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

Theorem iserabs 11503
Description: Generalized triangle inequality: the absolute value of an infinite sum is less than or equal to the sum of absolute values. (Contributed by Paul Chapman, 10-Sep-2007.) (Revised by Jim Kingdon, 14-Dec-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
iserabs.1 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
iserabs.2 (πœ‘ β†’ seq𝑀( + , 𝐹) ⇝ 𝐴)
iserabs.3 (πœ‘ β†’ seq𝑀( + , 𝐺) ⇝ 𝐡)
iserabs.5 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
iserabs.6 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
iserabs.7 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΊβ€˜π‘˜) = (absβ€˜(πΉβ€˜π‘˜)))
Assertion
Ref Expression
iserabs (πœ‘ β†’ (absβ€˜π΄) ≀ 𝐡)
Distinct variable groups:   π‘˜,𝐹   π‘˜,𝐺   π‘˜,𝑀   πœ‘,π‘˜   π‘˜,𝑍
Allowed substitution hints:   𝐴(π‘˜)   𝐡(π‘˜)

Proof of Theorem iserabs
Dummy variables π‘š 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iserabs.1 . 2 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
2 iserabs.5 . 2 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
3 iserabs.2 . . 3 (πœ‘ β†’ seq𝑀( + , 𝐹) ⇝ 𝐴)
4 zex 9282 . . . . . . 7 β„€ ∈ V
5 uzssz 9567 . . . . . . 7 (β„€β‰₯β€˜π‘€) βŠ† β„€
64, 5ssexi 4156 . . . . . 6 (β„€β‰₯β€˜π‘€) ∈ V
71, 6eqeltri 2262 . . . . 5 𝑍 ∈ V
87mptex 5759 . . . 4 (π‘š ∈ 𝑍 ↦ (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘š))) ∈ V
98a1i 9 . . 3 (πœ‘ β†’ (π‘š ∈ 𝑍 ↦ (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘š))) ∈ V)
10 iserabs.6 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
111, 2, 10serf 10494 . . . 4 (πœ‘ β†’ seq𝑀( + , 𝐹):π‘βŸΆβ„‚)
1211ffvelcdmda 5668 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘›) ∈ β„‚)
13 simpr 110 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ 𝑛 ∈ 𝑍)
1412abscld 11210 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘›)) ∈ ℝ)
15 2fveq3 5536 . . . . 5 (π‘š = 𝑛 β†’ (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘š)) = (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘›)))
16 eqid 2189 . . . . 5 (π‘š ∈ 𝑍 ↦ (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘š))) = (π‘š ∈ 𝑍 ↦ (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘š)))
1715, 16fvmptg 5609 . . . 4 ((𝑛 ∈ 𝑍 ∧ (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘›)) ∈ ℝ) β†’ ((π‘š ∈ 𝑍 ↦ (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘š)))β€˜π‘›) = (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘›)))
1813, 14, 17syl2anc 411 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ ((π‘š ∈ 𝑍 ↦ (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘š)))β€˜π‘›) = (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘›)))
191, 3, 9, 2, 12, 18climabs 11348 . 2 (πœ‘ β†’ (π‘š ∈ 𝑍 ↦ (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘š))) ⇝ (absβ€˜π΄))
20 iserabs.3 . 2 (πœ‘ β†’ seq𝑀( + , 𝐺) ⇝ 𝐡)
2118, 14eqeltrd 2266 . 2 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ ((π‘š ∈ 𝑍 ↦ (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘š)))β€˜π‘›) ∈ ℝ)
22 iserabs.7 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΊβ€˜π‘˜) = (absβ€˜(πΉβ€˜π‘˜)))
2310abscld 11210 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘˜)) ∈ ℝ)
2422, 23eqeltrd 2266 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΊβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
251, 2, 24serfre 10495 . . 3 (πœ‘ β†’ seq𝑀( + , 𝐺):π‘βŸΆβ„)
2625ffvelcdmda 5668 . 2 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (seq𝑀( + , 𝐺)β€˜π‘›) ∈ ℝ)
272adantr 276 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ 𝑀 ∈ β„€)
28 eluzelz 9557 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€) β†’ 𝑛 ∈ β„€)
2928, 1eleq2s 2284 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ 𝑍 β†’ 𝑛 ∈ β„€)
3029adantl 277 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ 𝑛 ∈ β„€)
3127, 30fzfigd 10451 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (𝑀...𝑛) ∈ Fin)
32 elfzuz 10041 . . . . . . . 8 (π‘˜ ∈ (𝑀...𝑛) β†’ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
3332, 1eleqtrrdi 2283 . . . . . . 7 (π‘˜ ∈ (𝑀...𝑛) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
3433, 10sylan2 286 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ (𝑀...𝑛)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
3534adantlr 477 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (𝑀...𝑛)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
3631, 35fsumabs 11493 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (absβ€˜Ξ£π‘˜ ∈ (𝑀...𝑛)(πΉβ€˜π‘˜)) ≀ Ξ£π‘˜ ∈ (𝑀...𝑛)(absβ€˜(πΉβ€˜π‘˜)))
37 eqidd 2190 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘˜))
381eleq2i 2256 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ 𝑍 ↔ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
3938biimpi 120 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ 𝑍 β†’ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
4039adantl 277 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
411eleq2i 2256 . . . . . . . 8 (π‘˜ ∈ 𝑍 ↔ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
4241, 10sylan2br 288 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
4342adantlr 477 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
4437, 40, 43fsum3ser 11425 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ Ξ£π‘˜ ∈ (𝑀...𝑛)(πΉβ€˜π‘˜) = (seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘›))
4544fveq2d 5535 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (absβ€˜Ξ£π‘˜ ∈ (𝑀...𝑛)(πΉβ€˜π‘˜)) = (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘›)))
4622adantlr 477 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΊβ€˜π‘˜) = (absβ€˜(πΉβ€˜π‘˜)))
4741, 46sylan2br 288 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€)) β†’ (πΊβ€˜π‘˜) = (absβ€˜(πΉβ€˜π‘˜)))
4823adantlr 477 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘˜)) ∈ ℝ)
4941, 48sylan2br 288 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€)) β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘˜)) ∈ ℝ)
5049recnd 8006 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€)) β†’ (absβ€˜(πΉβ€˜π‘˜)) ∈ β„‚)
5147, 40, 50fsum3ser 11425 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ Ξ£π‘˜ ∈ (𝑀...𝑛)(absβ€˜(πΉβ€˜π‘˜)) = (seq𝑀( + , 𝐺)β€˜π‘›))
5236, 45, 513brtr3d 4049 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘›)) ≀ (seq𝑀( + , 𝐺)β€˜π‘›))
5318, 52eqbrtrd 4040 . 2 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ ((π‘š ∈ 𝑍 ↦ (absβ€˜(seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘š)))β€˜π‘›) ≀ (seq𝑀( + , 𝐺)β€˜π‘›))
541, 2, 19, 20, 21, 26, 53climle 11362 1 (πœ‘ β†’ (absβ€˜π΄) ≀ 𝐡)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1364   ∈ wcel 2160  Vcvv 2752   class class class wbr 4018   ↦ cmpt 4079  β€˜cfv 5232  (class class class)co 5892  β„‚cc 7829  β„cr 7830   + caddc 7834   ≀ cle 8013  β„€cz 9273  β„€β‰₯cuz 9548  ...cfz 10028  seqcseq 10465  abscabs 11026   ⇝ cli 11306  Ξ£csu 11381
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 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2162  ax-14 2163  ax-ext 2171  ax-coll 4133  ax-sep 4136  ax-nul 4144  ax-pow 4189  ax-pr 4224  ax-un 4448  ax-setind 4551  ax-iinf 4602  ax-cnex 7922  ax-resscn 7923  ax-1cn 7924  ax-1re 7925  ax-icn 7926  ax-addcl 7927  ax-addrcl 7928  ax-mulcl 7929  ax-mulrcl 7930  ax-addcom 7931  ax-mulcom 7932  ax-addass 7933  ax-mulass 7934  ax-distr 7935  ax-i2m1 7936  ax-0lt1 7937  ax-1rid 7938  ax-0id 7939  ax-rnegex 7940  ax-precex 7941  ax-cnre 7942  ax-pre-ltirr 7943  ax-pre-ltwlin 7944  ax-pre-lttrn 7945  ax-pre-apti 7946  ax-pre-ltadd 7947  ax-pre-mulgt0 7948  ax-pre-mulext 7949  ax-arch 7950  ax-caucvg 7951
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2041  df-mo 2042  df-clab 2176  df-cleq 2182  df-clel 2185  df-nfc 2321  df-ne 2361  df-nel 2456  df-ral 2473  df-rex 2474  df-reu 2475  df-rmo 2476  df-rab 2477  df-v 2754  df-sbc 2978  df-csb 3073  df-dif 3146  df-un 3148  df-in 3150  df-ss 3157  df-nul 3438  df-if 3550  df-pw 3592  df-sn 3613  df-pr 3614  df-op 3616  df-uni 3825  df-int 3860  df-iun 3903  df-br 4019  df-opab 4080  df-mpt 4081  df-tr 4117  df-id 4308  df-po 4311  df-iso 4312  df-iord 4381  df-on 4383  df-ilim 4384  df-suc 4386  df-iom 4605  df-xp 4647  df-rel 4648  df-cnv 4649  df-co 4650  df-dm 4651  df-rn 4652  df-res 4653  df-ima 4654  df-iota 5193  df-fun 5234  df-fn 5235  df-f 5236  df-f1 5237  df-fo 5238  df-f1o 5239  df-fv 5240  df-isom 5241  df-riota 5848  df-ov 5895  df-oprab 5896  df-mpo 5897  df-1st 6160  df-2nd 6161  df-recs 6325  df-irdg 6390  df-frec 6411  df-1o 6436  df-oadd 6440  df-er 6554  df-en 6760  df-dom 6761  df-fin 6762  df-pnf 8014  df-mnf 8015  df-xr 8016  df-ltxr 8017  df-le 8018  df-sub 8150  df-neg 8151  df-reap 8552  df-ap 8559  df-div 8650  df-inn 8940  df-2 8998  df-3 8999  df-4 9000  df-n0 9197  df-z 9274  df-uz 9549  df-q 9640  df-rp 9674  df-fz 10029  df-fzo 10163  df-seqfrec 10466  df-exp 10540  df-ihash 10776  df-cj 10871  df-re 10872  df-im 10873  df-rsqrt 11027  df-abs 11028  df-clim 11307  df-sumdc 11382
This theorem is referenced by:  eftlub  11718
  Copyright terms: Public domain W3C validator