Theorem caucvgsrlemoffgt1 8009

Description: Lemma for caucvgsr 8012. 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 2618	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → 𝐴 <R (𝐹‘𝑚))
3		ltasrg 7980	. . . . . . . 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 8000	. . . . . . . 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 5778	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐹‘𝑚) ∈ R)
9		1sr 7961	. . . . . . . 8 ⊢ 1R ∈ R
10	9	a1i 9	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → 1R ∈ R)
11		addcomsrg 7965	. . . . . . . 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 6187	. . . . . 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 8006	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → ((𝐺‘𝑚) +R 𝐴) = ((𝐹‘𝑚) +R 1R))
18	14, 17	breqtrrd 4114	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐴 +R 1R) <R ((𝐺‘𝑚) +R 𝐴))
19	7, 15, 1, 16	caucvgsrlemofff 8007	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐺:N⟶R)
20	19	ffvelcdmda 5778	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐺‘𝑚) ∈ R)
21		addcomsrg 7965	. . . . 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 4112	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ N) → (𝐴 +R 1R) <R (𝐴 +R (𝐺‘𝑚)))
24		ltasrg 7980	. . . 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 1271	. . 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 2603	1 ⊢ (𝜑 → ∀𝑚 ∈ N 1R <R (𝐺‘𝑚))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 1002   = wceq 1395   ∈ wcel 2200  {cab 2215  ∀wral 2508  ⟨cop 3670   class class class wbr 4086   ↦ cmpt 4148  ⟶wf 5320  ‘cfv 5324  (class class class)co 6013  1_oc1o 6570  [cec 6695  Ncnpi 7482   <_N clti 7485   ~_Q ceq 7489  *_Qcrq 7494   <_Q cltq 7495  1_Pc1p 7502   +_P cpp 7503   ~_R cer 7506  Rcnr 7507  1_Rc1r 7509  -1_Rcm1r 7510   +_R cplr 7511   ·_R cmr 7512   <_R cltr 7513

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 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4202  ax-sep 4205  ax-nul 4213  ax-pow 4262  ax-pr 4297  ax-un 4528  ax-setind 4633  ax-iinf 4684

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rab 2517  df-v 2802  df-sbc 3030  df-csb 3126  df-dif 3200  df-un 3202  df-in 3204  df-ss 3211  df-nul 3493  df-pw 3652  df-sn 3673  df-pr 3674  df-op 3676  df-uni 3892  df-int 3927  df-iun 3970  df-br 4087  df-opab 4149  df-mpt 4150  df-tr 4186  df-eprel 4384  df-id 4388  df-po 4391  df-iso 4392  df-iord 4461  df-on 4463  df-suc 4466  df-iom 4687  df-xp 4729  df-rel 4730  df-cnv 4731  df-co 4732  df-dm 4733  df-rn 4734  df-res 4735  df-ima 4736  df-iota 5284  df-fun 5326  df-fn 5327  df-f 5328  df-f1 5329  df-fo 5330  df-f1o 5331  df-fv 5332  df-ov 6016  df-oprab 6017  df-mpo 6018  df-1st 6298  df-2nd 6299  df-recs 6466  df-irdg 6531  df-1o 6577  df-2o 6578  df-oadd 6581  df-omul 6582  df-er 6697  df-ec 6699  df-qs 6703  df-ni 7514  df-pli 7515  df-mi 7516  df-lti 7517  df-plpq 7554  df-mpq 7555  df-enq 7557  df-nqqs 7558  df-plqqs 7559  df-mqqs 7560  df-1nqqs 7561  df-rq 7562  df-ltnqqs 7563  df-enq0 7634  df-nq0 7635  df-0nq0 7636  df-plq0 7637  df-mq0 7638  df-inp 7676  df-i1p 7677  df-iplp 7678  df-imp 7679  df-iltp 7680  df-enr 7936  df-nr 7937  df-plr 7938  df-mr 7939  df-ltr 7940  df-0r 7941  df-1r 7942  df-m1r 7943

This theorem is referenced by:  caucvgsrlemoffres  8010