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

Theorem iserabs 10923
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 = (ℤ𝑀)
iserabs.2 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ⇝ 𝐴)
iserabs.3 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐺) ⇝ 𝐵)
iserabs.5 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
iserabs.6 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
iserabs.7 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐺𝑘) = (abs‘(𝐹𝑘)))
Assertion
Ref Expression
iserabs (𝜑 → (abs‘𝐴) ≤ 𝐵)
Distinct variable groups:   𝑘,𝐹   𝑘,𝐺   𝑘,𝑀   𝜑,𝑘   𝑘,𝑍
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑘)   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem iserabs
Dummy variables 𝑚 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iserabs.1 . 2 𝑍 = (ℤ𝑀)
2 iserabs.5 . 2 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
3 iserabs.2 . . 3 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ⇝ 𝐴)
4 zex 8813 . . . . . . 7 ℤ ∈ V
5 uzssz 9092 . . . . . . 7 (ℤ𝑀) ⊆ ℤ
64, 5ssexi 3983 . . . . . 6 (ℤ𝑀) ∈ V
71, 6eqeltri 2161 . . . . 5 𝑍 ∈ V
87mptex 5537 . . . 4 (𝑚𝑍 ↦ (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑚))) ∈ V
98a1i 9 . . 3 (𝜑 → (𝑚𝑍 ↦ (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑚))) ∈ V)
10 iserabs.6 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
111, 2, 10serf 9954 . . . 4 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹):𝑍⟶ℂ)
1211ffvelrnda 5448 . . 3 ((𝜑𝑛𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑛) ∈ ℂ)
13 simpr 109 . . . 4 ((𝜑𝑛𝑍) → 𝑛𝑍)
1412abscld 10668 . . . 4 ((𝜑𝑛𝑍) → (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑛)) ∈ ℝ)
15 2fveq3 5323 . . . . 5 (𝑚 = 𝑛 → (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑚)) = (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑛)))
16 eqid 2089 . . . . 5 (𝑚𝑍 ↦ (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑚))) = (𝑚𝑍 ↦ (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑚)))
1715, 16fvmptg 5393 . . . 4 ((𝑛𝑍 ∧ (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑛)) ∈ ℝ) → ((𝑚𝑍 ↦ (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑚)))‘𝑛) = (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑛)))
1813, 14, 17syl2anc 404 . . 3 ((𝜑𝑛𝑍) → ((𝑚𝑍 ↦ (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑚)))‘𝑛) = (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑛)))
191, 3, 9, 2, 12, 18climabs 10762 . 2 (𝜑 → (𝑚𝑍 ↦ (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑚))) ⇝ (abs‘𝐴))
20 iserabs.3 . 2 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐺) ⇝ 𝐵)
2118, 14eqeltrd 2165 . 2 ((𝜑𝑛𝑍) → ((𝑚𝑍 ↦ (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑚)))‘𝑛) ∈ ℝ)
22 iserabs.7 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐺𝑘) = (abs‘(𝐹𝑘)))
2310abscld 10668 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑍) → (abs‘(𝐹𝑘)) ∈ ℝ)
2422, 23eqeltrd 2165 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
251, 2, 24serfre 9955 . . 3 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐺):𝑍⟶ℝ)
2625ffvelrnda 5448 . 2 ((𝜑𝑛𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐺)‘𝑛) ∈ ℝ)
272adantr 271 . . . . . 6 ((𝜑𝑛𝑍) → 𝑀 ∈ ℤ)
28 eluzelz 9082 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑛 ∈ ℤ)
2928, 1eleq2s 2183 . . . . . . 7 (𝑛𝑍𝑛 ∈ ℤ)
3029adantl 272 . . . . . 6 ((𝜑𝑛𝑍) → 𝑛 ∈ ℤ)
3127, 30fzfigd 9892 . . . . 5 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝑀...𝑛) ∈ Fin)
32 elfzuz 9490 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (𝑀...𝑛) → 𝑘 ∈ (ℤ𝑀))
3332, 1syl6eleqr 2182 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (𝑀...𝑛) → 𝑘𝑍)
3433, 10sylan2 281 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
3534adantlr 462 . . . . 5 (((𝜑𝑛𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
3631, 35fsumabs 10913 . . . 4 ((𝜑𝑛𝑍) → (abs‘Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐹𝑘)) ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)(abs‘(𝐹𝑘)))
37 eqidd 2090 . . . . . 6 (((𝜑𝑛𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑀)) → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑘))
381eleq2i 2155 . . . . . . . 8 (𝑛𝑍𝑛 ∈ (ℤ𝑀))
3938biimpi 119 . . . . . . 7 (𝑛𝑍𝑛 ∈ (ℤ𝑀))
4039adantl 272 . . . . . 6 ((𝜑𝑛𝑍) → 𝑛 ∈ (ℤ𝑀))
411eleq2i 2155 . . . . . . . 8 (𝑘𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑀))
4241, 10sylan2br 283 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ𝑀)) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
4342adantlr 462 . . . . . 6 (((𝜑𝑛𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑀)) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
4437, 40, 43fsum3ser 10845 . . . . 5 ((𝜑𝑛𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐹𝑘) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑛))
4544fveq2d 5322 . . . 4 ((𝜑𝑛𝑍) → (abs‘Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐹𝑘)) = (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑛)))
4622adantlr 462 . . . . . 6 (((𝜑𝑛𝑍) ∧ 𝑘𝑍) → (𝐺𝑘) = (abs‘(𝐹𝑘)))
4741, 46sylan2br 283 . . . . 5 (((𝜑𝑛𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑀)) → (𝐺𝑘) = (abs‘(𝐹𝑘)))
4823adantlr 462 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛𝑍) ∧ 𝑘𝑍) → (abs‘(𝐹𝑘)) ∈ ℝ)
4941, 48sylan2br 283 . . . . . 6 (((𝜑𝑛𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑀)) → (abs‘(𝐹𝑘)) ∈ ℝ)
5049recnd 7570 . . . . 5 (((𝜑𝑛𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑀)) → (abs‘(𝐹𝑘)) ∈ ℂ)
5147, 40, 50fsum3ser 10845 . . . 4 ((𝜑𝑛𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)(abs‘(𝐹𝑘)) = (seq𝑀( + , 𝐺)‘𝑛))
5236, 45, 513brtr3d 3880 . . 3 ((𝜑𝑛𝑍) → (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑛)) ≤ (seq𝑀( + , 𝐺)‘𝑛))
5318, 52eqbrtrd 3871 . 2 ((𝜑𝑛𝑍) → ((𝑚𝑍 ↦ (abs‘(seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑚)))‘𝑛) ≤ (seq𝑀( + , 𝐺)‘𝑛))
541, 2, 19, 20, 21, 26, 53climle 10776 1 (𝜑 → (abs‘𝐴) ≤ 𝐵)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 103   = wceq 1290  wcel 1439  Vcvv 2620   class class class wbr 3851  cmpt 3905  cfv 5028  (class class class)co 5666  cc 7402  cr 7403   + caddc 7407  cle 7577  cz 8804  cuz 9073  ...cfz 9478  seqcseq 9906  abscabs 10484  cli 10720  Σcsu 10796
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 580  ax-in2 581  ax-io 666  ax-5 1382  ax-7 1383  ax-gen 1384  ax-ie1 1428  ax-ie2 1429  ax-8 1441  ax-10 1442  ax-11 1443  ax-i12 1444  ax-bndl 1445  ax-4 1446  ax-13 1450  ax-14 1451  ax-17 1465  ax-i9 1469  ax-ial 1473  ax-i5r 1474  ax-ext 2071  ax-coll 3960  ax-sep 3963  ax-nul 3971  ax-pow 4015  ax-pr 4045  ax-un 4269  ax-setind 4366  ax-iinf 4416  ax-cnex 7490  ax-resscn 7491  ax-1cn 7492  ax-1re 7493  ax-icn 7494  ax-addcl 7495  ax-addrcl 7496  ax-mulcl 7497  ax-mulrcl 7498  ax-addcom 7499  ax-mulcom 7500  ax-addass 7501  ax-mulass 7502  ax-distr 7503  ax-i2m1 7504  ax-0lt1 7505  ax-1rid 7506  ax-0id 7507  ax-rnegex 7508  ax-precex 7509  ax-cnre 7510  ax-pre-ltirr 7511  ax-pre-ltwlin 7512  ax-pre-lttrn 7513  ax-pre-apti 7514  ax-pre-ltadd 7515  ax-pre-mulgt0 7516  ax-pre-mulext 7517  ax-arch 7518  ax-caucvg 7519
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 782  df-3or 926  df-3an 927  df-tru 1293  df-fal 1296  df-nf 1396  df-sb 1694  df-eu 1952  df-mo 1953  df-clab 2076  df-cleq 2082  df-clel 2085  df-nfc 2218  df-ne 2257  df-nel 2352  df-ral 2365  df-rex 2366  df-reu 2367  df-rmo 2368  df-rab 2369  df-v 2622  df-sbc 2842  df-csb 2935  df-dif 3002  df-un 3004  df-in 3006  df-ss 3013  df-nul 3288  df-if 3398  df-pw 3435  df-sn 3456  df-pr 3457  df-op 3459  df-uni 3660  df-int 3695  df-iun 3738  df-br 3852  df-opab 3906  df-mpt 3907  df-tr 3943  df-id 4129  df-po 4132  df-iso 4133  df-iord 4202  df-on 4204  df-ilim 4205  df-suc 4207  df-iom 4419  df-xp 4457  df-rel 4458  df-cnv 4459  df-co 4460  df-dm 4461  df-rn 4462  df-res 4463  df-ima 4464  df-iota 4993  df-fun 5030  df-fn 5031  df-f 5032  df-f1 5033  df-fo 5034  df-f1o 5035  df-fv 5036  df-isom 5037  df-riota 5622  df-ov 5669  df-oprab 5670  df-mpt2 5671  df-1st 5925  df-2nd 5926  df-recs 6084  df-irdg 6149  df-frec 6170  df-1o 6195  df-oadd 6199  df-er 6306  df-en 6512  df-dom 6513  df-fin 6514  df-pnf 7578  df-mnf 7579  df-xr 7580  df-ltxr 7581  df-le 7582  df-sub 7709  df-neg 7710  df-reap 8106  df-ap 8113  df-div 8194  df-inn 8477  df-2 8535  df-3 8536  df-4 8537  df-n0 8728  df-z 8805  df-uz 9074  df-q 9159  df-rp 9189  df-fz 9479  df-fzo 9608  df-iseq 9907  df-seq3 9908  df-exp 10009  df-ihash 10238  df-cj 10330  df-re 10331  df-im 10332  df-rsqrt 10485  df-abs 10486  df-clim 10721  df-isum 10797
This theorem is referenced by:  eftlub  11034
  Copyright terms: Public domain W3C validator