ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  cvgratnnlemseq GIF version

Theorem cvgratnnlemseq 11534
Description: Lemma for cvgratnn 11539. (Contributed by Jim Kingdon, 21-Nov-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
cvgratnn.3 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ ℝ)
cvgratnn.4 (πœ‘ β†’ 𝐴 < 1)
cvgratnn.gt0 (πœ‘ β†’ 0 < 𝐴)
cvgratnn.6 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
cvgratnn.7 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜(π‘˜ + 1))) ≀ (𝐴 Β· (absβ€˜(πΉβ€˜π‘˜))))
cvgratnn.m (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„•)
cvgratnn.n (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
Assertion
Ref Expression
cvgratnnlemseq (πœ‘ β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜π‘) βˆ’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€)) = Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(πΉβ€˜π‘–))
Distinct variable groups:   𝐴,π‘˜   π‘˜,𝐹   π‘˜,𝑁   πœ‘,π‘˜   𝑖,𝐹,π‘˜   𝑖,𝑀   𝑖,𝑁   πœ‘,𝑖
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑖)   𝑀(π‘˜)

Proof of Theorem cvgratnnlemseq
Dummy variables π‘₯ 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nnuz 9563 . . . . . . 7 β„• = (β„€β‰₯β€˜1)
2 1zzd 9280 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 1 ∈ β„€)
3 cvgratnn.6 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
41, 2, 3serf 10474 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ seq1( + , 𝐹):β„•βŸΆβ„‚)
54adantr 276 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ seq1( + , 𝐹):β„•βŸΆβ„‚)
6 cvgratnn.m . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„•)
76adantr 276 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ 𝑀 ∈ β„•)
85, 7ffvelcdmd 5653 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€) ∈ β„‚)
9 eqid 2177 . . . . . . 7 (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1)) = (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))
106nnzd 9374 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
1110peano2zd 9378 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝑀 + 1) ∈ β„€)
12 fveq2 5516 . . . . . . . . 9 (π‘˜ = π‘₯ β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘₯))
1312eleq1d 2246 . . . . . . . 8 (π‘˜ = π‘₯ β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ↔ (πΉβ€˜π‘₯) ∈ β„‚))
143ralrimiva 2550 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
1514adantr 276 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
166peano2nnd 8934 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ (𝑀 + 1) ∈ β„•)
17 eluznn 9600 . . . . . . . . 9 (((𝑀 + 1) ∈ β„• ∧ π‘₯ ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))) β†’ π‘₯ ∈ β„•)
1816, 17sylan 283 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))) β†’ π‘₯ ∈ β„•)
1913, 15, 18rspcdva 2847 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))) β†’ (πΉβ€˜π‘₯) ∈ β„‚)
209, 11, 19serf 10474 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ seq(𝑀 + 1)( + , 𝐹):(β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))βŸΆβ„‚)
2120adantr 276 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ seq(𝑀 + 1)( + , 𝐹):(β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))βŸΆβ„‚)
2211adantr 276 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ (𝑀 + 1) ∈ β„€)
23 cvgratnn.n . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
24 eluzelz 9537 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€) β†’ 𝑁 ∈ β„€)
2523, 24syl 14 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ β„€)
2625adantr 276 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ 𝑁 ∈ β„€)
27 zltp1le 9307 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ β„€ ∧ 𝑁 ∈ β„€) β†’ (𝑀 < 𝑁 ↔ (𝑀 + 1) ≀ 𝑁))
2810, 25, 27syl2anc 411 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝑀 < 𝑁 ↔ (𝑀 + 1) ≀ 𝑁))
2928biimpa 296 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ (𝑀 + 1) ≀ 𝑁)
30 eluz2 9534 . . . . . 6 (𝑁 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1)) ↔ ((𝑀 + 1) ∈ β„€ ∧ 𝑁 ∈ β„€ ∧ (𝑀 + 1) ≀ 𝑁))
3122, 26, 29, 30syl3anbrc 1181 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ 𝑁 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1)))
3221, 31ffvelcdmd 5653 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ (seq(𝑀 + 1)( + , 𝐹)β€˜π‘) ∈ β„‚)
338, 32pncan2d 8270 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ (((seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€) + (seq(𝑀 + 1)( + , 𝐹)β€˜π‘)) βˆ’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€)) = (seq(𝑀 + 1)( + , 𝐹)β€˜π‘))
34 addcl 7936 . . . . . 6 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (π‘₯ + 𝑦) ∈ β„‚)
3534adantl 277 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) ∧ (π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚)) β†’ (π‘₯ + 𝑦) ∈ β„‚)
36 addass 7941 . . . . . 6 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚ ∧ 𝑧 ∈ β„‚) β†’ ((π‘₯ + 𝑦) + 𝑧) = (π‘₯ + (𝑦 + 𝑧)))
3736adantl 277 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) ∧ (π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚ ∧ 𝑧 ∈ β„‚)) β†’ ((π‘₯ + 𝑦) + 𝑧) = (π‘₯ + (𝑦 + 𝑧)))
386, 1eleqtrdi 2270 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ (β„€β‰₯β€˜1))
3938adantr 276 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ 𝑀 ∈ (β„€β‰₯β€˜1))
4014ad2antrr 488 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) ∧ π‘₯ ∈ (β„€β‰₯β€˜1)) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
41 simpr 110 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) ∧ π‘₯ ∈ (β„€β‰₯β€˜1)) β†’ π‘₯ ∈ (β„€β‰₯β€˜1))
4241, 1eleqtrrdi 2271 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) ∧ π‘₯ ∈ (β„€β‰₯β€˜1)) β†’ π‘₯ ∈ β„•)
4313, 40, 42rspcdva 2847 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) ∧ π‘₯ ∈ (β„€β‰₯β€˜1)) β†’ (πΉβ€˜π‘₯) ∈ β„‚)
4435, 37, 31, 39, 43seq3split 10479 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘) = ((seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€) + (seq(𝑀 + 1)( + , 𝐹)β€˜π‘)))
4544oveq1d 5890 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜π‘) βˆ’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€)) = (((seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€) + (seq(𝑀 + 1)( + , 𝐹)β€˜π‘)) βˆ’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€)))
46 eqidd 2178 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) ∧ 𝑖 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))) β†’ (πΉβ€˜π‘–) = (πΉβ€˜π‘–))
47 fveq2 5516 . . . . . 6 (π‘˜ = 𝑖 β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘–))
4847eleq1d 2246 . . . . 5 (π‘˜ = 𝑖 β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ↔ (πΉβ€˜π‘–) ∈ β„‚))
4914ad2antrr 488 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) ∧ 𝑖 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
5016ad2antrr 488 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) ∧ 𝑖 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))) β†’ (𝑀 + 1) ∈ β„•)
51 simpr 110 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) ∧ 𝑖 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))) β†’ 𝑖 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1)))
52 eluznn 9600 . . . . . 6 (((𝑀 + 1) ∈ β„• ∧ 𝑖 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))) β†’ 𝑖 ∈ β„•)
5350, 51, 52syl2anc 411 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) ∧ 𝑖 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))) β†’ 𝑖 ∈ β„•)
5448, 49, 53rspcdva 2847 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) ∧ 𝑖 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑀 + 1))) β†’ (πΉβ€˜π‘–) ∈ β„‚)
5546, 31, 54fsum3ser 11405 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(πΉβ€˜π‘–) = (seq(𝑀 + 1)( + , 𝐹)β€˜π‘))
5633, 45, 553eqtr4d 2220 . 2 ((πœ‘ ∧ 𝑀 < 𝑁) β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜π‘) βˆ’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€)) = Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(πΉβ€˜π‘–))
57 simpr 110 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ 𝑀 = 𝑁)
586nnred 8932 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ ℝ)
5958ltp1d 8887 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝑀 < (𝑀 + 1))
6059adantr 276 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ 𝑀 < (𝑀 + 1))
6157, 60eqbrtrrd 4028 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ 𝑁 < (𝑀 + 1))
6211adantr 276 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ (𝑀 + 1) ∈ β„€)
6325adantr 276 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ 𝑁 ∈ β„€)
64 fzn 10042 . . . . . . 7 (((𝑀 + 1) ∈ β„€ ∧ 𝑁 ∈ β„€) β†’ (𝑁 < (𝑀 + 1) ↔ ((𝑀 + 1)...𝑁) = βˆ…))
6562, 63, 64syl2anc 411 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ (𝑁 < (𝑀 + 1) ↔ ((𝑀 + 1)...𝑁) = βˆ…))
6661, 65mpbid 147 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ ((𝑀 + 1)...𝑁) = βˆ…)
6766sumeq1d 11374 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(πΉβ€˜π‘–) = Σ𝑖 ∈ βˆ… (πΉβ€˜π‘–))
68 sum0 11396 . . . 4 Σ𝑖 ∈ βˆ… (πΉβ€˜π‘–) = 0
6967, 68eqtrdi 2226 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(πΉβ€˜π‘–) = 0)
704, 6ffvelcdmd 5653 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€) ∈ β„‚)
7170adantr 276 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€) ∈ β„‚)
7271subidd 8256 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€) βˆ’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€)) = 0)
7357fveq2d 5520 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€) = (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘))
7473oveq1d 5890 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€) βˆ’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€)) = ((seq1( + , 𝐹)β€˜π‘) βˆ’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€)))
7569, 72, 743eqtr2rd 2217 . 2 ((πœ‘ ∧ 𝑀 = 𝑁) β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜π‘) βˆ’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€)) = Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(πΉβ€˜π‘–))
76 eluzle 9540 . . . 4 (𝑁 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€) β†’ 𝑀 ≀ 𝑁)
7723, 76syl 14 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝑀 ≀ 𝑁)
78 zleloe 9300 . . . 4 ((𝑀 ∈ β„€ ∧ 𝑁 ∈ β„€) β†’ (𝑀 ≀ 𝑁 ↔ (𝑀 < 𝑁 ∨ 𝑀 = 𝑁)))
7910, 25, 78syl2anc 411 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝑀 ≀ 𝑁 ↔ (𝑀 < 𝑁 ∨ 𝑀 = 𝑁)))
8077, 79mpbid 147 . 2 (πœ‘ β†’ (𝑀 < 𝑁 ∨ 𝑀 = 𝑁))
8156, 75, 80mpjaodan 798 1 (πœ‘ β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜π‘) βˆ’ (seq1( + , 𝐹)β€˜π‘€)) = Σ𝑖 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(πΉβ€˜π‘–))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 708   ∧ w3a 978   = wceq 1353   ∈ wcel 2148  βˆ€wral 2455  βˆ…c0 3423   class class class wbr 4004  βŸΆwf 5213  β€˜cfv 5217  (class class class)co 5875  β„‚cc 7809  β„cr 7810  0cc0 7811  1c1 7812   + caddc 7814   Β· cmul 7816   < clt 7992   ≀ cle 7993   βˆ’ cmin 8128  β„•cn 8919  β„€cz 9253  β„€β‰₯cuz 9528  ...cfz 10008  seqcseq 10445  abscabs 11006  Ξ£csu 11361
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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4119  ax-sep 4122  ax-nul 4130  ax-pow 4175  ax-pr 4210  ax-un 4434  ax-setind 4537  ax-iinf 4588  ax-cnex 7902  ax-resscn 7903  ax-1cn 7904  ax-1re 7905  ax-icn 7906  ax-addcl 7907  ax-addrcl 7908  ax-mulcl 7909  ax-mulrcl 7910  ax-addcom 7911  ax-mulcom 7912  ax-addass 7913  ax-mulass 7914  ax-distr 7915  ax-i2m1 7916  ax-0lt1 7917  ax-1rid 7918  ax-0id 7919  ax-rnegex 7920  ax-precex 7921  ax-cnre 7922  ax-pre-ltirr 7923  ax-pre-ltwlin 7924  ax-pre-lttrn 7925  ax-pre-apti 7926  ax-pre-ltadd 7927  ax-pre-mulgt0 7928  ax-pre-mulext 7929  ax-arch 7930  ax-caucvg 7931
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2740  df-sbc 2964  df-csb 3059  df-dif 3132  df-un 3134  df-in 3136  df-ss 3143  df-nul 3424  df-if 3536  df-pw 3578  df-sn 3599  df-pr 3600  df-op 3602  df-uni 3811  df-int 3846  df-iun 3889  df-br 4005  df-opab 4066  df-mpt 4067  df-tr 4103  df-id 4294  df-po 4297  df-iso 4298  df-iord 4367  df-on 4369  df-ilim 4370  df-suc 4372  df-iom 4591  df-xp 4633  df-rel 4634  df-cnv 4635  df-co 4636  df-dm 4637  df-rn 4638  df-res 4639  df-ima 4640  df-iota 5179  df-fun 5219  df-fn 5220  df-f 5221  df-f1 5222  df-fo 5223  df-f1o 5224  df-fv 5225  df-isom 5226  df-riota 5831  df-ov 5878  df-oprab 5879  df-mpo 5880  df-1st 6141  df-2nd 6142  df-recs 6306  df-irdg 6371  df-frec 6392  df-1o 6417  df-oadd 6421  df-er 6535  df-en 6741  df-dom 6742  df-fin 6743  df-pnf 7994  df-mnf 7995  df-xr 7996  df-ltxr 7997  df-le 7998  df-sub 8130  df-neg 8131  df-reap 8532  df-ap 8539  df-div 8630  df-inn 8920  df-2 8978  df-3 8979  df-4 8980  df-n0 9177  df-z 9254  df-uz 9529  df-q 9620  df-rp 9654  df-fz 10009  df-fzo 10143  df-seqfrec 10446  df-exp 10520  df-ihash 10756  df-cj 10851  df-re 10852  df-im 10853  df-rsqrt 11007  df-abs 11008  df-clim 11287  df-sumdc 11362
This theorem is referenced by:  cvgratnnlemrate  11538
  Copyright terms: Public domain W3C validator