Theorem monoord2 10631

Description: Ordering relation for a monotonic sequence, decreasing case. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jul-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
monoord2.1	|- ( ph -> N e. ( ZZ>= ` M ) )
monoord2.2	|- ( ( ph /\ k e. ( M ... N ) ) -> ( F ` k ) e. RR )
monoord2.3	|- ( ( ph /\ k e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> ( F ` ( k + 1 ) ) <_ ( F ` k ) )

Assertion

Ref	Expression
monoord2	|- ( ph -> ( F ` N ) <_ ( F ` M ) )

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

Proof of Theorem monoord2

Dummy variable n is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		monoord2.1	. . . 4 |- ( ph -> N e. ( ZZ>= ` M ) )
2		monoord2.2	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ k e. ( M ... N ) ) -> ( F ` k ) e. RR )
3	2	renegcld 8452	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ k e. ( M ... N ) ) -> -u ( F ` k ) e. RR )
4		eqid 2205	. . . . . 6 |- ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) = ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) )
5	3, 4	fmptd 5734	. . . . 5 |- ( ph -> ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) : ( M ... N ) --> RR )
6	5	ffvelcdmda 5715	. . . 4 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... N ) ) -> ( ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) ` n ) e. RR )
7		monoord2.3	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ k e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> ( F ` ( k + 1 ) ) <_ ( F ` k ) )
8	7	ralrimiva 2579	. . . . . . . 8 |- ( ph -> A. k e. ( M ... ( N - 1 ) ) ( F ` ( k + 1 ) ) <_ ( F ` k ) )
9		oveq1 5951	. . . . . . . . . . 11 |- ( k = n -> ( k + 1 ) = ( n + 1 ) )
10	9	fveq2d 5580	. . . . . . . . . 10 |- ( k = n -> ( F ` ( k + 1 ) ) = ( F ` ( n + 1 ) ) )
11		fveq2 5576	. . . . . . . . . 10 |- ( k = n -> ( F ` k ) = ( F ` n ) )
12	10, 11	breq12d 4057	. . . . . . . . 9 |- ( k = n -> ( ( F ` ( k + 1 ) ) <_ ( F ` k ) <-> ( F ` ( n + 1 ) ) <_ ( F ` n ) ) )
13	12	cbvralv 2738	. . . . . . . 8 |- ( A. k e. ( M ... ( N - 1 ) ) ( F ` ( k + 1 ) ) <_ ( F ` k ) <-> A. n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ( F ` ( n + 1 ) ) <_ ( F ` n ) )
14	8, 13	sylib 122	. . . . . . 7 |- ( ph -> A. n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ( F ` ( n + 1 ) ) <_ ( F ` n ) )
15	14	r19.21bi 2594	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> ( F ` ( n + 1 ) ) <_ ( F ` n ) )
16		fveq2 5576	. . . . . . . . 9 |- ( k = ( n + 1 ) -> ( F ` k ) = ( F ` ( n + 1 ) ) )
17	16	eleq1d 2274	. . . . . . . 8 |- ( k = ( n + 1 ) -> ( ( F ` k ) e. RR <-> ( F ` ( n + 1 ) ) e. RR ) )
18	2	ralrimiva 2579	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> A. k e. ( M ... N ) ( F ` k ) e. RR )
19	18	adantr 276	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> A. k e. ( M ... N ) ( F ` k ) e. RR )
20		fzp1elp1 10197	. . . . . . . . . 10 |- ( n e. ( M ... ( N - 1 ) ) -> ( n + 1 ) e. ( M ... ( ( N - 1 ) + 1 ) ) )
21	20	adantl 277	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> ( n + 1 ) e. ( M ... ( ( N - 1 ) + 1 ) ) )
22		eluzelz 9657	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( N e. ( ZZ>= ` M ) -> N e. ZZ )
23	1, 22	syl 14	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> N e. ZZ )
24	23	zcnd 9496	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> N e. CC )
25		ax-1cn 8018	. . . . . . . . . . . 12 |- 1 e. CC
26		npcan 8281	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( N e. CC /\ 1 e. CC ) -> ( ( N - 1 ) + 1 ) = N )
27	24, 25, 26	sylancl 413	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( ( N - 1 ) + 1 ) = N )
28	27	oveq2d 5960	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( M ... ( ( N - 1 ) + 1 ) ) = ( M ... N ) )
29	28	adantr 276	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> ( M ... ( ( N - 1 ) + 1 ) ) = ( M ... N ) )
30	21, 29	eleqtrd 2284	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> ( n + 1 ) e. ( M ... N ) )
31	17, 19, 30	rspcdva 2882	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> ( F ` ( n + 1 ) ) e. RR )
32	11	eleq1d 2274	. . . . . . . 8 |- ( k = n -> ( ( F ` k ) e. RR <-> ( F ` n ) e. RR ) )
33		fzssp1 10189	. . . . . . . . . 10 |- ( M ... ( N - 1 ) ) C_ ( M ... ( ( N - 1 ) + 1 ) )
34	33, 28	sseqtrid 3243	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( M ... ( N - 1 ) ) C_ ( M ... N ) )
35	34	sselda 3193	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> n e. ( M ... N ) )
36	32, 19, 35	rspcdva 2882	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> ( F ` n ) e. RR )
37	31, 36	lenegd 8597	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> ( ( F ` ( n + 1 ) ) <_ ( F ` n ) <-> -u ( F ` n ) <_ -u ( F ` ( n + 1 ) ) ) )
38	15, 37	mpbid 147	. . . . 5 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> -u ( F ` n ) <_ -u ( F ` ( n + 1 ) ) )
39	36	renegcld 8452	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> -u ( F ` n ) e. RR )
40	11	negeqd 8267	. . . . . . 7 |- ( k = n -> -u ( F ` k ) = -u ( F ` n ) )
41	40, 4	fvmptg 5655	. . . . . 6 |- ( ( n e. ( M ... N ) /\ -u ( F ` n ) e. RR ) -> ( ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) ` n ) = -u ( F ` n ) )
42	35, 39, 41	syl2anc 411	. . . . 5 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> ( ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) ` n ) = -u ( F ` n ) )
43	31	renegcld 8452	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> -u ( F ` ( n + 1 ) ) e. RR )
44	16	negeqd 8267	. . . . . . 7 |- ( k = ( n + 1 ) -> -u ( F ` k ) = -u ( F ` ( n + 1 ) ) )
45	44, 4	fvmptg 5655	. . . . . 6 |- ( ( ( n + 1 ) e. ( M ... N ) /\ -u ( F ` ( n + 1 ) ) e. RR ) -> ( ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) ` ( n + 1 ) ) = -u ( F ` ( n + 1 ) ) )
46	30, 43, 45	syl2anc 411	. . . . 5 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> ( ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) ` ( n + 1 ) ) = -u ( F ` ( n + 1 ) ) )
47	38, 42, 46	3brtr4d 4076	. . . 4 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... ( N - 1 ) ) ) -> ( ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) ` n ) <_ ( ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) ` ( n + 1 ) ) )
48	1, 6, 47	monoord 10630	. . 3 |- ( ph -> ( ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) ` M ) <_ ( ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) ` N ) )
49		eluzfz1 10153	. . . . 5 |- ( N e. ( ZZ>= ` M ) -> M e. ( M ... N ) )
50	1, 49	syl 14	. . . 4 |- ( ph -> M e. ( M ... N ) )
51		fveq2 5576	. . . . . . 7 |- ( k = M -> ( F ` k ) = ( F ` M ) )
52	51	eleq1d 2274	. . . . . 6 |- ( k = M -> ( ( F ` k ) e. RR <-> ( F ` M ) e. RR ) )
53	52, 18, 50	rspcdva 2882	. . . . 5 |- ( ph -> ( F ` M ) e. RR )
54	53	renegcld 8452	. . . 4 |- ( ph -> -u ( F ` M ) e. RR )
55	51	negeqd 8267	. . . . 5 |- ( k = M -> -u ( F ` k ) = -u ( F ` M ) )
56	55, 4	fvmptg 5655	. . . 4 |- ( ( M e. ( M ... N ) /\ -u ( F ` M ) e. RR ) -> ( ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) ` M ) = -u ( F ` M ) )
57	50, 54, 56	syl2anc 411	. . 3 |- ( ph -> ( ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) ` M ) = -u ( F ` M ) )
58		eluzfz2 10154	. . . . 5 |- ( N e. ( ZZ>= ` M ) -> N e. ( M ... N ) )
59	1, 58	syl 14	. . . 4 |- ( ph -> N e. ( M ... N ) )
60		fveq2 5576	. . . . . . 7 |- ( k = N -> ( F ` k ) = ( F ` N ) )
61	60	eleq1d 2274	. . . . . 6 |- ( k = N -> ( ( F ` k ) e. RR <-> ( F ` N ) e. RR ) )
62	61, 18, 59	rspcdva 2882	. . . . 5 |- ( ph -> ( F ` N ) e. RR )
63	62	renegcld 8452	. . . 4 |- ( ph -> -u ( F ` N ) e. RR )
64	60	negeqd 8267	. . . . 5 |- ( k = N -> -u ( F ` k ) = -u ( F ` N ) )
65	64, 4	fvmptg 5655	. . . 4 |- ( ( N e. ( M ... N ) /\ -u ( F ` N ) e. RR ) -> ( ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) ` N ) = -u ( F ` N ) )
66	59, 63, 65	syl2anc 411	. . 3 |- ( ph -> ( ( k e. ( M ... N ) |-> -u ( F ` k ) ) ` N ) = -u ( F ` N ) )
67	48, 57, 66	3brtr3d 4075	. 2 |- ( ph -> -u ( F ` M ) <_ -u ( F ` N ) )
68	62, 53	lenegd 8597	. 2 |- ( ph -> ( ( F ` N ) <_ ( F ` M ) <-> -u ( F ` M ) <_ -u ( F ` N ) ) )
69	67, 68	mpbird 167	1 |- ( ph -> ( F ` N ) <_ ( F ` M ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   = wceq 1373   e. wcel 2176   A.wral 2484   class class class wbr 4044   |-> cmpt 4105   ` cfv 5271  (class class class)co 5944   CCcc 7923   RRcr 7924   1c1 7926   + caddc 7928   <_ cle 8108   - cmin 8243   -ucneg 8244   ZZcz 9372   ZZ>=cuz 9648   ...cfz 10130

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-sep 4162  ax-pow 4218  ax-pr 4253  ax-un 4480  ax-setind 4585  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-addcom 8025  ax-addass 8027  ax-distr 8029  ax-i2m1 8030  ax-0lt1 8031  ax-0id 8033  ax-rnegex 8034  ax-cnre 8036  ax-pre-ltirr 8037  ax-pre-ltwlin 8038  ax-pre-lttrn 8039  ax-pre-ltadd 8041

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  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-rab 2493  df-v 2774  df-sbc 2999  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pw 3618  df-sn 3639  df-pr 3640  df-op 3642  df-uni 3851  df-int 3886  df-br 4045  df-opab 4106  df-mpt 4107  df-id 4340  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-fv 5279  df-riota 5899  df-ov 5947  df-oprab 5948  df-mpo 5949  df-pnf 8109  df-mnf 8110  df-xr 8111  df-ltxr 8112  df-le 8113  df-sub 8245  df-neg 8246  df-inn 9037  df-n0 9296  df-z 9373  df-uz 9649  df-fz 10131

This theorem is referenced by: (None)