Theorem cvgcmpub 12166

Description: An upper bound for the limit of a real infinite series. This theorem can also be used to compare two infinite series. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Mar-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
cvgcmp.1	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
cvgcmp.2	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑍)
cvgcmp.3	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
cvgcmp.4	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℝ)
cvgcmpub.5	⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ⇝ 𝐴)
cvgcmpub.6	⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐺) ⇝ 𝐵)
cvgcmpub.7	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐺‘𝑘) ≤ (𝐹‘𝑘))

Assertion

Ref	Expression
cvgcmpub	⊢ (𝜑 → 𝐵 ≤ 𝐴)

Distinct variable groups:   𝑘,𝐹   𝑘,𝐺   𝜑,𝑘   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝑘,𝑍

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑘)   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem cvgcmpub

Dummy variable 𝑛 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cvgcmp.1	. 2 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
2		cvgcmp.2	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑍)
3	2, 1	eleqtrdi 2327	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
4		eluzel2 9861	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑀 ∈ ℤ)
5	3, 4	syl 14	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
6		cvgcmpub.6	. 2 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐺) ⇝ 𝐵)
7		cvgcmpub.5	. 2 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ⇝ 𝐴)
8		cvgcmp.4	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℝ)
9	1, 5, 8	serfre 10850	. . 3 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐺):𝑍⟶ℝ)
10	9	ffvelcdmda 5814	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐺)‘𝑛) ∈ ℝ)
11		cvgcmp.3	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
12	1, 5, 11	serfre 10850	. . 3 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹):𝑍⟶ℝ)
13	12	ffvelcdmda 5814	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑛) ∈ ℝ)
14		simpr 110	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → 𝑛 ∈ 𝑍)
15	14, 1	eleqtrdi 2327	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
16		simpl 109	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → 𝜑)
17	1	eleq2i 2301	. . . . 5 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑍 ↔ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
18	17	biimpri 133	. . . 4 ⊢ (𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑘 ∈ 𝑍)
19	16, 18, 8	syl2an 289	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℝ)
20	16, 18, 11	syl2an 289	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
21		cvgcmpub.7	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐺‘𝑘) ≤ (𝐹‘𝑘))
22	16, 18, 21	syl2an 289	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐺‘𝑘) ≤ (𝐹‘𝑘))
23	15, 19, 20, 22	ser3le 10903	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐺)‘𝑛) ≤ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑛))
24	1, 5, 6, 7, 10, 13, 23	climle 12023	1 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ≤ 𝐴)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1398   ∈ wcel 2205   class class class wbr 4111  ‘cfv 5354  ℝcr 8128   + caddc 8132   ≤ cle 8311  ℤcz 9579  ℤ_≥cuz 9856  seqcseq 10813   ⇝ cli 11967

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 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-coll 4227  ax-sep 4230  ax-nul 4238  ax-pow 4289  ax-pr 4324  ax-un 4556  ax-setind 4661  ax-iinf 4712  ax-cnex 8220  ax-resscn 8221  ax-1cn 8222  ax-1re 8223  ax-icn 8224  ax-addcl 8225  ax-addrcl 8226  ax-mulcl 8227  ax-mulrcl 8228  ax-addcom 8229  ax-mulcom 8230  ax-addass 8231  ax-mulass 8232  ax-distr 8233  ax-i2m1 8234  ax-0lt1 8235  ax-1rid 8236  ax-0id 8237  ax-rnegex 8238  ax-precex 8239  ax-cnre 8240  ax-pre-ltirr 8241  ax-pre-ltwlin 8242  ax-pre-lttrn 8243  ax-pre-apti 8244  ax-pre-ltadd 8245  ax-pre-mulgt0 8246  ax-pre-mulext 8247  ax-arch 8248  ax-caucvg 8249

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-nel 2510  df-ral 2527  df-rex 2528  df-reu 2529  df-rmo 2530  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3045  df-csb 3141  df-dif 3215  df-un 3217  df-in 3219  df-ss 3226  df-nul 3511  df-if 3623  df-pw 3673  df-sn 3697  df-pr 3698  df-op 3700  df-uni 3917  df-int 3952  df-iun 3995  df-br 4112  df-opab 4174  df-mpt 4175  df-tr 4211  df-id 4416  df-po 4419  df-iso 4420  df-iord 4489  df-on 4491  df-ilim 4492  df-suc 4494  df-iom 4715  df-xp 4757  df-rel 4758  df-cnv 4759  df-co 4760  df-dm 4761  df-rn 4762  df-res 4763  df-ima 4764  df-iota 5314  df-fun 5356  df-fn 5357  df-f 5358  df-f1 5359  df-fo 5360  df-f1o 5361  df-fv 5362  df-riota 6005  df-ov 6055  df-oprab 6056  df-mpo 6057  df-1st 6336  df-2nd 6337  df-recs 6538  df-frec 6624  df-pnf 8312  df-mnf 8313  df-xr 8314  df-ltxr 8315  df-le 8316  df-sub 8448  df-neg 8449  df-reap 8851  df-ap 8858  df-div 8949  df-inn 9240  df-2 9298  df-3 9299  df-4 9300  df-n0 9499  df-z 9580  df-uz 9857  df-rp 9990  df-fz 10346  df-fzo 10481  df-seqfrec 10814  df-exp 10905  df-cj 11531  df-re 11532  df-im 11533  df-rsqrt 11687  df-abs 11688  df-clim 11968

This theorem is referenced by: (None)