Theorem caucvgsrlemoffgt1 7947

Description: Lemma for caucvgsr 7950. Offsetting the values of the sequence so they are greater than one. (Contributed by Jim Kingdon, 3-Jul-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
caucvgsr.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:N⟶R)
caucvgsr.cau	⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ N ∀𝑘 ∈ N (𝑛 <N 𝑘 → ((𝐹‘𝑛) <R ((𝐹‘𝑘) +R [⟨(⟨{𝑙 ∣ 𝑙 <Q (*Q‘[⟨𝑛, 1o⟩] ~Q )}, {𝑢 ∣ (*Q‘[⟨𝑛, 1o⟩] ~Q ) <Q 𝑢}⟩ +P 1P), 1P⟩] ~R ) ∧ (𝐹‘𝑘) <R ((𝐹‘𝑛) +R [⟨(⟨{𝑙 ∣ 𝑙 <Q (*Q‘[⟨𝑛, 1o⟩] ~Q )}, {𝑢 ∣ (*Q‘[⟨𝑛, 1o⟩] ~Q ) <Q 𝑢}⟩ +P 1P), 1P⟩] ~R ))))
caucvgsrlembnd.bnd	⊢ (𝜑 → ∀𝑚 ∈ N 𝐴 <R (𝐹‘𝑚))
caucvgsrlembnd.offset	⊢ 𝐺 = (𝑎 ∈ N ↦ (((𝐹‘𝑎) +R 1R) +R (𝐴 ·R -1R)))

Assertion

Ref	Expression
caucvgsrlemoffgt1	⊢ (𝜑 → ∀𝑚 ∈ N 1R <R (𝐺‘𝑚))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑎,𝑚   𝐹,𝑎   𝜑,𝑎,𝑚

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑢,𝑘,𝑛,𝑙)   𝐴(𝑢,𝑘,𝑛,𝑙)   𝐹(𝑢,𝑘,𝑚,𝑛,𝑙)   𝐺(𝑢,𝑘,𝑚,𝑛,𝑎,𝑙)

Proof of Theorem caucvgsrlemoffgt1

Dummy variables 𝑓 𝑔 ℎ are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		caucvgsrlembnd.bnd	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∀𝑚 ∈ N 𝐴 <R (𝐹‘𝑚))
2	1	r19.21bi 2596	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → 𝐴 <R (𝐹‘𝑚))
3		ltasrg 7918	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑓 ∈ R ∧ 𝑔 ∈ R ∧ ℎ ∈ R) → (𝑓 <R 𝑔 ↔ (ℎ +R 𝑓) <R (ℎ +R 𝑔)))
4	3	adantl 277	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) ∧ (𝑓 ∈ R ∧ 𝑔 ∈ R ∧ ℎ ∈ R)) → (𝑓 <R 𝑔 ↔ (ℎ +R 𝑓) <R (ℎ +R 𝑔)))
5	1	caucvgsrlemasr 7938	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ R)
6	5	adantr 276	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → 𝐴 ∈ R)
7		caucvgsr.f	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐹:N⟶R)
8	7	ffvelcdmda 5738	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐹‘𝑚) ∈ R)
9		1sr 7899	. . . . . . . 8 ⊢ 1R ∈ R
10	9	a1i 9	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → 1R ∈ R)
11		addcomsrg 7903	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑓 ∈ R ∧ 𝑔 ∈ R) → (𝑓 +R 𝑔) = (𝑔 +R 𝑓))
12	11	adantl 277	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) ∧ (𝑓 ∈ R ∧ 𝑔 ∈ R)) → (𝑓 +R 𝑔) = (𝑔 +R 𝑓))
13	4, 6, 8, 10, 12	caovord2d 6139	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐴 <R (𝐹‘𝑚) ↔ (𝐴 +R 1R) <R ((𝐹‘𝑚) +R 1R)))
14	2, 13	mpbid 147	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐴 +R 1R) <R ((𝐹‘𝑚) +R 1R))
15		caucvgsr.cau	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ N ∀𝑘 ∈ N (𝑛 <N 𝑘 → ((𝐹‘𝑛) <R ((𝐹‘𝑘) +R [⟨(⟨{𝑙 ∣ 𝑙 <Q (*Q‘[⟨𝑛, 1o⟩] ~Q )}, {𝑢 ∣ (*Q‘[⟨𝑛, 1o⟩] ~Q ) <Q 𝑢}⟩ +P 1P), 1P⟩] ~R ) ∧ (𝐹‘𝑘) <R ((𝐹‘𝑛) +R [⟨(⟨{𝑙 ∣ 𝑙 <Q (*Q‘[⟨𝑛, 1o⟩] ~Q )}, {𝑢 ∣ (*Q‘[⟨𝑛, 1o⟩] ~Q ) <Q 𝑢}⟩ +P 1P), 1P⟩] ~R ))))
16		caucvgsrlembnd.offset	. . . . . 6 ⊢ 𝐺 = (𝑎 ∈ N ↦ (((𝐹‘𝑎) +R 1R) +R (𝐴 ·R -1R)))
17	7, 15, 1, 16	caucvgsrlemoffval 7944	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → ((𝐺‘𝑚) +R 𝐴) = ((𝐹‘𝑚) +R 1R))
18	14, 17	breqtrrd 4087	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐴 +R 1R) <R ((𝐺‘𝑚) +R 𝐴))
19	7, 15, 1, 16	caucvgsrlemofff 7945	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐺:N⟶R)
20	19	ffvelcdmda 5738	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐺‘𝑚) ∈ R)
21		addcomsrg 7903	. . . . 5 ⊢ (((𝐺‘𝑚) ∈ R ∧ 𝐴 ∈ R) → ((𝐺‘𝑚) +R 𝐴) = (𝐴 +R (𝐺‘𝑚)))
22	20, 6, 21	syl2anc 411	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → ((𝐺‘𝑚) +R 𝐴) = (𝐴 +R (𝐺‘𝑚)))
23	18, 22	breqtrd 4085	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐴 +R 1R) <R (𝐴 +R (𝐺‘𝑚)))
24		ltasrg 7918	. . . 4 ⊢ ((1R ∈ R ∧ (𝐺‘𝑚) ∈ R ∧ 𝐴 ∈ R) → (1R <R (𝐺‘𝑚) ↔ (𝐴 +R 1R) <R (𝐴 +R (𝐺‘𝑚))))
25	10, 20, 6, 24	syl3anc 1250	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (1R <R (𝐺‘𝑚) ↔ (𝐴 +R 1R) <R (𝐴 +R (𝐺‘𝑚))))
26	23, 25	mpbird 167	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → 1R <R (𝐺‘𝑚))
27	26	ralrimiva 2581	1 ⊢ (𝜑 → ∀𝑚 ∈ N 1R <R (𝐺‘𝑚))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 981   = wceq 1373   ∈ wcel 2178  {cab 2193  ∀wral 2486  ⟨cop 3646   class class class wbr 4059   ↦ cmpt 4121  ⟶wf 5286  ‘cfv 5290  (class class class)co 5967  1_oc1o 6518  [cec 6641  Ncnpi 7420   <_N clti 7423   ~_Q ceq 7427  *_Qcrq 7432   <_Q cltq 7433  1_Pc1p 7440   +_P cpp 7441   ~_R cer 7444  Rcnr 7445  1_Rc1r 7447  -1_Rcm1r 7448   +_R cplr 7449   ·_R cmr 7450   <_R cltr 7451

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2180  ax-14 2181  ax-ext 2189  ax-coll 4175  ax-sep 4178  ax-nul 4186  ax-pow 4234  ax-pr 4269  ax-un 4498  ax-setind 4603  ax-iinf 4654

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2194  df-cleq 2200  df-clel 2203  df-nfc 2339  df-ne 2379  df-ral 2491  df-rex 2492  df-reu 2493  df-rab 2495  df-v 2778  df-sbc 3006  df-csb 3102  df-dif 3176  df-un 3178  df-in 3180  df-ss 3187  df-nul 3469  df-pw 3628  df-sn 3649  df-pr 3650  df-op 3652  df-uni 3865  df-int 3900  df-iun 3943  df-br 4060  df-opab 4122  df-mpt 4123  df-tr 4159  df-eprel 4354  df-id 4358  df-po 4361  df-iso 4362  df-iord 4431  df-on 4433  df-suc 4436  df-iom 4657  df-xp 4699  df-rel 4700  df-cnv 4701  df-co 4702  df-dm 4703  df-rn 4704  df-res 4705  df-ima 4706  df-iota 5251  df-fun 5292  df-fn 5293  df-f 5294  df-f1 5295  df-fo 5296  df-f1o 5297  df-fv 5298  df-ov 5970  df-oprab 5971  df-mpo 5972  df-1st 6249  df-2nd 6250  df-recs 6414  df-irdg 6479  df-1o 6525  df-2o 6526  df-oadd 6529  df-omul 6530  df-er 6643  df-ec 6645  df-qs 6649  df-ni 7452  df-pli 7453  df-mi 7454  df-lti 7455  df-plpq 7492  df-mpq 7493  df-enq 7495  df-nqqs 7496  df-plqqs 7497  df-mqqs 7498  df-1nqqs 7499  df-rq 7500  df-ltnqqs 7501  df-enq0 7572  df-nq0 7573  df-0nq0 7574  df-plq0 7575  df-mq0 7576  df-inp 7614  df-i1p 7615  df-iplp 7616  df-imp 7617  df-iltp 7618  df-enr 7874  df-nr 7875  df-plr 7876  df-mr 7877  df-ltr 7878  df-0r 7879  df-1r 7880  df-m1r 7881

This theorem is referenced by:  caucvgsrlemoffres  7948