 7933	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> 0 e. RR )
7		1red 7947	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> 1 e. RR )
8		0lt1 8058	. . . . . . . . 9 |- 0 < 1
9	8	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> 0 < 1 )
10		simplr 528	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> 1 < ( abs ` A ) )
11	6, 7, 5, 9, 10	lttrd 8057	. . . . . . 7 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> 0 < ( abs ` A ) )
12	5, 11	gt0ap0d 8560	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> ( abs ` A ) # 0 )
13		abs00ap 11037	. . . . . . 7 |- ( A e. CC -> ( ( abs ` A ) # 0 <-> A # 0 ) )
14	13	ad2antrr 488	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> ( ( abs ` A ) # 0 <-> A # 0 ) )
15	12, 14	mpbid 147	. . . . 5 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> A # 0 )
16	4, 15	recclapd 8710	. . . 4 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> ( 1 / A ) e. CC )
17	16, 3	expcld 10621	. . 3 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> ( ( 1 / A ) ^ k ) e. CC )
18		oveq2 5873	. . . 4 |- ( n = k -> ( ( 1 / A ) ^ n ) = ( ( 1 / A ) ^ k ) )
19		eqid 2175	. . . 4 |- ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / A ) ^ n ) ) = ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / A ) ^ n ) )
20	18, 19	fvmptg 5584	. . 3 |- ( ( k e. NN0 /\ ( ( 1 / A ) ^ k ) e. CC ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / A ) ^ n ) ) ` k ) = ( ( 1 / A ) ^ k ) )
21	3, 17, 20	syl2anc 411	. 2 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / A ) ^ n ) ) ` k ) = ( ( 1 / A ) ^ k ) )
22		simpl 109	. . 3 |- ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) -> A e. CC )
23		simpr 110	. . 3 |- ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) -> 1 < ( abs ` A ) )
24	22, 23, 21	georeclim 11487	. 2 |- ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) -> seq 0 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / A ) ^ n ) ) ) ~~> ( A / ( A - 1 ) ) )
25	1, 2, 21, 17, 24	isumclim 11395	1 |- ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) -> sum_ k e. NN0 ( ( 1 / A ) ^ k ) = ( A / ( A - 1 ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   = wceq 1353   e. wcel 2146   class class class wbr 3998   |-> cmpt 4059   ` cfv 5208  (class class class)co 5865   CCcc 7784   0cc0 7786   1c1 7787   < clt 7966   - cmin 8102   # cap 8512   / cdiv 8601   NN0cn0 9147   ^cexp 10487   abscabs 10972   sum_csu 11327

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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1445  ax-7 1446  ax-gen 1447  ax-ie1 1491  ax-ie2 1492  ax-8 1502  ax-10 1503  ax-11 1504  ax-i12 1505  ax-bndl 1507  ax-4 1508  ax-17 1524  ax-i9 1528  ax-ial 1532  ax-i5r 1533  ax-13 2148  ax-14 2149  ax-ext 2157  ax-coll 4113  ax-sep 4116  ax-nul 4124  ax-pow 4169  ax-pr 4203  ax-un 4427  ax-setind 4530  ax-iinf 4581  ax-cnex 7877  ax-resscn 7878  ax-1cn 7879  ax-1re 7880  ax-icn 7881  ax-addcl 7882  ax-addrcl 7883  ax-mulcl 7884  ax-mulrcl 7885  ax-addcom 7886  ax-mulcom 7887  ax-addass 7888  ax-mulass 7889  ax-distr 7890  ax-i2m1 7891  ax-0lt1 7892  ax-1rid 7893  ax-0id 7894  ax-rnegex 7895  ax-precex 7896  ax-cnre 7897  ax-pre-ltirr 7898  ax-pre-ltwlin 7899  ax-pre-lttrn 7900  ax-pre-apti 7901  ax-pre-ltadd 7902  ax-pre-mulgt0 7903  ax-pre-mulext 7904  ax-arch 7905  ax-caucvg 7906

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1459  df-sb 1761  df-eu 2027  df-mo 2028  df-clab 2162  df-cleq 2168  df-clel 2171  df-nfc 2306  df-ne 2346  df-nel 2441  df-ral 2458  df-rex 2459  df-reu 2460  df-rmo 2461  df-rab 2462  df-v 2737  df-sbc 2961  df-csb 3056  df-dif 3129  df-un 3131  df-in 3133  df-ss 3140  df-nul 3421  df-if 3533  df-pw 3574  df-sn 3595  df-pr 3596  df-op 3598  df-uni 3806  df-int 3841  df-iun 3884  df-br 3999  df-opab 4060  df-mpt 4061  df-tr 4097  df-id 4287  df-po 4290  df-iso 4291  df-iord 4360  df-on 4362  df-ilim 4363  df-suc 4365  df-iom 4584  df-xp 4626  df-rel 4627  df-cnv 4628  df-co 4629  df-dm 4630  df-rn 4631  df-res 4632  df-ima 4633  df-iota 5170  df-fun 5210  df-fn 5211  df-f 5212  df-f1 5213  df-fo 5214  df-f1o 5215  df-fv 5216  df-isom 5217  df-riota 5821  df-ov 5868  df-oprab 5869  df-mpo 5870  df-1st 6131  df-2nd 6132  df-recs 6296  df-irdg 6361  df-frec 6382  df-1o 6407  df-oadd 6411  df-er 6525  df-en 6731  df-dom 6732  df-fin 6733  df-pnf 7968  df-mnf 7969  df-xr 7970  df-ltxr 7971  df-le 7972  df-sub 8104  df-neg 8105  df-reap 8506  df-ap 8513  df-div 8602  df-inn 8891  df-2 8949  df-3 8950  df-4 8951  df-n0 9148  df-z 9225  df-uz 9500  df-q 9591  df-rp 9623  df-fz 9978  df-fzo 10111  df-seqfrec 10414  df-exp 10488  df-ihash 10722  df-cj 10817  df-re 10818  df-im 10819  df-rsqrt 10973  df-abs 10974  df-clim 11253  df-sumdc 11328

This theorem is referenced by: (None)