Users' Mathboxes Mathbox for Jim Kingdon < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  cvgcmp2nlemabs GIF version

Theorem cvgcmp2nlemabs 17299
Description: Lemma for cvgcmp2n 17300. The partial sums get closer to each other as we go further out. The proof proceeds by rewriting (seq1( + , 𝐺)‘𝑁) as the sum of (seq1( + , 𝐺)‘𝑀) and a term which gets smaller as 𝑀 gets large. (Contributed by Jim Kingdon, 25-Aug-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
cvgcmp2n.cl ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℝ)
cvgcmp2n.ge0 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 0 ≤ (𝐺‘𝑘))
cvgcmp2n.lt ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑘) ≤ (1 / (2↑𝑘)))
cvgcmp2nlemabs.m (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
cvgcmp2nlemabs.n (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
Assertion
Ref Expression
cvgcmp2nlemabs (𝜑 → (abs‘((seq1( + , 𝐺)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐺)‘𝑀))) < (2 / 𝑀))
Distinct variable groups:   𝑘,𝐺   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝜑,𝑘

Proof of Theorem cvgcmp2nlemabs
StepHypRef Expression
1 eqidd 2239 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘1)) → (𝐺‘𝑘) = (𝐺‘𝑘))
2 cvgcmp2nlemabs.m . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
3 cvgcmp2nlemabs.n . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
4 eluznn 10017 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑁 ∈ ℕ)
52, 3, 4syl2anc 415 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
6 elnnuz 9976 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ ↔ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘1))
75, 6sylib 122 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘1))
8 elnnuz 9976 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ ↔ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘1))
9 cvgcmp2n.cl . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℝ)
109recnd 8361 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℂ)
118, 10sylan2br 288 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘1)) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℂ)
121, 7, 11fsum3ser 12190 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(𝐺‘𝑘) = (seq1( + , 𝐺)‘𝑁))
13 nnuz 9975 . . . . . . . . 9 ℕ = (ℤ≥‘1)
142, 13eleqtrdi 2331 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘1))
151, 14, 11fsum3ser 12190 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (1...𝑀)(𝐺‘𝑘) = (seq1( + , 𝐺)‘𝑀))
1612, 15oveq12d 6106 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(𝐺‘𝑘) − Σ𝑘 ∈ (1...𝑀)(𝐺‘𝑘)) = ((seq1( + , 𝐺)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐺)‘𝑀)))
172nnred 9327 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
1817ltp1d 9269 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑀 < (𝑀 + 1))
19 fzdisj 10475 . . . . . . . . . 10 (𝑀 < (𝑀 + 1) → ((1...𝑀) ∩ ((𝑀 + 1)...𝑁)) = ∅)
2018, 19syl 14 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((1...𝑀) ∩ ((𝑀 + 1)...𝑁)) = ∅)
21 eluzle 9951 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑀 ≤ 𝑁)
223, 21syl 14 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑀 ≤ 𝑁)
23 elfz1b 10515 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ (1...𝑁) ↔ (𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ≤ 𝑁))
242, 5, 22, 23syl3anbrc 1212 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑀 ∈ (1...𝑁))
25 fzsplit 10474 . . . . . . . . . 10 (𝑀 ∈ (1...𝑁) → (1...𝑁) = ((1...𝑀) ∪ ((𝑀 + 1)...𝑁)))
2624, 25syl 14 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1...𝑁) = ((1...𝑀) ∪ ((𝑀 + 1)...𝑁)))
27 1zzd 9683 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
285nnzd 9779 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
2927, 28fzfigd 10890 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1...𝑁) ∈ Fin)
30 elfznn 10478 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (1...𝑁) → 𝑘 ∈ ℕ)
3130, 10sylan2 286 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℂ)
3220, 26, 29, 31fsumsplit 12200 . . . . . . . 8 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(𝐺‘𝑘) = (Σ𝑘 ∈ (1...𝑀)(𝐺‘𝑘) + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘)))
3332eqcomd 2244 . . . . . . 7 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ (1...𝑀)(𝐺‘𝑘) + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(𝐺‘𝑘))
3429, 31fsumcl 12193 . . . . . . . 8 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(𝐺‘𝑘) ∈ ℂ)
352nnzd 9779 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
3627, 35fzfigd 10890 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1...𝑀) ∈ Fin)
37 elfznn 10478 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (1...𝑀) → 𝑘 ∈ ℕ)
3837, 10sylan2 286 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℂ)
3936, 38fsumcl 12193 . . . . . . . 8 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (1...𝑀)(𝐺‘𝑘) ∈ ℂ)
4035peano2zd 9783 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑀 + 1) ∈ ℤ)
4140, 28fzfigd 10890 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑀 + 1)...𝑁) ∈ Fin)
422peano2nnd 9329 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑀 + 1) ∈ ℕ)
43 elfzuz 10442 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1)))
44 eluznn 10017 . . . . . . . . . . 11 (((𝑀 + 1) ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))) → 𝑘 ∈ ℕ)
4542, 43, 44syl2an 289 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ)
4645, 10syldan 282 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℂ)
4741, 46fsumcl 12193 . . . . . . . 8 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘) ∈ ℂ)
4834, 39, 47subaddd 8663 . . . . . . 7 (𝜑 → ((Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(𝐺‘𝑘) − Σ𝑘 ∈ (1...𝑀)(𝐺‘𝑘)) = Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘) ↔ (Σ𝑘 ∈ (1...𝑀)(𝐺‘𝑘) + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(𝐺‘𝑘)))
4933, 48mpbird 167 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(𝐺‘𝑘) − Σ𝑘 ∈ (1...𝑀)(𝐺‘𝑘)) = Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘))
5016, 49eqtr3d 2273 . . . . 5 (𝜑 → ((seq1( + , 𝐺)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐺)‘𝑀)) = Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘))
5145, 9syldan 282 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℝ)
5241, 51fsumrecl 12194 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘) ∈ ℝ)
5350, 52eqeltrd 2315 . . . 4 (𝜑 → ((seq1( + , 𝐺)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐺)‘𝑀)) ∈ ℝ)
5442nnzd 9779 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀 + 1) ∈ ℤ)
5554, 28fzfigd 10890 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑀 + 1)...𝑁) ∈ Fin)
56 cvgcmp2n.ge0 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 0 ≤ (𝐺‘𝑘))
5745, 56syldan 282 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 0 ≤ (𝐺‘𝑘))
5855, 51, 57fsumge0 12252 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≤ Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘))
5958, 50breqtrrd 4159 . . . 4 (𝜑 → 0 ≤ ((seq1( + , 𝐺)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐺)‘𝑀)))
6053, 59absidd 11957 . . 3 (𝜑 → (abs‘((seq1( + , 𝐺)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐺)‘𝑀))) = ((seq1( + , 𝐺)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐺)‘𝑀)))
6160, 50eqtrd 2271 . 2 (𝜑 → (abs‘((seq1( + , 𝐺)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐺)‘𝑀))) = Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘))
62 halfre 9530 . . . . . . 7 (1 / 2) ∈ ℝ
6362a1i 9 . . . . . 6 (𝜑 → (1 / 2) ∈ ℝ)
6442nnnn0d 9632 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑀 + 1) ∈ ℕ0)
6563, 64reexpcld 11150 . . . . 5 (𝜑 → ((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) ∈ ℝ)
665peano2nnd 9329 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
6766nnnn0d 9632 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
6863, 67reexpcld 11150 . . . . 5 (𝜑 → ((1 / 2)↑(𝑁 + 1)) ∈ ℝ)
6965, 68resubcld 8716 . . . 4 (𝜑 → (((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) ∈ ℝ)
70 1mhlfehlf 9535 . . . . . 6 (1 − (1 / 2)) = (1 / 2)
71 2rp 10077 . . . . . . 7 2 ∈ ℝ+
72 rpreccl 10099 . . . . . . 7 (2 ∈ ℝ+ → (1 / 2) ∈ ℝ+)
7371, 72ax-mp 5 . . . . . 6 (1 / 2) ∈ ℝ+
7470, 73eqeltri 2311 . . . . 5 (1 − (1 / 2)) ∈ ℝ+
7574a1i 9 . . . 4 (𝜑 → (1 − (1 / 2)) ∈ ℝ+)
7669, 75rerpdivcld 10147 . . 3 (𝜑 → ((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) / (1 − (1 / 2))) ∈ ℝ)
7771a1i 9 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
782nnrpd 10113 . . . . 5 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ+)
7977, 78rpdivcld 10133 . . . 4 (𝜑 → (2 / 𝑀) ∈ ℝ+)
8079rpred 10115 . . 3 (𝜑 → (2 / 𝑀) ∈ ℝ)
8171a1i 9 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 2 ∈ ℝ+)
8245nnzd 9779 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 𝑘 ∈ ℤ)
8381, 82rpexpcld 11157 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (2↑𝑘) ∈ ℝ+)
8483rprecred 10127 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (1 / (2↑𝑘)) ∈ ℝ)
85 cvgcmp2n.lt . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑘) ≤ (1 / (2↑𝑘)))
8645, 85syldan 282 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (𝐺‘𝑘) ≤ (1 / (2↑𝑘)))
8741, 51, 84, 86fsumle 12256 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘) ≤ Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(1 / (2↑𝑘)))
88 2cnd 9387 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 2 ∈ ℂ)
8981rpap0d 10121 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 2 # 0)
9088, 89, 82exprecapd 11141 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → ((1 / 2)↑𝑘) = (1 / (2↑𝑘)))
9190eqcomd 2244 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (1 / (2↑𝑘)) = ((1 / 2)↑𝑘))
9291sumeq2dv 12160 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(1 / (2↑𝑘)) = Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)((1 / 2)↑𝑘))
9387, 92breqtrd 4157 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘) ≤ Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)((1 / 2)↑𝑘))
94 fzval3 10640 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑀 + 1)...𝑁) = ((𝑀 + 1)..^(𝑁 + 1)))
9528, 94syl 14 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑀 + 1)...𝑁) = ((𝑀 + 1)..^(𝑁 + 1)))
9695sumeq1d 12158 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)((1 / 2)↑𝑘) = Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^(𝑁 + 1))((1 / 2)↑𝑘))
9793, 96breqtrd 4157 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘) ≤ Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^(𝑁 + 1))((1 / 2)↑𝑘))
98 halfcn 9531 . . . . . 6 (1 / 2) ∈ ℂ
9998a1i 9 . . . . 5 (𝜑 → (1 / 2) ∈ ℂ)
100 1re 8332 . . . . . . 7 1 ∈ ℝ
101 halflt1 9534 . . . . . . 7 (1 / 2) < 1
10262, 100, 101ltapii 8972 . . . . . 6 (1 / 2) # 1
103102a1i 9 . . . . 5 (𝜑 → (1 / 2) # 1)
104 eluzp1p1 9965 . . . . . 6 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (𝑁 + 1) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1)))
1053, 104syl 14 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1)))
10699, 103, 64, 105geosergap 12299 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^(𝑁 + 1))((1 / 2)↑𝑘) = ((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) / (1 − (1 / 2))))
10797, 106breqtrd 4157 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘) ≤ ((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) / (1 − (1 / 2))))
10873a1i 9 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 / 2) ∈ ℝ+)
10928peano2zd 9783 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
110108, 109rpexpcld 11157 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 / 2)↑(𝑁 + 1)) ∈ ℝ+)
111110rpred 10115 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 / 2)↑(𝑁 + 1)) ∈ ℝ)
11265, 111resubcld 8716 . . . . 5 (𝜑 → (((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) ∈ ℝ)
1132nnrecred 9361 . . . . 5 (𝜑 → (1 / 𝑀) ∈ ℝ)
11465, 110ltsubrpd 10148 . . . . . 6 (𝜑 → (((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) < ((1 / 2)↑(𝑀 + 1)))
115 2cnd 9387 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
11677rpap0d 10121 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 # 0)
117115, 116, 40exprecapd 11141 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) = (1 / (2↑(𝑀 + 1))))
11842nnred 9327 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 + 1) ∈ ℝ)
11977, 40rpexpcld 11157 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (2↑(𝑀 + 1)) ∈ ℝ+)
120119rpred 10115 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2↑(𝑀 + 1)) ∈ ℝ)
121 2z 9684 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℤ
122 uzid 9953 . . . . . . . . . . . 12 (2 ∈ ℤ → 2 ∈ (ℤ≥‘2))
123121, 122ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ (ℤ≥‘2)
124123a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ∈ (ℤ≥‘2))
125 bernneq3 11122 . . . . . . . . . 10 ((2 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑀 + 1) ∈ ℕ0) → (𝑀 + 1) < (2↑(𝑀 + 1)))
126124, 64, 125syl2anc 415 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 + 1) < (2↑(𝑀 + 1)))
12717, 118, 120, 18, 126lttrd 8460 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑀 < (2↑(𝑀 + 1)))
12878, 119ltrecd 10134 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 < (2↑(𝑀 + 1)) ↔ (1 / (2↑(𝑀 + 1))) < (1 / 𝑀)))
129127, 128mpbid 147 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 / (2↑(𝑀 + 1))) < (1 / 𝑀))
130117, 129eqbrtrd 4153 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) < (1 / 𝑀))
131112, 65, 113, 114, 130lttrd 8460 . . . . 5 (𝜑 → (((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) < (1 / 𝑀))
132112, 113, 77, 131ltmul1dd 10171 . . . 4 (𝜑 → ((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) · 2) < ((1 / 𝑀) · 2))
13370oveq2i 6099 . . . . . 6 ((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) / (1 − (1 / 2))) = ((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) / (1 / 2))
134112recnd 8361 . . . . . . 7 (𝜑 → (((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) ∈ ℂ)
135 1cnd 8349 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
136 1ap0 8927 . . . . . . . 8 1 # 0
137136a1i 9 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 # 0)
138134, 135, 115, 137, 116divdivap2d 9162 . . . . . 6 (𝜑 → ((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) / (1 / 2)) = (((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) · 2) / 1))
139133, 138eqtrid 2283 . . . . 5 (𝜑 → ((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) / (1 − (1 / 2))) = (((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) · 2) / 1))
140134, 115mulcld 8353 . . . . . 6 (𝜑 → ((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) · 2) ∈ ℂ)
141140div1d 9119 . . . . 5 (𝜑 → (((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) · 2) / 1) = ((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) · 2))
142139, 141eqtrd 2271 . . . 4 (𝜑 → ((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) / (1 − (1 / 2))) = ((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) · 2))
14317recnd 8361 . . . . 5 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
1442nnap0d 9360 . . . . 5 (𝜑 → 𝑀 # 0)
145115, 143, 144divrecap2d 9133 . . . 4 (𝜑 → (2 / 𝑀) = ((1 / 𝑀) · 2))
146132, 142, 1453brtr4d 4163 . . 3 (𝜑 → ((((1 / 2)↑(𝑀 + 1)) − ((1 / 2)↑(𝑁 + 1))) / (1 − (1 / 2))) < (2 / 𝑀))
14752, 76, 80, 107, 146lelttrd 8459 . 2 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐺‘𝑘) < (2 / 𝑀))
14861, 147eqbrtrd 4153 1 (𝜑 → (abs‘((seq1( + , 𝐺)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐺)‘𝑀))) < (2 / 𝑀))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1402   ∈ wcel 2209   ∪ cun 3218   ∩ cin 3219  ∅c0 3520   class class class wbr 4131  ‘cfv 5380  (class class class)co 6088  ℂcc 8184  ℝcr 8185  0cc0 8186  1c1 8187   + caddc 8189   · cmul 8191   < clt 8367   ≤ cle 8368   − cmin 8505   # cap 8918   / cdiv 9011  ℕcn 9314  2c2 9365  ℕ0cn0 9575  ℤcz 9656  ℤ≥cuz 9938  ℝ+crp 10072  ...cfz 10429  ..^cfzo 10567  seqcseq 10906  ↑cexp 10997  abscabs 11786  Σcsu 12145
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4248  ax-sep 4251  ax-nul 4261  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  ax-iinf 4737  ax-cnex 8277  ax-resscn 8278  ax-1cn 8279  ax-1re 8280  ax-icn 8281  ax-addcl 8282  ax-addrcl 8283  ax-mulcl 8284  ax-mulrcl 8285  ax-addcom 8286  ax-mulcom 8287  ax-addass 8288  ax-mulass 8289  ax-distr 8290  ax-i2m1 8291  ax-0lt1 8292  ax-1rid 8293  ax-0id 8294  ax-rnegex 8295  ax-precex 8296  ax-cnre 8297  ax-pre-ltirr 8298  ax-pre-ltwlin 8299  ax-pre-lttrn 8300  ax-pre-apti 8301  ax-pre-ltadd 8302  ax-pre-mulgt0 8303  ax-pre-mulext 8304  ax-arch 8305  ax-caucvg 8306
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-tr 4232  df-id 4440  df-po 4443  df-iso 4444  df-iord 4513  df-on 4515  df-ilim 4516  df-suc 4518  df-iom 4740  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-f1 5385  df-fo 5386  df-f1o 5387  df-fv 5388  df-isom 5389  df-riota 6041  df-ov 6091  df-oprab 6092  df-mpo 6093  df-1st 6378  df-2nd 6379  df-recs 6580  df-irdg 6645  df-frec 6666  df-1o 6691  df-oadd 6695  df-er 6811  df-en 7028  df-dom 7029  df-fin 7030  df-pnf 8369  df-mnf 8370  df-xr 8371  df-ltxr 8372  df-le 8373  df-sub 8507  df-neg 8508  df-reap 8912  df-ap 8919  df-div 9012  df-inn 9315  df-2 9373  df-3 9374  df-4 9375  df-n0 9576  df-z 9657  df-uz 9939  df-q 10037  df-rp 10073  df-ico 10314  df-fz 10430  df-fzo 10568  df-seqfrec 10907  df-exp 10998  df-ihash 11238  df-cj 11630  df-re 11631  df-im 11632  df-rsqrt 11787  df-abs 11788  df-clim 12071  df-sumdc 12146
This theorem is used by:  cvgcmp2n  17300
  Copyright terms: Public domain W3C validator