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Theorem trilpolemlt1 15268
Description: Lemma for trilpo 15270. 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 7169 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 8003 . . . 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 15264 . . . 4  |-  ( ph  ->  A  e.  RR )
51, 4resubcld 8369 . . 3  |-  ( ph  ->  ( 1  -  A
)  e.  RR )
6 trilpolemlt1.a . . . 4  |-  ( ph  ->  A  <  1 )
74, 1posdifd 8520 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( A  <  1  <->  0  <  ( 1  -  A ) ) )
86, 7mpbid 147 . . 3  |-  ( ph  ->  0  <  ( 1  -  A ) )
9 nnrecl 9205 . . 3  |-  ( ( ( 1  -  A
)  e.  RR  /\  0  <  ( 1  -  A ) )  ->  E. n  e.  NN  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) )
105, 8, 9syl2anc 411 . 2  |-  ( ph  ->  E. n  e.  NN  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) )
11 elfznn 10086 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( 1 ... n )  ->  x  e.  NN )
1211ad2antrl 490 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  ( x  e.  ( 1 ... n )  /\  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )  ->  x  e.  NN )
13 simprl 529 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  ( x  e.  ( 1 ... n )  /\  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )  ->  x  e.  ( 1 ... n ) )
1413fvresd 5559 . . . . . . 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 531 . . . . . . 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 2224 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  ( x  e.  ( 1 ... n )  /\  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )  -> 
( F `  x
)  =  0 )
1712, 16jca 306 . . . . 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 115 . . . 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 2589 . . 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 9690 . . . . . . . . . 10  |-  2  e.  RR+
2120a1i 9 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
2  e.  RR+ )
22 simprl 529 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  e.  NN )
2322nnzd 9405 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  e.  ZZ )
2421, 23rpexpcld 10712 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 2 ^ n
)  e.  RR+ )
2524rprecred 9740 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  /  (
2 ^ n ) )  e.  RR )
2622nnrecred 8997 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  /  n
)  e.  RR )
275adantr 276 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  -  A
)  e.  RR )
28 2z 9312 . . . . . . . . . 10  |-  2  e.  ZZ
29 uzid 9573 . . . . . . . . . 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 9260 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  e.  NN0 )
32 bernneq3 10677 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 2  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  n  e.  NN0 )  ->  n  <  ( 2 ^ n
) )
3330, 31, 32syl2anc 411 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  <  ( 2 ^ n ) )
3422nnrpd 9726 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  n  e.  RR+ )
3534, 24ltrecd 9747 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( n  <  (
2 ^ n )  <-> 
( 1  /  (
2 ^ n ) )  <  ( 1  /  n ) ) )
3633, 35mpbid 147 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  /  (
2 ^ n ) )  <  ( 1  /  n ) )
37 simprr 531 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) )
3825, 26, 27, 36, 37lttrd 8114 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1  /  (
2 ^ n ) )  <  ( 1  -  A ) )
3938adantr 276 . . . . 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 276 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( 1  -  A )  e.  RR )
4125adantr 276 . . . . . 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 8003 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  1  e.  RR )
434ad2antrr 488 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  A  e.  RR )
44 0red 7989 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  0  e.  RR )
45 eqid 2189 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ZZ>= `  ( n  +  1
) )  =  (
ZZ>= `  ( n  + 
1 ) )
4622adantr 276 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  n  e.  NN )
4746peano2nnd 8965 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( n  + 
1 )  e.  NN )
4847nnzd 9405 . . . . . . . . . . 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 9632 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( n  +  1 )  e.  NN  /\  i  e.  ( ZZ>= `  ( n  +  1
) ) )  -> 
i  e.  NN )
5047, 49sylan 283 . . . . . . . . . . . 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 2189 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( j  e.  NN  |->  ( ( 1  /  ( 2 ^ j ) )  x.  ( F `  j ) ) )  =  ( j  e.  NN  |->  ( ( 1  /  ( 2 ^ j ) )  x.  ( F `  j
) ) )
52 oveq2 5905 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  =  i  ->  (
2 ^ j )  =  ( 2 ^ i ) )
5352oveq2d 5913 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  =  i  ->  (
1  /  ( 2 ^ j ) )  =  ( 1  / 
( 2 ^ i
) ) )
54 fveq2 5534 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  =  i  ->  ( F `  j )  =  ( F `  i ) )
5553, 54oveq12d 5915 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( j  =  i  ->  (
( 1  /  (
2 ^ j ) )  x.  ( F `
 j ) )  =  ( ( 1  /  ( 2 ^ i ) )  x.  ( F `  i
) ) )
56 simpr 110 . . . . . . . . . . . . 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 9405 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10712 . . . . . . . . . . . . . . 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 9740 . . . . . . . . . . . . . 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 7988 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  0  e.  RR
62 1re 7987 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  1  e.  RR
63 prssi 3765 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  1  e.  RR )  ->  { 0 ,  1 }  C_  RR )
6461, 62, 63mp2an 426 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  { 0 ,  1 }  C_  RR
652adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  F : NN --> { 0 ,  1 } )
6665ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . . . . 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, 56ffvelcdmd 5673 . . . . . . . . . . . . . . 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 3168 . . . . . . . . . . . . . 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 8019 . . . . . . . . . . . . 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 5630 . . . . . . . . . . . 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 282 . . . . . . . . . . 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 282 . . . . . . . . . . 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 276 . . . . . . . . . . . . 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 15263 . . . . . . . . . . . 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 9595 . . . . . . . . . . . . 13  |-  NN  =  ( ZZ>= `  1 )
7669recnd 8017 . . . . . . . . . . . . . 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 2266 . . . . . . . . . . . . 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 11382 . . . . . . . . . . . 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 147 . . . . . . . . . . 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 11472 . . . . . . . . . 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 9311 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
1  e.  ZZ )
8281, 23fzfigd 10464 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1 ... n
)  e.  Fin )
8382adantr 276 . . . . . . . . . . 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 10057 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( i  e.  ( 1 ... n )  ->  i  e.  ZZ )
8685adantl 277 . . . . . . . . . . . . 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 10712 . . . . . . . . . . . 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 9740 . . . . . . . . . . 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 11444 . . . . . . . . . 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 282 . . . . . . . . . . . 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 282 . . . . . . . . . . . 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 9739 . . . . . . . . . . . . . 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 282 . . . . . . . . . . . . 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 9732 . . . . . . . . . . . 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 9039 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  0  <_  0
96 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . 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 4056 . . . . . . . . . . . . 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 8469 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  0  <_  1
99 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . 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 4056 . . . . . . . . . . . . 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 276 . . . . . . . . . . . . . . 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, 50ffvelcdmd 5673 . . . . . . . . . . . . . 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 3630 . . . . . . . . . . . . . 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 799 . . . . . . . . . . . 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 8609 . . . . . . . . . . 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 11473 . . . . . . . . . 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 8548 . . . . . . . . 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 8017 . . . . . . . . . . 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 )
110109addridd 8137 . . . . . . . . . 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 2195 . . . . . . . . 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 11534 . . . . . . . . . . 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 2234 . . . . . . . . . 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 8964 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  n  e.  CC )
115 1cnd 8004 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  1  e.  CC )
116114, 115pncand 8300 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  NN  /\  ( 1  /  n
)  <  ( 1  -  A ) ) )  /\  A. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1 )  ->  ( ( n  +  1 )  - 
1 )  =  n )
117116oveq2d 5913 . . . . . . . . . . . 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 110 . . . . . . . . . . . . . . . 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 5559 . . . . . . . . . . . . . . 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 5543 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  =  i  ->  (
( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  1  <->  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 i )  =  1 ) )
121 simplr 528 . . . . . . . . . . . . . . . 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 2861 . . . . . . . . . . . . . . 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 2224 . . . . . . . . . . . . . 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 5913 . . . . . . . . . . . . 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 9739 . . . . . . . . . . . . . . 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 9730 . . . . . . . . . . . . . 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 )
127126mulridd 8005 . . . . . . . . . . . . 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 2222 . . . . . . . . . . . 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 11416 . . . . . . . . . . 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 5912 . . . . . . . . . 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 2222 . . . . . . . . 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 4050 . . . . . . . 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 11557 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( n  e.  NN  /\  1  e.  CC )  -> 
sum_ i  e.  ( 1 ... n ) ( 1  /  (
2 ^ i ) )  =  ( 1  -  ( 1  / 
( 2 ^ n
) ) ) )
134133breq1d 4028 . . . . . . . . 9  |-  ( ( n  e.  NN  /\  1  e.  CC )  ->  ( sum_ i  e.  ( 1 ... n ) ( 1  /  (
2 ^ i ) )  <_  A  <->  ( 1  -  ( 1  / 
( 2 ^ n
) ) )  <_  A ) )
13546, 115, 134syl2anc 411 . . . . . . . 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 147 . . . . . . 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 8536 . . . . . 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 8110 . . . . 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 621 . . . 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 115 . . 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 5533 . . . . . . 7  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  (
f `  x )  =  ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
) )
142141eqeq1d 2198 . . . . . 6  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  (
( f `  x
)  =  0  <->  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  0 ) )
143142rexbidv 2491 . . . . 5  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  ( E. x  e.  (
1 ... n ) ( f `  x )  =  0  <->  E. x  e.  ( 1 ... n
) ( ( F  |`  ( 1 ... n
) ) `  x
)  =  0 ) )
144141eqeq1d 2198 . . . . . 6  |-  ( f  =  ( F  |`  ( 1 ... n
) )  ->  (
( f `  x
)  =  1  <->  (
( F  |`  (
1 ... n ) ) `
 x )  =  1 ) )
145144ralbidv 2490 . . . . 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 794 . . . 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 7169 . . . . . 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 15258 . . . . . 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 147 . . . 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 10088 . . . . . . 7  |-  ( 1 ... n )  C_  NN
153152a1i 9 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( 1 ... n
)  C_  NN )
15465, 153fssresd 5411 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( F  |`  (
1 ... n ) ) : ( 1 ... n ) --> { 0 ,  1 } )
155 0red 7989 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
0  e.  RR )
156 1red 8003 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
1  e.  RR )
157 prexg 4229 . . . . . . 7  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  1  e.  RR )  ->  { 0 ,  1 }  e.  _V )
158155, 156, 157syl2anc 411 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  { 0 ,  1 }  e.  _V )
159158, 82elmapd 6689 . . . . 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 167 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  -> 
( F  |`  (
1 ... n ) )  e.  ( { 0 ,  1 }  ^m  ( 1 ... n
) ) )
161146, 151, 160rspcdva 2861 . . 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 719 . 2  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  NN  /\  ( 1  /  n )  < 
( 1  -  A
) ) )  ->  E. x  e.  NN  ( F `  x )  =  0 )
16310, 162rexlimddv 2612 1  |-  ( ph  ->  E. x  e.  NN  ( F `  x )  =  0 )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 104    <-> wb 105    \/ wo 709    = wceq 1364    e. wcel 2160   A.wral 2468   E.wrex 2469   _Vcvv 2752    C_ wss 3144   {cpr 3608   class class class wbr 4018    |-> cmpt 4079   dom cdm 4644    |` cres 4646   -->wf 5231   ` cfv 5235  (class class class)co 5897    ^m cmap 6675   Fincfn 6767  Omnicomni 7163   CCcc 7840   RRcr 7841   0cc0 7842   1c1 7843    + caddc 7845    x. cmul 7847    < clt 8023    <_ cle 8024    - cmin 8159    / cdiv 8660   NNcn 8950   2c2 9001   NN0cn0 9207   ZZcz 9284   ZZ>=cuz 9559   RR+crp 9685   ...cfz 10040    seqcseq 10478   ^cexp 10553    ~~> cli 11321   sum_csu 11396
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 2162  ax-14 2163  ax-ext 2171  ax-coll 4133  ax-sep 4136  ax-nul 4144  ax-pow 4192  ax-pr 4227  ax-un 4451  ax-setind 4554  ax-iinf 4605  ax-cnex 7933  ax-resscn 7934  ax-1cn 7935  ax-1re 7936  ax-icn 7937  ax-addcl 7938  ax-addrcl 7939  ax-mulcl 7940  ax-mulrcl 7941  ax-addcom 7942  ax-mulcom 7943  ax-addass 7944  ax-mulass 7945  ax-distr 7946  ax-i2m1 7947  ax-0lt1 7948  ax-1rid 7949  ax-0id 7950  ax-rnegex 7951  ax-precex 7952  ax-cnre 7953  ax-pre-ltirr 7954  ax-pre-ltwlin 7955  ax-pre-lttrn 7956  ax-pre-apti 7957  ax-pre-ltadd 7958  ax-pre-mulgt0 7959  ax-pre-mulext 7960  ax-arch 7961  ax-caucvg 7962
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 2041  df-mo 2042  df-clab 2176  df-cleq 2182  df-clel 2185  df-nfc 2321  df-ne 2361  df-nel 2456  df-ral 2473  df-rex 2474  df-reu 2475  df-rmo 2476  df-rab 2477  df-v 2754  df-sbc 2978  df-csb 3073  df-dif 3146  df-un 3148  df-in 3150  df-ss 3157  df-nul 3438  df-if 3550  df-pw 3592  df-sn 3613  df-pr 3614  df-op 3616  df-uni 3825  df-int 3860  df-iun 3903  df-br 4019  df-opab 4080  df-mpt 4081  df-tr 4117  df-id 4311  df-po 4314  df-iso 4315  df-iord 4384  df-on 4386  df-ilim 4387  df-suc 4389  df-iom 4608  df-xp 4650  df-rel 4651  df-cnv 4652  df-co 4653  df-dm 4654  df-rn 4655  df-res 4656  df-ima 4657  df-iota 5196  df-fun 5237  df-fn 5238  df-f 5239  df-f1 5240  df-fo 5241  df-f1o 5242  df-fv 5243  df-isom 5244  df-riota 5852  df-ov 5900  df-oprab 5901  df-mpo 5902  df-1st 6166  df-2nd 6167  df-recs 6331  df-irdg 6396  df-frec 6417  df-1o 6442  df-2o 6443  df-oadd 6446  df-er 6560  df-map 6677  df-en 6768  df-dom 6769  df-fin 6770  df-omni 7164  df-pnf 8025  df-mnf 8026  df-xr 8027  df-ltxr 8028  df-le 8029  df-sub 8161  df-neg 8162  df-reap 8563  df-ap 8570  df-div 8661  df-inn 8951  df-2 9009  df-3 9010  df-4 9011  df-n0 9208  df-z 9285  df-uz 9560  df-q 9652  df-rp 9686  df-ico 9926  df-fz 10041  df-fzo 10175  df-seqfrec 10479  df-exp 10554  df-ihash 10791  df-cj 10886  df-re 10887  df-im 10888  df-rsqrt 11042  df-abs 11043  df-clim 11322  df-sumdc 11397
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