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Theorem trilpolemlt1 14073
Description: Lemma for trilpo 14075. The  A  <  1 case. We can use the distance between  A and one (that is,  1  -  A) to find a position in the sequence  n where terms after that point will not add up to as much as  1  -  A. By finomni 7116 we know the terms up to  n either contain a zero or are all one. But if they are all one that contradicts the way we constructed  n, so we know that the sequence contains a zero. (Contributed by Jim Kingdon, 23-Aug-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
trilpolemgt1.f  |-  ( ph  ->  F : NN --> { 0 ,  1 } )
trilpolemgt1.a  |-  A  = 
sum_ i  e.  NN  ( ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  x.  ( F `  i )
)
trilpolemlt1.a  |-  ( ph  ->  A  <  1 )
Assertion
Ref Expression
trilpolemlt1  |-  ( ph  ->  E. x  e.  NN  ( F `  x )  =  0 )
Distinct variable groups:    A, i, x   
x, F, i    ph, i, x

Proof of Theorem trilpolemlt1
Dummy variables  n  f  j are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 1red 7935 . . . 4  |-  ( ph  ->  1  e.  RR )
2 trilpolemgt1.f . . . . 5  |-  ( ph  ->  F : NN --> { 0 ,  1 } )
3 trilpolemgt1.a . . . . 5  |-  A  = 
sum_ i  e.  NN  ( ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  x.  ( F `  i )
)
42, 3trilpolemcl 14069 . . . 4  |-  ( ph  ->  A  e.  RR )
51, 4resubcld 8300 . . 3  |-  ( ph  ->  ( 1  -  A
)  e.  RR )
6 trilpolemlt1.a . . . 4  |-  ( ph  ->  A  <  1 )
74, 1posdifd 8451 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( A  <  1  <->  0  <  ( 1  -  A ) ) )
86, 7mpbid 146 . . 3  |-  ( ph  ->  0  <  ( 1  -  A ) )
9 nnrecl 9133 . . 3  |-  ( ( ( 1  -  A
)  e.  RR  /\  0  <  ( 1  -  A ) )  ->  E. n  e.  NN  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) )
105, 8, 9syl2anc 409 . 2  |-  ( ph  ->  E. n  e.  NN  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) )
11 elfznn 10010 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( 1 ... n )  ->  x  e.  NN )
1211ad2antrl 487 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  ( x  e.  ( 1 ... n )  /\  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )  ->  x  e.  NN )
13 simprl 526 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  ( x  e.  ( 1 ... n )  /\  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )  ->  x  e.  ( 1 ... n ) )
1413fvresd 5521 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  ( x  e.  ( 1 ... n )  /\  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )  -> 
( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  ( F `
 x ) )
15 simprr 527 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  ( x  e.  ( 1 ... n )  /\  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )  -> 
( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  0 )
1614, 15eqtr3d 2205 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  ( x  e.  ( 1 ... n )  /\  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )  -> 
( F `  x
)  =  0 )
1712, 16jca 304 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  ( x  e.  ( 1 ... n )  /\  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )  -> 
( x  e.  NN  /\  ( F `  x
)  =  0 ) )
1817ex 114 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( ( x  e.  ( 1 ... n
)  /\  ( ( F  |`  ( 1 ... n ) ) `  x )  =  0 )  ->  ( x  e.  NN  /\  ( F `
 x )  =  0 ) ) )
1918reximdv2 2569 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( E. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  0  ->  E. x  e.  NN  ( F `  x )  =  0 ) )
20 2rp 9615 . . . . . . . . . 10  |-  2  e.  RR+
2120a1i 9 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
2  e.  RR+ )
22 simprl 526 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  e.  NN )
2322nnzd 9333 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  e.  ZZ )
2421, 23rpexpcld 10633 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 2 ^ n
)  e.  RR+ )
2524rprecred 9665 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  /  (
2 ^ n ) )  e.  RR )
2622nnrecred 8925 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  /  n
)  e.  RR )
275adantr 274 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  -  A
)  e.  RR )
28 2z 9240 . . . . . . . . . 10  |-  2  e.  ZZ
29 uzid 9501 . . . . . . . . . 10  |-  ( 2  e.  ZZ  ->  2  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
3028, 29mp1i 10 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
2  e.  ( ZZ>= ` 
2 ) )
3122nnnn0d 9188 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  e.  NN0 )
32 bernneq3 10598 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 2  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  n  e.  NN0 )  ->  n  <  ( 2 ^ n
) )
3330, 31, 32syl2anc 409 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  <  ( 2 ^ n ) )
3422nnrpd 9651 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  e.  RR+ )
3534, 24ltrecd 9672 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( n  <  (
2 ^ n )  <-> 
( 1  /  (
2 ^ n ) )  <  ( 1  /  n ) ) )
3633, 35mpbid 146 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  /  (
2 ^ n ) )  <  ( 1  /  n ) )
37 simprr 527 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) )
3825, 26, 27, 36, 37lttrd 8045 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  /  (
2 ^ n ) )  <  ( 1  -  A ) )
3938adantr 274 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( 1  / 
( 2 ^ n
) )  <  (
1  -  A ) )
4027adantr 274 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( 1  -  A )  e.  RR )
4125adantr 274 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( 1  / 
( 2 ^ n
) )  e.  RR )
42 1red 7935 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  1  e.  RR )
434ad2antrr 485 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  A  e.  RR )
44 0red 7921 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  0  e.  RR )
45 eqid 2170 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ZZ>= `  ( n  +  1
) )  =  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) )
4622adantr 274 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  n  e.  NN )
4746peano2nnd 8893 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( n  + 
1 )  e.  NN )
4847nnzd 9333 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( n  + 
1 )  e.  ZZ )
49 eluznn 9559 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( n  +  1 )  e.  NN  /\  i  e.  ( ZZ>= `  ( n  +  1
) ) )  -> 
i  e.  NN )
5047, 49sylan 281 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  ->  i  e.  NN )
51 eqid 2170 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( j  e.  NN  |->  ( ( 1  /  ( 2 ^ j ) )  x.  ( F `  j ) ) )  =  ( j  e.  NN  |->  ( ( 1  /  ( 2 ^ j ) )  x.  ( F `  j
) ) )
52 oveq2 5861 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  =  i  ->  (
2 ^ j )  =  ( 2 ^ i ) )
5352oveq2d 5869 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  =  i  ->  (
1  /  ( 2 ^ j ) )  =  ( 1  / 
( 2 ^ i
) ) )
54 fveq2 5496 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  =  i  ->  ( F `  j )  =  ( F `  i ) )
5553, 54oveq12d 5871 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( j  =  i  ->  (
( 1  /  (
2 ^ j ) )  x.  ( F `
 j ) )  =  ( ( 1  /  ( 2 ^ i ) )  x.  ( F `  i
) ) )
56 simpr 109 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  NN )  ->  i  e.  NN )
5720a1i 9 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  NN )  ->  2  e.  RR+ )
5856nnzd 9333 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  NN )  ->  i  e.  ZZ )
5957, 58rpexpcld 10633 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  NN )  ->  ( 2 ^ i )  e.  RR+ )
6059rprecred 9665 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  NN )  ->  ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  e.  RR )
61 0re 7920 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  0  e.  RR
62 1re 7919 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  1  e.  RR
63 prssi 3738 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  1  e.  RR )  ->  { 0 ,  1 }  C_  RR )
6461, 62, 63mp2an 424 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  { 0 ,  1 }  C_  RR
652adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  F : NN --> { 0 ,  1 } )
6665ad2antrr 485 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  NN )  ->  F : NN --> { 0 ,  1 } )
6766, 56ffvelrnd 5632 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  NN )  ->  ( F `  i )  e.  {
0 ,  1 } )
6864, 67sselid 3145 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  NN )  ->  ( F `  i )  e.  RR )
6960, 68remulcld 7950 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  NN )  ->  ( ( 1  /  ( 2 ^ i ) )  x.  ( F `  i
) )  e.  RR )
7051, 55, 56, 69fvmptd3 5589 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  NN )  ->  ( ( j  e.  NN  |->  ( ( 1  /  ( 2 ^ j ) )  x.  ( F `  j ) ) ) `
 i )  =  ( ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  x.  ( F `  i )
) )
7150, 70syldan 280 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  ->  ( ( j  e.  NN  |->  ( ( 1  /  ( 2 ^ j ) )  x.  ( F `  j ) ) ) `
 i )  =  ( ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  x.  ( F `  i )
) )
7250, 69syldan 280 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  ->  ( ( 1  /  ( 2 ^ i ) )  x.  ( F `  i
) )  e.  RR )
7365adantr 274 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  F : NN --> { 0 ,  1 } )
7473, 51trilpolemclim 14068 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  seq 1 (  +  ,  ( j  e.  NN  |->  ( ( 1  /  ( 2 ^ j ) )  x.  ( F `  j
) ) ) )  e.  dom  ~~>  )
75 nnuz 9522 . . . . . . . . . . . . 13  |-  NN  =  ( ZZ>= `  1 )
7669recnd 7948 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  NN )  ->  ( ( 1  /  ( 2 ^ i ) )  x.  ( F `  i
) )  e.  CC )
7770, 76eqeltrd 2247 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  NN )  ->  ( ( j  e.  NN  |->  ( ( 1  /  ( 2 ^ j ) )  x.  ( F `  j ) ) ) `
 i )  e.  CC )
7875, 47, 77iserex 11302 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  (  seq 1
(  +  ,  ( j  e.  NN  |->  ( ( 1  /  (
2 ^ j ) )  x.  ( F `
 j ) ) ) )  e.  dom  ~~>  <->  seq ( n  +  1
) (  +  , 
( j  e.  NN  |->  ( ( 1  / 
( 2 ^ j
) )  x.  ( F `  j )
) ) )  e. 
dom 
~~>  ) )
7974, 78mpbid 146 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  seq ( n  + 
1 ) (  +  ,  ( j  e.  NN  |->  ( ( 1  /  ( 2 ^ j ) )  x.  ( F `  j
) ) ) )  e.  dom  ~~>  )
8045, 48, 71, 72, 79isumrecl 11392 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  sum_ i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) ( ( 1  /  (
2 ^ i ) )  x.  ( F `
 i ) )  e.  RR )
81 1zzd 9239 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
1  e.  ZZ )
8281, 23fzfigd 10387 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1 ... n
)  e.  Fin )
8382adantr 274 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( 1 ... n )  e.  Fin )
8420a1i 9 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  2  e.  RR+ )
85 elfzelz 9981 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( i  e.  ( 1 ... n )  ->  i  e.  ZZ )
8685adantl 275 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  i  e.  ZZ )
8784, 86rpexpcld 10633 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  ( 2 ^ i )  e.  RR+ )
8887rprecred 9665 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  ( 1  /  ( 2 ^ i ) )  e.  RR )
8983, 88fsumrecl 11364 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... n ) ( 1  /  (
2 ^ i ) )  e.  RR )
9050, 60syldan 280 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  ->  ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  e.  RR )
9150, 68syldan 280 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  ->  ( F `  i )  e.  RR )
9259rpreccld 9664 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  NN )  ->  ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  e.  RR+ )
9350, 92syldan 280 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  ->  ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  e.  RR+ )
9493rpge0d 9657 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  ->  0  <_  (
1  /  ( 2 ^ i ) ) )
95 0le0 8967 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  0  <_  0
96 simpr 109 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  /\  ( F `  i )  =  0 )  ->  ( F `  i )  =  0 )
9795, 96breqtrrid 4027 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  /\  ( F `  i )  =  0 )  ->  0  <_  ( F `  i ) )
98 0le1 8400 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  0  <_  1
99 simpr 109 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  /\  ( F `  i )  =  1 )  ->  ( F `  i )  =  1 )
10098, 99breqtrrid 4027 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  /\  ( F `  i )  =  1 )  ->  0  <_  ( F `  i ) )
10173adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  ->  F : NN --> { 0 ,  1 } )
102101, 50ffvelrnd 5632 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  ->  ( F `  i )  e.  {
0 ,  1 } )
103 elpri 3606 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( F `  i )  e.  { 0 ,  1 }  ->  (
( F `  i
)  =  0  \/  ( F `  i
)  =  1 ) )
104102, 103syl 14 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  ->  ( ( F `
 i )  =  0  \/  ( F `
 i )  =  1 ) )
10597, 100, 104mpjaodan 793 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  ->  0  <_  ( F `  i )
)
10690, 91, 94, 105mulge0d 8540 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) )  ->  0  <_  (
( 1  /  (
2 ^ i ) )  x.  ( F `
 i ) ) )
10745, 48, 71, 72, 79, 106isumge0 11393 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  0  <_  sum_ i  e.  ( ZZ>= `  ( n  +  1 ) ) ( ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  x.  ( F `  i )
) )
10844, 80, 89, 107leadd2dd 8479 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( sum_ i  e.  ( 1 ... n
) ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  +  0 )  <_  ( sum_ i  e.  ( 1 ... n ) ( 1  /  ( 2 ^ i ) )  +  sum_ i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) ( ( 1  /  (
2 ^ i ) )  x.  ( F `
 i ) ) ) )
10989recnd 7948 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... n ) ( 1  /  (
2 ^ i ) )  e.  CC )
110109addid1d 8068 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( sum_ i  e.  ( 1 ... n
) ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  +  0 )  =  sum_ i  e.  ( 1 ... n
) ( 1  / 
( 2 ^ i
) ) )
111110eqcomd 2176 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... n ) ( 1  /  (
2 ^ i ) )  =  ( sum_ i  e.  ( 1 ... n ) ( 1  /  ( 2 ^ i ) )  +  0 ) )
11275, 45, 47, 70, 76, 74isumsplit 11454 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  sum_ i  e.  NN  ( ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  x.  ( F `  i )
)  =  ( sum_ i  e.  ( 1 ... ( ( n  +  1 )  - 
1 ) ) ( ( 1  /  (
2 ^ i ) )  x.  ( F `
 i ) )  +  sum_ i  e.  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) ) ( ( 1  /  (
2 ^ i ) )  x.  ( F `
 i ) ) ) )
1133, 112eqtrid 2215 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  A  =  (
sum_ i  e.  ( 1 ... ( ( n  +  1 )  -  1 ) ) ( ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  x.  ( F `  i )
)  +  sum_ i  e.  ( ZZ>= `  ( n  +  1 ) ) ( ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  x.  ( F `  i )
) ) )
11446nncnd 8892 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  n  e.  CC )
115 1cnd 7936 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  1  e.  CC )
116114, 115pncand 8231 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( ( n  +  1 )  - 
1 )  =  n )
117116oveq2d 5869 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( 1 ... ( ( n  + 
1 )  -  1 ) )  =  ( 1 ... n ) )
118 simpr 109 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  i  e.  ( 1 ... n
) )
119118fvresd 5521 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  ( ( F  |`  ( 1 ... n ) ) `  i )  =  ( F `  i ) )
120 fveqeq2 5505 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  =  i  ->  (
( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1  <->  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 i )  =  1 ) )
121 simplr 525 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )
122120, 121, 118rspcdva 2839 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  ( ( F  |`  ( 1 ... n ) ) `  i )  =  1 )
123119, 122eqtr3d 2205 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  ( F `  i )  =  1 )
124123oveq2d 5869 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  ( (
1  /  ( 2 ^ i ) )  x.  ( F `  i ) )  =  ( ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  x.  1 ) )
12587rpreccld 9664 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  ( 1  /  ( 2 ^ i ) )  e.  RR+ )
126125rpcnd 9655 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  ( 1  /  ( 2 ^ i ) )  e.  CC )
127126mulid1d 7937 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  ( (
1  /  ( 2 ^ i ) )  x.  1 )  =  ( 1  /  (
2 ^ i ) ) )
128124, 127eqtrd 2203 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  /\  i  e.  ( 1 ... n ) )  ->  ( (
1  /  ( 2 ^ i ) )  x.  ( F `  i ) )  =  ( 1  /  (
2 ^ i ) ) )
129117, 128sumeq12rdv 11336 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... ( ( n  +  1 )  -  1 ) ) ( ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  x.  ( F `  i )
)  =  sum_ i  e.  ( 1 ... n
) ( 1  / 
( 2 ^ i
) ) )
130129oveq1d 5868 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( sum_ i  e.  ( 1 ... (
( n  +  1 )  -  1 ) ) ( ( 1  /  ( 2 ^ i ) )  x.  ( F `  i
) )  +  sum_ i  e.  ( ZZ>= `  ( n  +  1
) ) ( ( 1  /  ( 2 ^ i ) )  x.  ( F `  i ) ) )  =  ( sum_ i  e.  ( 1 ... n
) ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  +  sum_ i  e.  ( ZZ>= `  ( n  +  1
) ) ( ( 1  /  ( 2 ^ i ) )  x.  ( F `  i ) ) ) )
131113, 130eqtrd 2203 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  A  =  (
sum_ i  e.  ( 1 ... n ) ( 1  /  (
2 ^ i ) )  +  sum_ i  e.  ( ZZ>= `  ( n  +  1 ) ) ( ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  x.  ( F `  i )
) ) )
132108, 111, 1313brtr4d 4021 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... n ) ( 1  /  (
2 ^ i ) )  <_  A )
133 geo2sum 11477 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( n  e.  NN  /\  1  e.  CC )  -> 
sum_ i  e.  ( 1 ... n ) ( 1  /  (
2 ^ i ) )  =  ( 1  -  ( 1  / 
( 2 ^ n
) ) ) )
134133breq1d 3999 . . . . . . . . 9  |-  ( ( n  e.  NN  /\  1  e.  CC )  ->  ( sum_ i  e.  ( 1 ... n ) ( 1  /  (
2 ^ i ) )  <_  A  <->  ( 1  -  ( 1  / 
( 2 ^ n
) ) )  <_  A ) )
13546, 115, 134syl2anc 409 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( sum_ i  e.  ( 1 ... n
) ( 1  / 
( 2 ^ i
) )  <_  A  <->  ( 1  -  ( 1  /  ( 2 ^ n ) ) )  <_  A ) )
136132, 135mpbid 146 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( 1  -  ( 1  /  (
2 ^ n ) ) )  <_  A
)
13742, 41, 43, 136subled 8467 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( 1  -  A )  <_  (
1  /  ( 2 ^ n ) ) )
13840, 41, 137lensymd 8041 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  -.  ( 1  /  ( 2 ^ n ) )  < 
( 1  -  A
) )
13939, 138pm2.21dd 615 . . . 4  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  E. x  e.  NN  ( F `  x )  =  0 )
140139ex 114 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1  ->  E. x  e.  NN  ( F `  x )  =  0 ) )
141 fveq1 5495 . . . . . . 7  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  (
f `  x )  =  ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
) )
142141eqeq1d 2179 . . . . . 6  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  (
( f `  x
)  =  0  <->  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )
143142rexbidv 2471 . . . . 5  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  ( E. x  e.  (
1 ... n ) ( f `  x )  =  0  <->  E. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  0 ) )
144141eqeq1d 2179 . . . . . 6  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  (
( f `  x
)  =  1  <->  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  1 ) )
145144ralbidv 2470 . . . . 5  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  ( A. x  e.  (
1 ... n ) ( f `  x )  =  1  <->  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 ) )
146143, 145orbi12d 788 . . . 4  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  (
( E. x  e.  ( 1 ... n
) ( f `  x )  =  0  \/  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( f `  x )  =  1 )  <->  ( E. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  0  \/ 
A. x  e.  ( 1 ... n ) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 ) ) )
147 finomni 7116 . . . . . 6  |-  ( ( 1 ... n )  e.  Fin  ->  (
1 ... n )  e. Omni
)
14882, 147syl 14 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1 ... n
)  e. Omni )
149 isomninn 14063 . . . . . 6  |-  ( ( 1 ... n )  e. Omni  ->  ( ( 1 ... n )  e. Omni  <->  A. f  e.  ( { 0 ,  1 }  ^m  ( 1 ... n ) ) ( E. x  e.  ( 1 ... n ) ( f `  x
)  =  0  \/ 
A. x  e.  ( 1 ... n ) ( f `  x
)  =  1 ) ) )
150148, 149syl 14 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( ( 1 ... n )  e. Omni  <->  A. f  e.  ( { 0 ,  1 }  ^m  (
1 ... n ) ) ( E. x  e.  ( 1 ... n
) ( f `  x )  =  0  \/  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( f `  x )  =  1 ) ) )
151148, 150mpbid 146 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  A. f  e.  ( { 0 ,  1 }  ^m  ( 1 ... n ) ) ( E. x  e.  ( 1 ... n
) ( f `  x )  =  0  \/  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( f `  x )  =  1 ) )
152 fz1ssnn 10012 . . . . . . 7  |-  ( 1 ... n )  C_  NN
153152a1i 9 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1 ... n
)  C_  NN )
15465, 153fssresd 5374 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( F  |`  (
1 ... n ) ) : ( 1 ... n ) --> { 0 ,  1 } )
155 0red 7921 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
0  e.  RR )
156 1red 7935 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
1  e.  RR )
157 prexg 4196 . . . . . . 7  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  1  e.  RR )  ->  { 0 ,  1 }  e.  _V )
158155, 156, 157syl2anc 409 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  { 0 ,  1 }  e.  _V )
159158, 82elmapd 6640 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( ( F  |`  ( 1 ... n
) )  e.  ( { 0 ,  1 }  ^m  ( 1 ... n ) )  <-> 
( F  |`  (
1 ... n ) ) : ( 1 ... n ) --> { 0 ,  1 } ) )
160154, 159mpbird 166 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( F  |`  (
1 ... n ) )  e.  ( { 0 ,  1 }  ^m  ( 1 ... n
) ) )
161146, 151, 160rspcdva 2839 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( E. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  0  \/ 
A. x  e.  ( 1 ... n ) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 ) )
16219, 140, 161mpjaod 713 . 2  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  E. x  e.  NN  ( F `  x )  =  0 )
16310, 162rexlimddv 2592 1  |-  ( ph  ->  E. x  e.  NN  ( F `  x )  =  0 )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 103    <-> wb 104    \/ wo 703    = wceq 1348    e. wcel 2141   A.wral 2448   E.wrex 2449   _Vcvv 2730    C_ wss 3121   {cpr 3584   class class class wbr 3989    |-> cmpt 4050   dom cdm 4611    |` cres 4613   -->wf 5194   ` cfv 5198  (class class class)co 5853    ^m cmap 6626   Fincfn 6718  Omnicomni 7110   CCcc 7772   RRcr 7773   0cc0 7774   1c1 7775    + caddc 7777    x. cmul 7779    < clt 7954    <_ cle 7955    - cmin 8090    / cdiv 8589   NNcn 8878   2c2 8929   NN0cn0 9135   ZZcz 9212   ZZ>=cuz 9487   RR+crp 9610   ...cfz 9965    seqcseq 10401   ^cexp 10475    ~~> cli 11241   sum_csu 11316
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 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-coll 4104  ax-sep 4107  ax-nul 4115  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418  ax-setind 4521  ax-iinf 4572  ax-cnex 7865  ax-resscn 7866  ax-1cn 7867  ax-1re 7868  ax-icn 7869  ax-addcl 7870  ax-addrcl 7871  ax-mulcl 7872  ax-mulrcl 7873  ax-addcom 7874  ax-mulcom 7875  ax-addass 7876  ax-mulass 7877  ax-distr 7878  ax-i2m1 7879  ax-0lt1 7880  ax-1rid 7881  ax-0id 7882  ax-rnegex 7883  ax-precex 7884  ax-cnre 7885  ax-pre-ltirr 7886  ax-pre-ltwlin 7887  ax-pre-lttrn 7888  ax-pre-apti 7889  ax-pre-ltadd 7890  ax-pre-mulgt0 7891  ax-pre-mulext 7892  ax-arch 7893  ax-caucvg 7894
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 830  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ne 2341  df-nel 2436  df-ral 2453  df-rex 2454  df-reu 2455  df-rmo 2456  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-csb 3050  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-if 3527  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-int 3832  df-iun 3875  df-br 3990  df-opab 4051  df-mpt 4052  df-tr 4088  df-id 4278  df-po 4281  df-iso 4282  df-iord 4351  df-on 4353  df-ilim 4354  df-suc 4356  df-iom 4575  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-rn 4622  df-res 4623  df-ima 4624  df-iota 5160  df-fun 5200  df-fn 5201  df-f 5202  df-f1 5203  df-fo 5204  df-f1o 5205  df-fv 5206  df-isom 5207  df-riota 5809  df-ov 5856  df-oprab 5857  df-mpo 5858  df-1st 6119  df-2nd 6120  df-recs 6284  df-irdg 6349  df-frec 6370  df-1o 6395  df-2o 6396  df-oadd 6399  df-er 6513  df-map 6628  df-en 6719  df-dom 6720  df-fin 6721  df-omni 7111  df-pnf 7956  df-mnf 7957  df-xr 7958  df-ltxr 7959  df-le 7960  df-sub 8092  df-neg 8093  df-reap 8494  df-ap 8501  df-div 8590  df-inn 8879  df-2 8937  df-3 8938  df-4 8939  df-n0 9136  df-z 9213  df-uz 9488  df-q 9579  df-rp 9611  df-ico 9851  df-fz 9966  df-fzo 10099  df-seqfrec 10402  df-exp 10476  df-ihash 10710  df-cj 10806  df-re 10807  df-im 10808  df-rsqrt 10962  df-abs 10963  df-clim 11242  df-sumdc 11317
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