Theorem georeclim 11659

Description: The limit of a geometric series of reciprocals. (Contributed by Paul Chapman, 28-Dec-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
georeclim.1	|- ( ph -> A e. CC )
georeclim.2	|- ( ph -> 1 < ( abs ` A ) )
georeclim.3	|- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( F ` k ) = ( ( 1 / A ) ^ k ) )

Assertion

Ref	Expression
georeclim	|- ( ph -> seq 0 ( + , F ) ~~> ( A / ( A - 1 ) ) )

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

Proof of Theorem georeclim

Step	Hyp	Ref	Expression
1		georeclim.1	. . . 4 |- ( ph -> A e. CC )
2	1	abscld 11328	. . . . . 6 |- ( ph -> ( abs ` A ) e. RR )
3		0red 8022	. . . . . . 7 |- ( ph -> 0 e. RR )
4		1red 8036	. . . . . . 7 |- ( ph -> 1 e. RR )
5		0lt1 8148	. . . . . . . 8 |- 0 < 1
6	5	a1i 9	. . . . . . 7 |- ( ph -> 0 < 1 )
7		georeclim.2	. . . . . . 7 |- ( ph -> 1 < ( abs ` A ) )
8	3, 4, 2, 6, 7	lttrd 8147	. . . . . 6 |- ( ph -> 0 < ( abs ` A ) )
9	2, 8	gt0ap0d 8650	. . . . 5 |- ( ph -> ( abs ` A ) # 0 )
10		abs00ap 11209	. . . . . 6 |- ( A e. CC -> ( ( abs ` A ) # 0 <-> A # 0 ) )
11	1, 10	syl 14	. . . . 5 |- ( ph -> ( ( abs ` A ) # 0 <-> A # 0 ) )
12	9, 11	mpbid 147	. . . 4 |- ( ph -> A # 0 )
13	1, 12	recclapd 8802	. . 3 |- ( ph -> ( 1 / A ) e. CC )
14		1cnd 8037	. . . . . 6 |- ( ph -> 1 e. CC )
15	14, 1, 12	absdivapd 11342	. . . . 5 |- ( ph -> ( abs ` ( 1 / A ) ) = ( ( abs ` 1 ) / ( abs ` A ) ) )
16		abs1 11219	. . . . . 6 |- ( abs ` 1 ) = 1
17	16	oveq1i 5929	. . . . 5 |- ( ( abs ` 1 ) / ( abs ` A ) ) = ( 1 / ( abs ` A ) )
18	15, 17	eqtrdi 2242	. . . 4 |- ( ph -> ( abs ` ( 1 / A ) ) = ( 1 / ( abs ` A ) ) )
19	2, 8	elrpd 9762	. . . . . 6 |- ( ph -> ( abs ` A ) e. RR+ )
20	19	recgt1d 9780	. . . . 5 |- ( ph -> ( 1 < ( abs ` A ) <-> ( 1 / ( abs ` A ) ) < 1 ) )
21	7, 20	mpbid 147	. . . 4 |- ( ph -> ( 1 / ( abs ` A ) ) < 1 )
22	18, 21	eqbrtrd 4052	. . 3 |- ( ph -> ( abs ` ( 1 / A ) ) < 1 )
23		georeclim.3	. . 3 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( F ` k ) = ( ( 1 / A ) ^ k ) )
24	13, 22, 23	geolim 11657	. 2 |- ( ph -> seq 0 ( + , F ) ~~> ( 1 / ( 1 - ( 1 / A ) ) ) )
25	1, 14, 1, 12	divsubdirapd 8851	. . . . 5 |- ( ph -> ( ( A - 1 ) / A ) = ( ( A / A ) - ( 1 / A ) ) )
26	1, 12	dividapd 8807	. . . . . 6 |- ( ph -> ( A / A ) = 1 )
27	26	oveq1d 5934	. . . . 5 |- ( ph -> ( ( A / A ) - ( 1 / A ) ) = ( 1 - ( 1 / A ) ) )
28	25, 27	eqtrd 2226	. . . 4 |- ( ph -> ( ( A - 1 ) / A ) = ( 1 - ( 1 / A ) ) )
29	28	oveq2d 5935	. . 3 |- ( ph -> ( 1 / ( ( A - 1 ) / A ) ) = ( 1 / ( 1 - ( 1 / A ) ) ) )
30		ax-1cn 7967	. . . . 5 |- 1 e. CC
31		subcl 8220	. . . . 5 |- ( ( A e. CC /\ 1 e. CC ) -> ( A - 1 ) e. CC )
32	1, 30, 31	sylancl 413	. . . 4 |- ( ph -> ( A - 1 ) e. CC )
33	4, 6	elrpd 9762	. . . . . 6 |- ( ph -> 1 e. RR+ )
34	1, 33, 7	absgtap 11656	. . . . 5 |- ( ph -> A # 1 )
35	1, 14, 34	subap0d 8665	. . . 4 |- ( ph -> ( A - 1 ) # 0 )
36	32, 1, 35, 12	recdivapd 8828	. . 3 |- ( ph -> ( 1 / ( ( A - 1 ) / A ) ) = ( A / ( A - 1 ) ) )
37	29, 36	eqtr3d 2228	. 2 |- ( ph -> ( 1 / ( 1 - ( 1 / A ) ) ) = ( A / ( A - 1 ) ) )
38	24, 37	breqtrd 4056	1 |- ( ph -> seq 0 ( + , F ) ~~> ( A / ( A - 1 ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   = wceq 1364   e. wcel 2164   class class class wbr 4030   ` cfv 5255  (class class class)co 5919   CCcc 7872   0cc0 7874   1c1 7875   + caddc 7877   < clt 8056   - cmin 8192   # cap 8602   / cdiv 8693   NN0cn0 9243   seqcseq 10521   ^cexp 10612   abscabs 11144   ~~> cli 11424

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 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4145  ax-sep 4148  ax-nul 4156  ax-pow 4204  ax-pr 4239  ax-un 4465  ax-setind 4570  ax-iinf 4621  ax-cnex 7965  ax-resscn 7966  ax-1cn 7967  ax-1re 7968  ax-icn 7969  ax-addcl 7970  ax-addrcl 7971  ax-mulcl 7972  ax-mulrcl 7973  ax-addcom 7974  ax-mulcom 7975  ax-addass 7976  ax-mulass 7977  ax-distr 7978  ax-i2m1 7979  ax-0lt1 7980  ax-1rid 7981  ax-0id 7982  ax-rnegex 7983  ax-precex 7984  ax-cnre 7985  ax-pre-ltirr 7986  ax-pre-ltwlin 7987  ax-pre-lttrn 7988  ax-pre-apti 7989  ax-pre-ltadd 7990  ax-pre-mulgt0 7991  ax-pre-mulext 7992  ax-arch 7993  ax-caucvg 7994

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2987  df-csb 3082  df-dif 3156  df-un 3158  df-in 3160  df-ss 3167  df-nul 3448  df-if 3559  df-pw 3604  df-sn 3625  df-pr 3626  df-op 3628  df-uni 3837  df-int 3872  df-iun 3915  df-br 4031  df-opab 4092  df-mpt 4093  df-tr 4129  df-id 4325  df-po 4328  df-iso 4329  df-iord 4398  df-on 4400  df-ilim 4401  df-suc 4403  df-iom 4624  df-xp 4666  df-rel 4667  df-cnv 4668  df-co 4669  df-dm 4670  df-rn 4671  df-res 4672  df-ima 4673  df-iota 5216  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-isom 5264  df-riota 5874  df-ov 5922  df-oprab 5923  df-mpo 5924  df-1st 6195  df-2nd 6196  df-recs 6360  df-irdg 6425  df-frec 6446  df-1o 6471  df-oadd 6475  df-er 6589  df-en 6797  df-dom 6798  df-fin 6799  df-pnf 8058  df-mnf 8059  df-xr 8060  df-ltxr 8061  df-le 8062  df-sub 8194  df-neg 8195  df-reap 8596  df-ap 8603  df-div 8694  df-inn 8985  df-2 9043  df-3 9044  df-4 9045  df-n0 9244  df-z 9321  df-uz 9596  df-q 9688  df-rp 9723  df-fz 10078  df-fzo 10212  df-seqfrec 10522  df-exp 10613  df-ihash 10850  df-cj 10989  df-re 10990  df-im 10991  df-rsqrt 11145  df-abs 11146  df-clim 11425  df-sumdc 11500

This theorem is referenced by:  geoisumr  11664  ege2le3  11817  eftlub  11836