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Theorem trilpolemlt1 13920
Description: Lemma for trilpo 13922. 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 7104 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 7914 . . . 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 13916 . . . 4  |-  ( ph  ->  A  e.  RR )
51, 4resubcld 8279 . . 3  |-  ( ph  ->  ( 1  -  A
)  e.  RR )
6 trilpolemlt1.a . . . 4  |-  ( ph  ->  A  <  1 )
74, 1posdifd 8430 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( A  <  1  <->  0  <  ( 1  -  A ) ) )
86, 7mpbid 146 . . 3  |-  ( ph  ->  0  <  ( 1  -  A ) )
9 nnrecl 9112 . . 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 9989 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( 1 ... n )  ->  x  e.  NN )
1211ad2antrl 482 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  ( x  e.  ( 1 ... n )  /\  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )  ->  x  e.  NN )
13 simprl 521 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  ( x  e.  ( 1 ... n )  /\  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )  ->  x  e.  ( 1 ... n ) )
1413fvresd 5511 . . . . . . 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 522 . . . . . . 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 2200 . . . . . 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 2565 . . 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 9594 . . . . . . . . . 10  |-  2  e.  RR+
2120a1i 9 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
2  e.  RR+ )
22 simprl 521 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  e.  NN )
2322nnzd 9312 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  e.  ZZ )
2421, 23rpexpcld 10612 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 2 ^ n
)  e.  RR+ )
2524rprecred 9644 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  /  (
2 ^ n ) )  e.  RR )
2622nnrecred 8904 . . . . . . 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 9219 . . . . . . . . . 10  |-  2  e.  ZZ
29 uzid 9480 . . . . . . . . . 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 9167 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  e.  NN0 )
32 bernneq3 10577 . . . . . . . . 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 9630 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  e.  RR+ )
3534, 24ltrecd 9651 . . . . . . . 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 522 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) )
3825, 26, 27, 36, 37lttrd 8024 . . . . . 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 7914 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  1  e.  RR )
434ad2antrr 480 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  A  e.  RR )
44 0red 7900 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  0  e.  RR )
45 eqid 2165 . . . . . . . . . . 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 8872 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( n  + 
1 )  e.  NN )
4847nnzd 9312 . . . . . . . . . . 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 9538 . . . . . . . . . . . . 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 2165 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( j  e.  NN  |->  ( ( 1  /  ( 2 ^ j ) )  x.  ( F `  j ) ) )  =  ( j  e.  NN  |->  ( ( 1  /  ( 2 ^ j ) )  x.  ( F `  j
) ) )
52 oveq2 5850 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  =  i  ->  (
2 ^ j )  =  ( 2 ^ i ) )
5352oveq2d 5858 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  =  i  ->  (
1  /  ( 2 ^ j ) )  =  ( 1  / 
( 2 ^ i
) ) )
54 fveq2 5486 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  =  i  ->  ( F `  j )  =  ( F `  i ) )
5553, 54oveq12d 5860 . . . . . . . . . . . . 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 9312 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10612 . . . . . . . . . . . . . . 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 9644 . . . . . . . . . . . . . 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 7899 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  0  e.  RR
62 1re 7898 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  1  e.  RR
63 prssi 3731 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  1  e.  RR )  ->  { 0 ,  1 }  C_  RR )
6461, 62, 63mp2an 423 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  { 0 ,  1 }  C_  RR
652adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  F : NN --> { 0 ,  1 } )
6665ad2antrr 480 . . . . . . . . . . . . . . . 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 5621 . . . . . . . . . . . . . . 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 3140 . . . . . . . . . . . . . 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 7929 . . . . . . . . . . . . 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 5579 . . . . . . . . . . . 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 13915 . . . . . . . . . . . 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 9501 . . . . . . . . . . . . 13  |-  NN  =  ( ZZ>= `  1 )
7669recnd 7927 . . . . . . . . . . . . . 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 2243 . . . . . . . . . . . . 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 11280 . . . . . . . . . . . 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 11370 . . . . . . . . . 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 9218 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
1  e.  ZZ )
8281, 23fzfigd 10366 . . . . . . . . . . . 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 9960 . . . . . . . . . . . . . 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 10612 . . . . . . . . . . . 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 9644 . . . . . . . . . . 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 11342 . . . . . . . . . 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 9643 . . . . . . . . . . . . . 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 9636 . . . . . . . . . . . 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 8946 . . . . . . . . . . . . . 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 4020 . . . . . . . . . . . . 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 8379 . . . . . . . . . . . . . 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 4020 . . . . . . . . . . . . 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 5621 . . . . . . . . . . . . . 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 3599 . . . . . . . . . . . . . 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 788 . . . . . . . . . . . 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 8519 . . . . . . . . . . 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 11371 . . . . . . . . . 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 8458 . . . . . . . . 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 7927 . . . . . . . . . . 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 8047 . . . . . . . . . 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 2171 . . . . . . . . 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 11432 . . . . . . . . . . 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, 112syl5eq 2211 . . . . . . . . . 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 8871 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  n  e.  CC )
115 1cnd 7915 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  1  e.  CC )
116114, 115pncand 8210 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( ( n  +  1 )  - 
1 )  =  n )
117116oveq2d 5858 . . . . . . . . . . . 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 5511 . . . . . . . . . . . . . . 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 5495 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  =  i  ->  (
( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1  <->  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 i )  =  1 ) )
121 simplr 520 . . . . . . . . . . . . . . . 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 2835 . . . . . . . . . . . . . . 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 2200 . . . . . . . . . . . . . 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 5858 . . . . . . . . . . . . 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 9643 . . . . . . . . . . . . . . 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 9634 . . . . . . . . . . . . . 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 7916 . . . . . . . . . . . . 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 2198 . . . . . . . . . . . 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 11314 . . . . . . . . . . 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 5857 . . . . . . . . . 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 2198 . . . . . . . . 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 4014 . . . . . . . 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 11455 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( n  e.  NN  /\  1  e.  CC )  -> 
sum_ i  e.  ( 1 ... n ) ( 1  /  (
2 ^ i ) )  =  ( 1  -  ( 1  / 
( 2 ^ n
) ) ) )
134133breq1d 3992 . . . . . . . . 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 8446 . . . . . 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 8020 . . . . 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 610 . . . 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 5485 . . . . . . 7  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  (
f `  x )  =  ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
) )
142141eqeq1d 2174 . . . . . 6  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  (
( f `  x
)  =  0  <->  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )
143142rexbidv 2467 . . . . 5  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  ( E. x  e.  (
1 ... n ) ( f `  x )  =  0  <->  E. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  0 ) )
144141eqeq1d 2174 . . . . . 6  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  (
( f `  x
)  =  1  <->  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  1 ) )
145144ralbidv 2466 . . . . 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 783 . . . 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 7104 . . . . . 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 13910 . . . . . 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 9991 . . . . . . 7  |-  ( 1 ... n )  C_  NN
153152a1i 9 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1 ... n
)  C_  NN )
15465, 153fssresd 5364 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( F  |`  (
1 ... n ) ) : ( 1 ... n ) --> { 0 ,  1 } )
155 0red 7900 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
0  e.  RR )
156 1red 7914 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
1  e.  RR )
157 prexg 4189 . . . . . . 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 6628 . . . . 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 2835 . . 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 708 . 2  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  E. x  e.  NN  ( F `  x )  =  0 )
16310, 162rexlimddv 2588 1  |-  ( ph  ->  E. x  e.  NN  ( F `  x )  =  0 )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 103    <-> wb 104    \/ wo 698    = wceq 1343    e. wcel 2136   A.wral 2444   E.wrex 2445   _Vcvv 2726    C_ wss 3116   {cpr 3577   class class class wbr 3982    |-> cmpt 4043   dom cdm 4604    |` cres 4606   -->wf 5184   ` cfv 5188  (class class class)co 5842    ^m cmap 6614   Fincfn 6706  Omnicomni 7098   CCcc 7751   RRcr 7752   0cc0 7753   1c1 7754    + caddc 7756    x. cmul 7758    < clt 7933    <_ cle 7934    - cmin 8069    / cdiv 8568   NNcn 8857   2c2 8908   NN0cn0 9114   ZZcz 9191   ZZ>=cuz 9466   RR+crp 9589   ...cfz 9944    seqcseq 10380   ^cexp 10454    ~~> cli 11219   sum_csu 11294
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 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-coll 4097  ax-sep 4100  ax-nul 4108  ax-pow 4153  ax-pr 4187  ax-un 4411  ax-setind 4514  ax-iinf 4565  ax-cnex 7844  ax-resscn 7845  ax-1cn 7846  ax-1re 7847  ax-icn 7848  ax-addcl 7849  ax-addrcl 7850  ax-mulcl 7851  ax-mulrcl 7852  ax-addcom 7853  ax-mulcom 7854  ax-addass 7855  ax-mulass 7856  ax-distr 7857  ax-i2m1 7858  ax-0lt1 7859  ax-1rid 7860  ax-0id 7861  ax-rnegex 7862  ax-precex 7863  ax-cnre 7864  ax-pre-ltirr 7865  ax-pre-ltwlin 7866  ax-pre-lttrn 7867  ax-pre-apti 7868  ax-pre-ltadd 7869  ax-pre-mulgt0 7870  ax-pre-mulext 7871  ax-arch 7872  ax-caucvg 7873
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 825  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2297  df-ne 2337  df-nel 2432  df-ral 2449  df-rex 2450  df-reu 2451  df-rmo 2452  df-rab 2453  df-v 2728  df-sbc 2952  df-csb 3046  df-dif 3118  df-un 3120  df-in 3122  df-ss 3129  df-nul 3410  df-if 3521  df-pw 3561  df-sn 3582  df-pr 3583  df-op 3585  df-uni 3790  df-int 3825  df-iun 3868  df-br 3983  df-opab 4044  df-mpt 4045  df-tr 4081  df-id 4271  df-po 4274  df-iso 4275  df-iord 4344  df-on 4346  df-ilim 4347  df-suc 4349  df-iom 4568  df-xp 4610  df-rel 4611  df-cnv 4612  df-co 4613  df-dm 4614  df-rn 4615  df-res 4616  df-ima 4617  df-iota 5153  df-fun 5190  df-fn 5191  df-f 5192  df-f1 5193  df-fo 5194  df-f1o 5195  df-fv 5196  df-isom 5197  df-riota 5798  df-ov 5845  df-oprab 5846  df-mpo 5847  df-1st 6108  df-2nd 6109  df-recs 6273  df-irdg 6338  df-frec 6359  df-1o 6384  df-2o 6385  df-oadd 6388  df-er 6501  df-map 6616  df-en 6707  df-dom 6708  df-fin 6709  df-omni 7099  df-pnf 7935  df-mnf 7936  df-xr 7937  df-ltxr 7938  df-le 7939  df-sub 8071  df-neg 8072  df-reap 8473  df-ap 8480  df-div 8569  df-inn 8858  df-2 8916  df-3 8917  df-4 8918  df-n0 9115  df-z 9192  df-uz 9467  df-q 9558  df-rp 9590  df-ico 9830  df-fz 9945  df-fzo 10078  df-seqfrec 10381  df-exp 10455  df-ihash 10689  df-cj 10784  df-re 10785  df-im 10786  df-rsqrt 10940  df-abs 10941  df-clim 11220  df-sumdc 11295
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