Theorem geoisumr 11445

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 9491	. 2 |- NN0 = ( ZZ>= ` 0 )
2		0zd 9194	. 2 |- ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) -> 0 e. ZZ )
3		simpr 109	. . 3 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> k e. NN0 )
4		simpll 519	. . . . 5 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> A e. CC )
5	4	abscld 11109	. . . . . . 7 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> ( abs ` A ) e. RR )
6		0red 7891	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> 0 e. RR )
7		1red 7905	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> 1 e. RR )
8		0lt1 8016	. . . . . . . . 9 |- 0 < 1
9	8	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> 0 < 1 )
10		simplr 520	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> 1 < ( abs ` A ) )
11	6, 7, 5, 9, 10	lttrd 8015	. . . . . . 7 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> 0 < ( abs ` A ) )
12	5, 11	gt0ap0d 8518	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> ( abs ` A ) # 0 )
13		abs00ap 10990	. . . . . . 7 |- ( A e. CC -> ( ( abs ` A ) # 0 <-> A # 0 ) )
14	13	ad2antrr 480	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> ( ( abs ` A ) # 0 <-> A # 0 ) )
15	12, 14	mpbid 146	. . . . 5 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> A # 0 )
16	4, 15	recclapd 8668	. . . 4 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> ( 1 / A ) e. CC )
17	16, 3	expcld 10577	. . 3 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> ( ( 1 / A ) ^ k ) e. CC )
18		oveq2 5844	. . . 4 |- ( n = k -> ( ( 1 / A ) ^ n ) = ( ( 1 / A ) ^ k ) )
19		eqid 2164	. . . 4 |- ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / A ) ^ n ) ) = ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / A ) ^ n ) )
20	18, 19	fvmptg 5556	. . 3 |- ( ( k e. NN0 /\ ( ( 1 / A ) ^ k ) e. CC ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / A ) ^ n ) ) ` k ) = ( ( 1 / A ) ^ k ) )
21	3, 17, 20	syl2anc 409	. 2 |- ( ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) /\ k e. NN0 ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / A ) ^ n ) ) ` k ) = ( ( 1 / A ) ^ k ) )
22		simpl 108	. . 3 |- ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) -> A e. CC )
23		simpr 109	. . 3 |- ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) -> 1 < ( abs ` A ) )
24	22, 23, 21	georeclim 11440	. 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 11348	1 |- ( ( A e. CC /\ 1 < ( abs ` A ) ) -> sum_ k e. NN0 ( ( 1 / A ) ^ k ) = ( A / ( A - 1 ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   = wceq 1342   e. wcel 2135   class class class wbr 3976   |-> cmpt 4037   ` cfv 5182  (class class class)co 5836   CCcc 7742   0cc0 7744   1c1 7745   < clt 7924   - cmin 8060   # cap 8470   / cdiv 8559   NN0cn0 9105   ^cexp 10444   abscabs 10925   sum_csu 11280

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 1434  ax-7 1435  ax-gen 1436  ax-ie1 1480  ax-ie2 1481  ax-8 1491  ax-10 1492  ax-11 1493  ax-i12 1494  ax-bndl 1496  ax-4 1497  ax-17 1513  ax-i9 1517  ax-ial 1521  ax-i5r 1522  ax-13 2137  ax-14 2138  ax-ext 2146  ax-coll 4091  ax-sep 4094  ax-nul 4102  ax-pow 4147  ax-pr 4181  ax-un 4405  ax-setind 4508  ax-iinf 4559  ax-cnex 7835  ax-resscn 7836  ax-1cn 7837  ax-1re 7838  ax-icn 7839  ax-addcl 7840  ax-addrcl 7841  ax-mulcl 7842  ax-mulrcl 7843  ax-addcom 7844  ax-mulcom 7845  ax-addass 7846  ax-mulass 7847  ax-distr 7848  ax-i2m1 7849  ax-0lt1 7850  ax-1rid 7851  ax-0id 7852  ax-rnegex 7853  ax-precex 7854  ax-cnre 7855  ax-pre-ltirr 7856  ax-pre-ltwlin 7857  ax-pre-lttrn 7858  ax-pre-apti 7859  ax-pre-ltadd 7860  ax-pre-mulgt0 7861  ax-pre-mulext 7862  ax-arch 7863  ax-caucvg 7864

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 825  df-3or 968  df-3an 969  df-tru 1345  df-fal 1348  df-nf 1448  df-sb 1750  df-eu 2016  df-mo 2017  df-clab 2151  df-cleq 2157  df-clel 2160  df-nfc 2295  df-ne 2335  df-nel 2430  df-ral 2447  df-rex 2448  df-reu 2449  df-rmo 2450  df-rab 2451  df-v 2723  df-sbc 2947  df-csb 3041  df-dif 3113  df-un 3115  df-in 3117  df-ss 3124  df-nul 3405  df-if 3516  df-pw 3555  df-sn 3576  df-pr 3577  df-op 3579  df-uni 3784  df-int 3819  df-iun 3862  df-br 3977  df-opab 4038  df-mpt 4039  df-tr 4075  df-id 4265  df-po 4268  df-iso 4269  df-iord 4338  df-on 4340  df-ilim 4341  df-suc 4343  df-iom 4562  df-xp 4604  df-rel 4605  df-cnv 4606  df-co 4607  df-dm 4608  df-rn 4609  df-res 4610  df-ima 4611  df-iota 5147  df-fun 5184  df-fn 5185  df-f 5186  df-f1 5187  df-fo 5188  df-f1o 5189  df-fv 5190  df-isom 5191  df-riota 5792  df-ov 5839  df-oprab 5840  df-mpo 5841  df-1st 6100  df-2nd 6101  df-recs 6264  df-irdg 6329  df-frec 6350  df-1o 6375  df-oadd 6379  df-er 6492  df-en 6698  df-dom 6699  df-fin 6700  df-pnf 7926  df-mnf 7927  df-xr 7928  df-ltxr 7929  df-le 7930  df-sub 8062  df-neg 8063  df-reap 8464  df-ap 8471  df-div 8560  df-inn 8849  df-2 8907  df-3 8908  df-4 8909  df-n0 9106  df-z 9183  df-uz 9458  df-q 9549  df-rp 9581  df-fz 9936  df-fzo 10068  df-seqfrec 10371  df-exp 10445  df-ihash 10678  df-cj 10770  df-re 10771  df-im 10772  df-rsqrt 10926  df-abs 10927  df-clim 11206  df-sumdc 11281

This theorem is referenced by: (None)