| Step | Hyp | Ref
 | Expression | 
| 1 |   | nnuz 9637 | 
. . . . . . 7
⊢ ℕ =
(ℤ≥‘1) | 
| 2 |   | 1zzd 9353 | 
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 1 ∈
ℤ) | 
| 3 |   | cvgratnn.6 | 
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ) | 
| 4 | 1, 2, 3 | serf 10575 | 
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → seq1( + , 𝐹):ℕ⟶ℂ) | 
| 5 |   | cvgratnnlemrate.m | 
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ) | 
| 6 |   | cvgratnnlemrate.n | 
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) | 
| 7 |   | eluznn 9674 | 
. . . . . . 7
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘𝑀)) → 𝑁 ∈ ℕ) | 
| 8 | 5, 6, 7 | syl2anc 411 | 
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ) | 
| 9 | 4, 8 | ffvelcdmd 5698 | 
. . . . 5
⊢ (𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘𝑁) ∈ ℂ) | 
| 10 | 4, 5 | ffvelcdmd 5698 | 
. . . . 5
⊢ (𝜑 → (seq1( + , 𝐹)‘𝑀) ∈ ℂ) | 
| 11 | 9, 10 | subcld 8337 | 
. . . 4
⊢ (𝜑 → ((seq1( + , 𝐹)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐹)‘𝑀)) ∈ ℂ) | 
| 12 | 11 | abscld 11346 | 
. . 3
⊢ (𝜑 → (abs‘((seq1( + ,
𝐹)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐹)‘𝑀))) ∈ ℝ) | 
| 13 |   | fveq2 5558 | 
. . . . . . 7
⊢ (𝑘 = 𝑀 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑀)) | 
| 14 | 13 | eleq1d 2265 | 
. . . . . 6
⊢ (𝑘 = 𝑀 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℂ ↔ (𝐹‘𝑀) ∈ ℂ)) | 
| 15 | 3 | ralrimiva 2570 | 
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ ℕ (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ) | 
| 16 | 14, 15, 5 | rspcdva 2873 | 
. . . . 5
⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑀) ∈ ℂ) | 
| 17 | 16 | abscld 11346 | 
. . . 4
⊢ (𝜑 → (abs‘(𝐹‘𝑀)) ∈ ℝ) | 
| 18 | 5 | nnzd 9447 | 
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ) | 
| 19 | 18 | peano2zd 9451 | 
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → (𝑀 + 1) ∈ ℤ) | 
| 20 |   | eluzelz 9610 | 
. . . . . . 7
⊢ (𝑁 ∈
(ℤ≥‘𝑀) → 𝑁 ∈ ℤ) | 
| 21 | 6, 20 | syl 14 | 
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ) | 
| 22 | 19, 21 | fzfigd 10523 | 
. . . . 5
⊢ (𝜑 → ((𝑀 + 1)...𝑁) ∈ Fin) | 
| 23 |   | cvgratnn.3 | 
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ) | 
| 24 | 23 | adantr 276 | 
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℝ) | 
| 25 | 5 | nnred 9003 | 
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ) | 
| 26 | 25 | adantr 276 | 
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 𝑀 ∈ ℝ) | 
| 27 |   | peano2re 8162 | 
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑀 ∈ ℝ → (𝑀 + 1) ∈
ℝ) | 
| 28 | 26, 27 | syl 14 | 
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (𝑀 + 1) ∈ ℝ) | 
| 29 |   | elfzelz 10100 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁) → 𝑖 ∈ ℤ) | 
| 30 | 29 | adantl 277 | 
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 𝑖 ∈ ℤ) | 
| 31 | 30 | zred 9448 | 
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 𝑖 ∈ ℝ) | 
| 32 | 26 | lep1d 8958 | 
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 𝑀 ≤ (𝑀 + 1)) | 
| 33 |   | elfzle1 10102 | 
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁) → (𝑀 + 1) ≤ 𝑖) | 
| 34 | 33 | adantl 277 | 
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (𝑀 + 1) ≤ 𝑖) | 
| 35 | 26, 28, 31, 32, 34 | letrd 8150 | 
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 𝑀 ≤ 𝑖) | 
| 36 |   | znn0sub 9391 | 
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝑀 ≤ 𝑖 ↔ (𝑖 − 𝑀) ∈
ℕ0)) | 
| 37 | 18, 29, 36 | syl2an 289 | 
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (𝑀 ≤ 𝑖 ↔ (𝑖 − 𝑀) ∈
ℕ0)) | 
| 38 | 35, 37 | mpbid 147 | 
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (𝑖 − 𝑀) ∈
ℕ0) | 
| 39 | 24, 38 | reexpcld 10782 | 
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (𝐴↑(𝑖 − 𝑀)) ∈ ℝ) | 
| 40 | 22, 39 | fsumrecl 11566 | 
. . . 4
⊢ (𝜑 → Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐴↑(𝑖 − 𝑀)) ∈ ℝ) | 
| 41 | 17, 40 | remulcld 8057 | 
. . 3
⊢ (𝜑 → ((abs‘(𝐹‘𝑀)) · Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐴↑(𝑖 − 𝑀))) ∈ ℝ) | 
| 42 |   | cvgratnn.4 | 
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → 𝐴 < 1) | 
| 43 |   | cvgratnn.gt0 | 
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝜑 → 0 < 𝐴) | 
| 44 | 23, 43 | elrpd 9768 | 
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈
ℝ+) | 
| 45 | 44 | reclt1d 9785 | 
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → (𝐴 < 1 ↔ 1 < (1 / 𝐴))) | 
| 46 | 42, 45 | mpbid 147 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → 1 < (1 / 𝐴)) | 
| 47 |   | 1re 8025 | 
. . . . . . . . . . 11
⊢ 1 ∈
ℝ | 
| 48 | 44 | rprecred 9783 | 
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → (1 / 𝐴) ∈ ℝ) | 
| 49 |   | difrp 9767 | 
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((1
∈ ℝ ∧ (1 / 𝐴) ∈ ℝ) → (1 < (1 / 𝐴) ↔ ((1 / 𝐴) − 1) ∈
ℝ+)) | 
| 50 | 47, 48, 49 | sylancr 414 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → (1 < (1 / 𝐴) ↔ ((1 / 𝐴) − 1) ∈
ℝ+)) | 
| 51 | 46, 50 | mpbid 147 | 
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → ((1 / 𝐴) − 1) ∈
ℝ+) | 
| 52 | 51 | rpreccld 9782 | 
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (1 / ((1 / 𝐴) − 1)) ∈
ℝ+) | 
| 53 | 52, 44 | rpdivcld 9789 | 
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → ((1 / ((1 / 𝐴) − 1)) / 𝐴) ∈
ℝ+) | 
| 54 |   | fveq2 5558 | 
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑘 = 1 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘1)) | 
| 55 | 54 | eleq1d 2265 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑘 = 1 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℂ ↔ (𝐹‘1) ∈ ℂ)) | 
| 56 |   | 1nn 9001 | 
. . . . . . . . . . 11
⊢ 1 ∈
ℕ | 
| 57 | 56 | a1i 9 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → 1 ∈
ℕ) | 
| 58 | 55, 15, 57 | rspcdva 2873 | 
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → (𝐹‘1) ∈ ℂ) | 
| 59 | 58 | abscld 11346 | 
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (abs‘(𝐹‘1)) ∈
ℝ) | 
| 60 | 58 | absge0d 11349 | 
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → 0 ≤ (abs‘(𝐹‘1))) | 
| 61 | 59, 60 | ge0p1rpd 9802 | 
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → ((abs‘(𝐹‘1)) + 1) ∈
ℝ+) | 
| 62 | 53, 61 | rpmulcld 9788 | 
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → (((1 / ((1 / 𝐴) − 1)) / 𝐴) · ((abs‘(𝐹‘1)) + 1)) ∈
ℝ+) | 
| 63 | 62 | rpred 9771 | 
. . . . 5
⊢ (𝜑 → (((1 / ((1 / 𝐴) − 1)) / 𝐴) · ((abs‘(𝐹‘1)) + 1)) ∈
ℝ) | 
| 64 | 63, 5 | nndivred 9040 | 
. . . 4
⊢ (𝜑 → ((((1 / ((1 / 𝐴) − 1)) / 𝐴) · ((abs‘(𝐹‘1)) + 1)) / 𝑀) ∈
ℝ) | 
| 65 |   | 1red 8041 | 
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → 1 ∈
ℝ) | 
| 66 | 65, 23 | resubcld 8407 | 
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → (1 − 𝐴) ∈
ℝ) | 
| 67 | 23, 65 | posdifd 8559 | 
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (𝐴 < 1 ↔ 0 < (1 − 𝐴))) | 
| 68 | 42, 67 | mpbid 147 | 
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 0 < (1 − 𝐴)) | 
| 69 | 66, 68 | elrpd 9768 | 
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → (1 − 𝐴) ∈
ℝ+) | 
| 70 | 44, 69 | rpdivcld 9789 | 
. . . . 5
⊢ (𝜑 → (𝐴 / (1 − 𝐴)) ∈
ℝ+) | 
| 71 | 70 | rpred 9771 | 
. . . 4
⊢ (𝜑 → (𝐴 / (1 − 𝐴)) ∈ ℝ) | 
| 72 | 64, 71 | remulcld 8057 | 
. . 3
⊢ (𝜑 → (((((1 / ((1 / 𝐴) − 1)) / 𝐴) · ((abs‘(𝐹‘1)) + 1)) / 𝑀) · (𝐴 / (1 − 𝐴))) ∈ ℝ) | 
| 73 |   | cvgratnn.7 | 
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝐴 · (abs‘(𝐹‘𝑘)))) | 
| 74 | 23, 42, 43, 3, 73, 5, 6 | cvgratnnlemseq 11691 | 
. . . . 5
⊢ (𝜑 → ((seq1( + , 𝐹)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐹)‘𝑀)) = Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐹‘𝑖)) | 
| 75 | 74 | fveq2d 5562 | 
. . . 4
⊢ (𝜑 → (abs‘((seq1( + ,
𝐹)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐹)‘𝑀))) = (abs‘Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐹‘𝑖))) | 
| 76 | 23, 42, 43, 3, 73, 5, 6 | cvgratnnlemabsle 11692 | 
. . . 4
⊢ (𝜑 → (abs‘Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐹‘𝑖)) ≤ ((abs‘(𝐹‘𝑀)) · Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐴↑(𝑖 − 𝑀)))) | 
| 77 | 75, 76 | eqbrtrd 4055 | 
. . 3
⊢ (𝜑 → (abs‘((seq1( + ,
𝐹)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐹)‘𝑀))) ≤ ((abs‘(𝐹‘𝑀)) · Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐴↑(𝑖 − 𝑀)))) | 
| 78 | 16 | absge0d 11349 | 
. . . 4
⊢ (𝜑 → 0 ≤ (abs‘(𝐹‘𝑀))) | 
| 79 | 23, 42, 43, 3, 73, 5 | cvgratnnlemfm 11694 | 
. . . 4
⊢ (𝜑 → (abs‘(𝐹‘𝑀)) < ((((1 / ((1 / 𝐴) − 1)) / 𝐴) · ((abs‘(𝐹‘1)) + 1)) / 𝑀)) | 
| 80 | 44 | adantr 276 | 
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 𝐴 ∈
ℝ+) | 
| 81 | 38 | nn0zd 9446 | 
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (𝑖 − 𝑀) ∈ ℤ) | 
| 82 | 80, 81 | rpexpcld 10789 | 
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (𝐴↑(𝑖 − 𝑀)) ∈
ℝ+) | 
| 83 | 82 | rpge0d 9775 | 
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 0 ≤ (𝐴↑(𝑖 − 𝑀))) | 
| 84 | 22, 39, 83 | fsumge0 11624 | 
. . . 4
⊢ (𝜑 → 0 ≤ Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐴↑(𝑖 − 𝑀))) | 
| 85 | 23, 42, 43, 3, 73, 5, 6 | cvgratnnlemsumlt 11693 | 
. . . 4
⊢ (𝜑 → Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐴↑(𝑖 − 𝑀)) < (𝐴 / (1 − 𝐴))) | 
| 86 | 17, 64, 40, 71, 78, 79, 84, 85 | ltmul12ad 8968 | 
. . 3
⊢ (𝜑 → ((abs‘(𝐹‘𝑀)) · Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐴↑(𝑖 − 𝑀))) < (((((1 / ((1 / 𝐴) − 1)) / 𝐴) · ((abs‘(𝐹‘1)) + 1)) / 𝑀) · (𝐴 / (1 − 𝐴)))) | 
| 87 | 12, 41, 72, 77, 86 | lelttrd 8151 | 
. 2
⊢ (𝜑 → (abs‘((seq1( + ,
𝐹)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐹)‘𝑀))) < (((((1 / ((1 / 𝐴) − 1)) / 𝐴) · ((abs‘(𝐹‘1)) + 1)) / 𝑀) · (𝐴 / (1 − 𝐴)))) | 
| 88 | 63 | recnd 8055 | 
. . 3
⊢ (𝜑 → (((1 / ((1 / 𝐴) − 1)) / 𝐴) · ((abs‘(𝐹‘1)) + 1)) ∈
ℂ) | 
| 89 | 71 | recnd 8055 | 
. . 3
⊢ (𝜑 → (𝐴 / (1 − 𝐴)) ∈ ℂ) | 
| 90 | 5 | nncnd 9004 | 
. . 3
⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ) | 
| 91 | 5 | nnap0d 9036 | 
. . 3
⊢ (𝜑 → 𝑀 # 0) | 
| 92 | 88, 89, 90, 91 | div23apd 8855 | 
. 2
⊢ (𝜑 → (((((1 / ((1 / 𝐴) − 1)) / 𝐴) · ((abs‘(𝐹‘1)) + 1)) · (𝐴 / (1 − 𝐴))) / 𝑀) = (((((1 / ((1 / 𝐴) − 1)) / 𝐴) · ((abs‘(𝐹‘1)) + 1)) / 𝑀) · (𝐴 / (1 − 𝐴)))) | 
| 93 | 87, 92 | breqtrrd 4061 | 
1
⊢ (𝜑 → (abs‘((seq1( + ,
𝐹)‘𝑁) − (seq1( + , 𝐹)‘𝑀))) < (((((1 / ((1 / 𝐴) − 1)) / 𝐴) · ((abs‘(𝐹‘1)) + 1)) · (𝐴 / (1 − 𝐴))) / 𝑀)) |