Theorem caucvgsrlemoffgt1 7740

Description: Lemma for caucvgsr 7743. 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 2554	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → 𝐴 <R (𝐹‘𝑚))
3		ltasrg 7711	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑓 ∈ R ∧ 𝑔 ∈ R ∧ ℎ ∈ R) → (𝑓 <R 𝑔 ↔ (ℎ +R 𝑓) <R (ℎ +R 𝑔)))
4	3	adantl 275	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) ∧ (𝑓 ∈ R ∧ 𝑔 ∈ R ∧ ℎ ∈ R)) → (𝑓 <R 𝑔 ↔ (ℎ +R 𝑓) <R (ℎ +R 𝑔)))
5	1	caucvgsrlemasr 7731	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ R)
6	5	adantr 274	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → 𝐴 ∈ R)
7		caucvgsr.f	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐹:N⟶R)
8	7	ffvelrnda 5620	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐹‘𝑚) ∈ R)
9		1sr 7692	. . . . . . . 8 ⊢ 1R ∈ R
10	9	a1i 9	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → 1R ∈ R)
11		addcomsrg 7696	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑓 ∈ R ∧ 𝑔 ∈ R) → (𝑓 +R 𝑔) = (𝑔 +R 𝑓))
12	11	adantl 275	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) ∧ (𝑓 ∈ R ∧ 𝑔 ∈ R)) → (𝑓 +R 𝑔) = (𝑔 +R 𝑓))
13	4, 6, 8, 10, 12	caovord2d 6011	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐴 <R (𝐹‘𝑚) ↔ (𝐴 +R 1R) <R ((𝐹‘𝑚) +R 1R)))
14	2, 13	mpbid 146	. . . . 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 7737	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → ((𝐺‘𝑚) +R 𝐴) = ((𝐹‘𝑚) +R 1R))
18	14, 17	breqtrrd 4010	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐴 +R 1R) <R ((𝐺‘𝑚) +R 𝐴))
19	7, 15, 1, 16	caucvgsrlemofff 7738	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐺:N⟶R)
20	19	ffvelrnda 5620	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐺‘𝑚) ∈ R)
21		addcomsrg 7696	. . . . 5 ⊢ (((𝐺‘𝑚) ∈ R ∧ 𝐴 ∈ R) → ((𝐺‘𝑚) +R 𝐴) = (𝐴 +R (𝐺‘𝑚)))
22	20, 6, 21	syl2anc 409	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → ((𝐺‘𝑚) +R 𝐴) = (𝐴 +R (𝐺‘𝑚)))
23	18, 22	breqtrd 4008	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐴 +R 1R) <R (𝐴 +R (𝐺‘𝑚)))
24		ltasrg 7711	. . . 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 1228	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (1R <R (𝐺‘𝑚) ↔ (𝐴 +R 1R) <R (𝐴 +R (𝐺‘𝑚))))
26	23, 25	mpbird 166	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → 1R <R (𝐺‘𝑚))
27	26	ralrimiva 2539	1 ⊢ (𝜑 → ∀𝑚 ∈ N 1R <R (𝐺‘𝑚))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∧ w3a 968   = wceq 1343   ∈ wcel 2136  {cab 2151  ∀wral 2444  ⟨cop 3579   class class class wbr 3982   ↦ cmpt 4043  ⟶wf 5184  ‘cfv 5188  (class class class)co 5842  1_oc1o 6377  [cec 6499  Ncnpi 7213   <_N clti 7216   ~_Q ceq 7220  *_Qcrq 7225   <_Q cltq 7226  1_Pc1p 7233   +_P cpp 7234   ~_R cer 7237  Rcnr 7238  1_Rc1r 7240  -1_Rcm1r 7241   +_R cplr 7242   ·_R cmr 7243   <_R cltr 7244

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

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-ral 2449  df-rex 2450  df-reu 2451  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-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-eprel 4267  df-id 4271  df-po 4274  df-iso 4275  df-iord 4344  df-on 4346  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-ov 5845  df-oprab 5846  df-mpo 5847  df-1st 6108  df-2nd 6109  df-recs 6273  df-irdg 6338  df-1o 6384  df-2o 6385  df-oadd 6388  df-omul 6389  df-er 6501  df-ec 6503  df-qs 6507  df-ni 7245  df-pli 7246  df-mi 7247  df-lti 7248  df-plpq 7285  df-mpq 7286  df-enq 7288  df-nqqs 7289  df-plqqs 7290  df-mqqs 7291  df-1nqqs 7292  df-rq 7293  df-ltnqqs 7294  df-enq0 7365  df-nq0 7366  df-0nq0 7367  df-plq0 7368  df-mq0 7369  df-inp 7407  df-i1p 7408  df-iplp 7409  df-imp 7410  df-iltp 7411  df-enr 7667  df-nr 7668  df-plr 7669  df-mr 7670  df-ltr 7671  df-0r 7672  df-1r 7673  df-m1r 7674

This theorem is referenced by:  caucvgsrlemoffres  7741