HomeHome Intuitionistic Logic Explorer
Theorem List (p. 116 of 150)
< Previous  Next >
Bad symbols? Try the
GIF version.

Mirrors  >  Metamath Home Page  >  ILE Home Page  >  Theorem List Contents  >  Recent Proofs       This page: Page List

Theorem List for Intuitionistic Logic Explorer - 11501-11600   *Has distinct variable group(s)
TypeLabelDescription
Statement
 
Theoremisumsplit 11501* Split off the first ๐‘ terms of an infinite sum. (Contributed by Paul Chapman, 9-Feb-2008.) (Revised by Jim Kingdon, 21-Oct-2022.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   ๐‘Š = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) = ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ )    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ๐ด = (ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (๐‘€...(๐‘ โˆ’ 1))๐ด + ฮฃ๐‘˜ โˆˆ ๐‘Š ๐ด))
 
Theoremisum1p 11502* The infinite sum of a converging infinite series equals the first term plus the infinite sum of the rest of it. (Contributed by NM, 2-Jan-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Apr-2014.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) = ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ )    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ๐ด = ((๐นโ€˜๐‘€) + ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐‘€ + 1))๐ด))
 
Theoremisumnn0nn 11503* Sum from 0 to infinity in terms of sum from 1 to infinity. (Contributed by NM, 2-Jan-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Apr-2014.)
(๐‘˜ = 0 โ†’ ๐ด = ๐ต)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) = ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ seq0( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ )    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ๐ด = (๐ต + ฮฃ๐‘˜ โˆˆ โ„• ๐ด))
 
Theoremisumrpcl 11504* The infinite sum of positive reals is positive. (Contributed by Paul Chapman, 9-Feb-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Apr-2014.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   ๐‘Š = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) = ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„+)    &   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ )    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ ๐‘Š ๐ด โˆˆ โ„+)
 
Theoremisumle 11505* Comparison of two infinite sums. (Contributed by Paul Chapman, 13-Nov-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Apr-2014.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) = ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐บโ€˜๐‘˜) = ๐ต)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ ๐ด โ‰ค ๐ต)    &   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ )    &   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( + , ๐บ) โˆˆ dom โ‡ )    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ๐ด โ‰ค ฮฃ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ๐ต)
 
Theoremisumlessdc 11506* A finite sum of nonnegative numbers is less than or equal to its limit. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Apr-2014.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ Fin)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ ๐‘)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) = ๐ต)    &   (๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘˜ โˆˆ ๐‘ DECID ๐‘˜ โˆˆ ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ 0 โ‰ค ๐ต)    &   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ )    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต โ‰ค ฮฃ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ๐ต)
 
4.8.5  Miscellaneous converging and diverging sequences
 
Theoremdivcnv 11507* The sequence of reciprocals of positive integers, multiplied by the factor ๐ด, converges to zero. (Contributed by NM, 6-Feb-2008.) (Revised by Jim Kingdon, 22-Oct-2022.)
(๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ (๐ด / ๐‘›)) โ‡ 0)
 
4.8.6  Arithmetic series
 
Theoremarisum 11508* Arithmetic series sum of the first ๐‘ positive integers. This is Metamath 100 proof #68. (Contributed by FL, 16-Nov-2006.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 22-May-2014.)
(๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)๐‘˜ = (((๐‘โ†‘2) + ๐‘) / 2))
 
Theoremarisum2 11509* Arithmetic series sum of the first ๐‘ nonnegative integers. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Apr-2015.) (Proof shortened by AV, 2-Aug-2021.)
(๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1))๐‘˜ = (((๐‘โ†‘2) โˆ’ ๐‘) / 2))
 
Theoremtrireciplem 11510 Lemma for trirecip 11511. Show that the sum converges. (Contributed by Scott Fenton, 22-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 22-May-2014.)
๐น = (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ (1 / (๐‘› ยท (๐‘› + 1))))    โ‡’   seq1( + , ๐น) โ‡ 1
 
Theoremtrirecip 11511 The sum of the reciprocals of the triangle numbers converge to two. This is Metamath 100 proof #42. (Contributed by Scott Fenton, 23-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 22-May-2014.)
ฮฃ๐‘˜ โˆˆ โ„• (2 / (๐‘˜ ยท (๐‘˜ + 1))) = 2
 
4.8.7  Geometric series
 
Theoremexpcnvap0 11512* A sequence of powers of a complex number ๐ด with absolute value smaller than 1 converges to zero. (Contributed by NM, 8-May-2006.) (Revised by Jim Kingdon, 23-Oct-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ (absโ€˜๐ด) < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด # 0)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ (๐ดโ†‘๐‘›)) โ‡ 0)
 
Theoremexpcnvre 11513* A sequence of powers of a nonnegative real number less than one converges to zero. (Contributed by Jim Kingdon, 28-Oct-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ 0 โ‰ค ๐ด)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ (๐ดโ†‘๐‘›)) โ‡ 0)
 
Theoremexpcnv 11514* A sequence of powers of a complex number ๐ด with absolute value smaller than 1 converges to zero. (Contributed by NM, 8-May-2006.) (Revised by Jim Kingdon, 28-Oct-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ (absโ€˜๐ด) < 1)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ (๐ดโ†‘๐‘›)) โ‡ 0)
 
Theoremexplecnv 11515* A sequence of terms converges to zero when it is less than powers of a number ๐ด whose absolute value is smaller than 1. (Contributed by NM, 19-Jul-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ๐‘‰)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ (absโ€˜๐ด) < 1)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘˜)) โ‰ค (๐ดโ†‘๐‘˜))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ๐น โ‡ 0)
 
Theoremgeosergap 11516* The value of the finite geometric series ๐ดโ†‘๐‘€ + ๐ดโ†‘(๐‘€ + 1) +... + ๐ดโ†‘(๐‘ โˆ’ 1). (Contributed by Mario Carneiro, 2-May-2016.) (Revised by Jim Kingdon, 24-Oct-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด # 1)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„•0)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (๐‘€..^๐‘)(๐ดโ†‘๐‘˜) = (((๐ดโ†‘๐‘€) โˆ’ (๐ดโ†‘๐‘)) / (1 โˆ’ ๐ด)))
 
Theoremgeoserap 11517* The value of the finite geometric series 1 + ๐ดโ†‘1 + ๐ดโ†‘2 +... + ๐ดโ†‘(๐‘ โˆ’ 1). This is Metamath 100 proof #66. (Contributed by NM, 12-May-2006.) (Revised by Jim Kingdon, 24-Oct-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด # 1)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1))(๐ดโ†‘๐‘˜) = ((1 โˆ’ (๐ดโ†‘๐‘)) / (1 โˆ’ ๐ด)))
 
Theorempwm1geoserap1 11518* The n-th power of a number decreased by 1 expressed by the finite geometric series 1 + ๐ดโ†‘1 + ๐ดโ†‘2 +... + ๐ดโ†‘(๐‘ โˆ’ 1). (Contributed by AV, 14-Aug-2021.) (Revised by Jim Kingdon, 24-Oct-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด # 1)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ((๐ดโ†‘๐‘) โˆ’ 1) = ((๐ด โˆ’ 1) ยท ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1))(๐ดโ†‘๐‘˜)))
 
Theoremabsltap 11519 Less-than of absolute value implies apartness. (Contributed by Jim Kingdon, 29-Oct-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ (absโ€˜๐ด) < ๐ต)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ๐ด # ๐ต)
 
Theoremabsgtap 11520 Greater-than of absolute value implies apartness. (Contributed by Jim Kingdon, 29-Oct-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„+)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ต < (absโ€˜๐ด))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ๐ด # ๐ต)
 
Theoremgeolim 11521* The partial sums in the infinite series 1 + ๐ดโ†‘1 + ๐ดโ†‘2... converge to (1 / (1 โˆ’ ๐ด)). (Contributed by NM, 15-May-2006.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ (absโ€˜๐ด) < 1)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) = (๐ดโ†‘๐‘˜))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ seq0( + , ๐น) โ‡ (1 / (1 โˆ’ ๐ด)))
 
Theoremgeolim2 11522* The partial sums in the geometric series ๐ดโ†‘๐‘€ + ๐ดโ†‘(๐‘€ + 1)... converge to ((๐ดโ†‘๐‘€) / (1 โˆ’ ๐ด)). (Contributed by NM, 6-Jun-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ (absโ€˜๐ด) < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„•0)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) = (๐ดโ†‘๐‘˜))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( + , ๐น) โ‡ ((๐ดโ†‘๐‘€) / (1 โˆ’ ๐ด)))
 
Theoremgeoreclim 11523* The limit of a geometric series of reciprocals. (Contributed by Paul Chapman, 28-Dec-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ 1 < (absโ€˜๐ด))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) = ((1 / ๐ด)โ†‘๐‘˜))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ seq0( + , ๐น) โ‡ (๐ด / (๐ด โˆ’ 1)))
 
Theoremgeo2sum 11524* The value of the finite geometric series 2โ†‘-1 + 2โ†‘-2 +... + 2โ†‘-๐‘, multiplied by a constant. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Mar-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)
((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด โˆˆ โ„‚) โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)(๐ด / (2โ†‘๐‘˜)) = (๐ด โˆ’ (๐ด / (2โ†‘๐‘))))
 
Theoremgeo2sum2 11525* The value of the finite geometric series 1 + 2 + 4 + 8 +... + 2โ†‘(๐‘ โˆ’ 1). (Contributed by Mario Carneiro, 7-Sep-2016.)
(๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0..^๐‘)(2โ†‘๐‘˜) = ((2โ†‘๐‘) โˆ’ 1))
 
Theoremgeo2lim 11526* The value of the infinite geometric series 2โ†‘-1 + 2โ†‘-2 +... , multiplied by a constant. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Jun-2014.)
๐น = (๐‘˜ โˆˆ โ„• โ†ฆ (๐ด / (2โ†‘๐‘˜)))    โ‡’   (๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ seq1( + , ๐น) โ‡ ๐ด)
 
Theoremgeoisum 11527* The infinite sum of 1 + ๐ดโ†‘1 + ๐ดโ†‘2... is (1 / (1 โˆ’ ๐ด)). (Contributed by NM, 15-May-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)
((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง (absโ€˜๐ด) < 1) โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 (๐ดโ†‘๐‘˜) = (1 / (1 โˆ’ ๐ด)))
 
Theoremgeoisumr 11528* The infinite sum of reciprocals 1 + (1 / ๐ด)โ†‘1 + (1 / ๐ด)โ†‘2... is ๐ด / (๐ด โˆ’ 1). (Contributed by rpenner, 3-Nov-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)
((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง 1 < (absโ€˜๐ด)) โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ((1 / ๐ด)โ†‘๐‘˜) = (๐ด / (๐ด โˆ’ 1)))
 
Theoremgeoisum1 11529* The infinite sum of ๐ดโ†‘1 + ๐ดโ†‘2... is (๐ด / (1 โˆ’ ๐ด)). (Contributed by NM, 1-Nov-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)
((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง (absโ€˜๐ด) < 1) โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ โ„• (๐ดโ†‘๐‘˜) = (๐ด / (1 โˆ’ ๐ด)))
 
Theoremgeoisum1c 11530* The infinite sum of ๐ด ยท (๐‘…โ†‘1) + ๐ด ยท (๐‘…โ†‘2)... is (๐ด ยท ๐‘…) / (1 โˆ’ ๐‘…). (Contributed by NM, 2-Nov-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)
((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘… โˆˆ โ„‚ โˆง (absโ€˜๐‘…) < 1) โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ โ„• (๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) = ((๐ด ยท ๐‘…) / (1 โˆ’ ๐‘…)))
 
Theorem0.999... 11531 The recurring decimal 0.999..., which is defined as the infinite sum 0.9 + 0.09 + 0.009 + ... i.e. 9 / 10โ†‘1 + 9 / 10โ†‘2 + 9 / 10โ†‘3 + ..., is exactly equal to 1. (Contributed by NM, 2-Nov-2007.) (Revised by AV, 8-Sep-2021.)
ฮฃ๐‘˜ โˆˆ โ„• (9 / (10โ†‘๐‘˜)) = 1
 
Theoremgeoihalfsum 11532 Prove that the infinite geometric series of 1/2, 1/2 + 1/4 + 1/8 + ... = 1. Uses geoisum1 11529. This is a representation of .111... in binary with an infinite number of 1's. Theorem 0.999... 11531 proves a similar claim for .999... in base 10. (Contributed by David A. Wheeler, 4-Jan-2017.) (Proof shortened by AV, 9-Jul-2022.)
ฮฃ๐‘˜ โˆˆ โ„• (1 / (2โ†‘๐‘˜)) = 1
 
4.8.8  Ratio test for infinite series convergence
 
Theoremcvgratnnlembern 11533 Lemma for cvgratnn 11541. Upper bound for a geometric progression of positive ratio less than one. (Contributed by Jim Kingdon, 24-Nov-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ 0 < ๐ด)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„•)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (๐ดโ†‘๐‘€) < ((1 / ((1 / ๐ด) โˆ’ 1)) / ๐‘€))
 
Theoremcvgratnnlemnexp 11534* Lemma for cvgratnn 11541. (Contributed by Jim Kingdon, 15-Nov-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ 0 < ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) โ‰ค (๐ด ยท (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘˜))))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘)) โ‰ค ((absโ€˜(๐นโ€˜1)) ยท (๐ดโ†‘(๐‘ โˆ’ 1))))
 
Theoremcvgratnnlemmn 11535* Lemma for cvgratnn 11541. (Contributed by Jim Kingdon, 15-Nov-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ 0 < ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) โ‰ค (๐ด ยท (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘˜))))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„•)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘)) โ‰ค ((absโ€˜(๐นโ€˜๐‘€)) ยท (๐ดโ†‘(๐‘ โˆ’ ๐‘€))))
 
Theoremcvgratnnlemseq 11536* Lemma for cvgratnn 11541. (Contributed by Jim Kingdon, 21-Nov-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ 0 < ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) โ‰ค (๐ด ยท (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘˜))))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„•)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ((seq1( + , ๐น)โ€˜๐‘) โˆ’ (seq1( + , ๐น)โ€˜๐‘€)) = ฮฃ๐‘– โˆˆ ((๐‘€ + 1)...๐‘)(๐นโ€˜๐‘–))
 
Theoremcvgratnnlemabsle 11537* Lemma for cvgratnn 11541. (Contributed by Jim Kingdon, 21-Nov-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ 0 < ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) โ‰ค (๐ด ยท (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘˜))))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„•)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (absโ€˜ฮฃ๐‘– โˆˆ ((๐‘€ + 1)...๐‘)(๐นโ€˜๐‘–)) โ‰ค ((absโ€˜(๐นโ€˜๐‘€)) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ ((๐‘€ + 1)...๐‘)(๐ดโ†‘(๐‘– โˆ’ ๐‘€))))
 
Theoremcvgratnnlemsumlt 11538* Lemma for cvgratnn 11541. (Contributed by Jim Kingdon, 23-Nov-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ 0 < ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) โ‰ค (๐ด ยท (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘˜))))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„•)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ ((๐‘€ + 1)...๐‘)(๐ดโ†‘(๐‘– โˆ’ ๐‘€)) < (๐ด / (1 โˆ’ ๐ด)))
 
Theoremcvgratnnlemfm 11539* Lemma for cvgratnn 11541. (Contributed by Jim Kingdon, 23-Nov-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ 0 < ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) โ‰ค (๐ด ยท (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘˜))))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„•)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘€)) < ((((1 / ((1 / ๐ด) โˆ’ 1)) / ๐ด) ยท ((absโ€˜(๐นโ€˜1)) + 1)) / ๐‘€))
 
Theoremcvgratnnlemrate 11540* Lemma for cvgratnn 11541. (Contributed by Jim Kingdon, 21-Nov-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ 0 < ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) โ‰ค (๐ด ยท (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘˜))))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„•)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (absโ€˜((seq1( + , ๐น)โ€˜๐‘) โˆ’ (seq1( + , ๐น)โ€˜๐‘€))) < (((((1 / ((1 / ๐ด) โˆ’ 1)) / ๐ด) ยท ((absโ€˜(๐นโ€˜1)) + 1)) ยท (๐ด / (1 โˆ’ ๐ด))) / ๐‘€))
 
Theoremcvgratnn 11541* Ratio test for convergence of a complex infinite series. If the ratio ๐ด of the absolute values of successive terms in an infinite sequence ๐น is less than 1 for all terms, then the infinite sum of the terms of ๐น converges to a complex number. Although this theorem is similar to cvgratz 11542 and cvgratgt0 11543, the decision to index starting at one is not merely cosmetic, as proving convergence using climcvg1n 11360 is sensitive to how a sequence is indexed. (Contributed by NM, 26-Apr-2005.) (Revised by Jim Kingdon, 12-Nov-2022.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ 0 < ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) โ‰ค (๐ด ยท (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘˜))))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ seq1( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ )
 
Theoremcvgratz 11542* Ratio test for convergence of a complex infinite series. If the ratio ๐ด of the absolute values of successive terms in an infinite sequence ๐น is less than 1 for all terms, then the infinite sum of the terms of ๐น converges to a complex number. (Contributed by NM, 26-Apr-2005.) (Revised by Jim Kingdon, 11-Nov-2022.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ 0 < ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) โ‰ค (๐ด ยท (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘˜))))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ )
 
Theoremcvgratgt0 11543* Ratio test for convergence of a complex infinite series. If the ratio ๐ด of the absolute values of successive terms in an infinite sequence ๐น is less than 1 for all terms beyond some index ๐ต, then the infinite sum of the terms of ๐น converges to a complex number. (Contributed by NM, 26-Apr-2005.) (Revised by Jim Kingdon, 11-Nov-2022.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   ๐‘Š = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด < 1)    &   (๐œ‘ โ†’ 0 < ๐ด)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘Š) โ†’ (absโ€˜(๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) โ‰ค (๐ด ยท (absโ€˜(๐นโ€˜๐‘˜))))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ )
 
4.8.9  Mertens' theorem
 
Theoremmertenslemub 11544* Lemma for mertensabs 11547. An upper bound for ๐‘‡. (Contributed by Jim Kingdon, 3-Dec-2022.)
((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐บโ€˜๐‘˜) = ๐ต)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ seq0( + , ๐บ) โˆˆ dom โ‡ )    &   ๐‘‡ = {๐‘ง โˆฃ โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...(๐‘† โˆ’ 1))๐‘ง = (absโ€˜ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐‘› + 1))(๐บโ€˜๐‘˜))}    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‡)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ โ„•)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โ‰ค ฮฃ๐‘› โˆˆ (0...(๐‘† โˆ’ 1))(absโ€˜ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐‘› + 1))(๐บโ€˜๐‘˜)))
 
Theoremmertenslemi1 11545* Lemma for mertensabs 11547. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Apr-2014.) (Revised by Jim Kingdon, 2-Dec-2022.)
((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐นโ€˜๐‘—) = ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐พโ€˜๐‘—) = (absโ€˜๐ด))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„•0) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐บโ€˜๐‘˜) = ๐ต)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐ปโ€˜๐‘˜) = ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘˜)(๐ด ยท (๐บโ€˜(๐‘˜ โˆ’ ๐‘—))))    &   (๐œ‘ โ†’ seq0( + , ๐พ) โˆˆ dom โ‡ )    &   (๐œ‘ โ†’ seq0( + , ๐บ) โˆˆ dom โ‡ )    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ธ โˆˆ โ„+)    &   ๐‘‡ = {๐‘ง โˆฃ โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...(๐‘  โˆ’ 1))๐‘ง = (absโ€˜ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐‘› + 1))(๐บโ€˜๐‘˜))}    &   (๐œ“ โ†” (๐‘  โˆˆ โ„• โˆง โˆ€๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘ )(absโ€˜ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐‘› + 1))(๐บโ€˜๐‘˜)) < ((๐ธ / 2) / (ฮฃ๐‘— โˆˆ โ„•0 (๐พโ€˜๐‘—) + 1))))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„)    &   (๐œ‘ โ†’ (๐œ“ โˆง (๐‘ก โˆˆ โ„•0 โˆง โˆ€๐‘š โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘ก)(๐พโ€˜๐‘š) < (((๐ธ / 2) / ๐‘ ) / (๐‘ƒ + 1)))))    &   (๐œ‘ โ†’ 0 โ‰ค ๐‘ƒ)    &   (๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘ค โˆˆ ๐‘‡ ๐‘ค โ‰ค ๐‘ƒ)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โˆ€๐‘š โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘ฆ)(absโ€˜ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘š)(๐ด ยท ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜((๐‘š โˆ’ ๐‘—) + 1))๐ต)) < ๐ธ)
 
Theoremmertenslem2 11546* Lemma for mertensabs 11547. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Apr-2014.)
((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐นโ€˜๐‘—) = ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐พโ€˜๐‘—) = (absโ€˜๐ด))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„•0) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐บโ€˜๐‘˜) = ๐ต)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐ปโ€˜๐‘˜) = ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘˜)(๐ด ยท (๐บโ€˜(๐‘˜ โˆ’ ๐‘—))))    &   (๐œ‘ โ†’ seq0( + , ๐พ) โˆˆ dom โ‡ )    &   (๐œ‘ โ†’ seq0( + , ๐บ) โˆˆ dom โ‡ )    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ธ โˆˆ โ„+)    &   ๐‘‡ = {๐‘ง โˆฃ โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...(๐‘  โˆ’ 1))๐‘ง = (absโ€˜ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐‘› + 1))(๐บโ€˜๐‘˜))}    &   (๐œ“ โ†” (๐‘  โˆˆ โ„• โˆง โˆ€๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘ )(absโ€˜ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐‘› + 1))(๐บโ€˜๐‘˜)) < ((๐ธ / 2) / (ฮฃ๐‘— โˆˆ โ„•0 (๐พโ€˜๐‘—) + 1))))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โˆ€๐‘š โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘ฆ)(absโ€˜ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘š)(๐ด ยท ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜((๐‘š โˆ’ ๐‘—) + 1))๐ต)) < ๐ธ)
 
Theoremmertensabs 11547* Mertens' theorem. If ๐ด(๐‘—) is an absolutely convergent series and ๐ต(๐‘˜) is convergent, then (ฮฃ๐‘— โˆˆ โ„•0๐ด(๐‘—) ยท ฮฃ๐‘˜ โˆˆ โ„•0๐ต(๐‘˜)) = ฮฃ๐‘˜ โˆˆ โ„•0ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘˜)(๐ด(๐‘—) ยท ๐ต(๐‘˜ โˆ’ ๐‘—)) (and this latter series is convergent). This latter sum is commonly known as the Cauchy product of the sequences. The proof follows the outline at http://en.wikipedia.org/wiki/Cauchy_product#Proof_of_Mertens.27_theorem. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Apr-2014.) (Revised by Jim Kingdon, 8-Dec-2022.)
((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐นโ€˜๐‘—) = ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐พโ€˜๐‘—) = (absโ€˜๐ด))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„•0) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐บโ€˜๐‘˜) = ๐ต)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐ปโ€˜๐‘˜) = ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘˜)(๐ด ยท (๐บโ€˜(๐‘˜ โˆ’ ๐‘—))))    &   (๐œ‘ โ†’ seq0( + , ๐พ) โˆˆ dom โ‡ )    &   (๐œ‘ โ†’ seq0( + , ๐บ) โˆˆ dom โ‡ )    &   (๐œ‘ โ†’ seq0( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ )    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ seq0( + , ๐ป) โ‡ (ฮฃ๐‘— โˆˆ โ„•0 ๐ด ยท ฮฃ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ๐ต))
 
4.8.10  Finite and infinite products
 
4.8.10.1  Product sequences
 
Theoremprodf 11548* An infinite product of complex terms is a function from an upper set of integers to โ„‚. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( ยท , ๐น):๐‘โŸถโ„‚)
 
Theoremclim2prod 11549* The limit of an infinite product with an initial segment added. (Contributed by Scott Fenton, 18-Dec-2017.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ seq(๐‘ + 1)( ยท , ๐น) โ‡ ๐ด)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( ยท , ๐น) โ‡ ((seq๐‘€( ยท , ๐น)โ€˜๐‘) ยท ๐ด))
 
Theoremclim2divap 11550* The limit of an infinite product with an initial segment removed. (Contributed by Scott Fenton, 20-Dec-2017.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( ยท , ๐น) โ‡ ๐ด)    &   (๐œ‘ โ†’ (seq๐‘€( ยท , ๐น)โ€˜๐‘) # 0)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ seq(๐‘ + 1)( ยท , ๐น) โ‡ (๐ด / (seq๐‘€( ยท , ๐น)โ€˜๐‘)))
 
Theoremprod3fmul 11551* The product of two infinite products. (Contributed by Scott Fenton, 18-Dec-2017.) (Revised by Jim Kingdon, 22-Mar-2024.)
(๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ (๐บโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ (๐ปโ€˜๐‘˜) = ((๐นโ€˜๐‘˜) ยท (๐บโ€˜๐‘˜)))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (seq๐‘€( ยท , ๐ป)โ€˜๐‘) = ((seq๐‘€( ยท , ๐น)โ€˜๐‘) ยท (seq๐‘€( ยท , ๐บ)โ€˜๐‘)))
 
Theoremprodf1 11552 The value of the partial products in a one-valued infinite product. (Contributed by Scott Fenton, 5-Dec-2017.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    โ‡’   (๐‘ โˆˆ ๐‘ โ†’ (seq๐‘€( ยท , (๐‘ ร— {1}))โ€˜๐‘) = 1)
 
Theoremprodf1f 11553 A one-valued infinite product is equal to the constant one function. (Contributed by Scott Fenton, 5-Dec-2017.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    โ‡’   (๐‘€ โˆˆ โ„ค โ†’ seq๐‘€( ยท , (๐‘ ร— {1})) = (๐‘ ร— {1}))
 
Theoremprodfclim1 11554 The constant one product converges to one. (Contributed by Scott Fenton, 5-Dec-2017.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    โ‡’   (๐‘€ โˆˆ โ„ค โ†’ seq๐‘€( ยท , (๐‘ ร— {1})) โ‡ 1)
 
Theoremprodfap0 11555* The product of finitely many terms apart from zero is apart from zero. (Contributed by Scott Fenton, 14-Jan-2018.) (Revised by Jim Kingdon, 23-Mar-2024.)
(๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (๐‘€...๐‘)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) # 0)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (seq๐‘€( ยท , ๐น)โ€˜๐‘) # 0)
 
Theoremprodfrecap 11556* The reciprocal of a finite product. (Contributed by Scott Fenton, 15-Jan-2018.) (Revised by Jim Kingdon, 24-Mar-2024.)
(๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (๐‘€...๐‘)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) # 0)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (๐‘€...๐‘)) โ†’ (๐บโ€˜๐‘˜) = (1 / (๐นโ€˜๐‘˜)))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ (๐บโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (seq๐‘€( ยท , ๐บ)โ€˜๐‘) = (1 / (seq๐‘€( ยท , ๐น)โ€˜๐‘)))
 
Theoremprodfdivap 11557* The quotient of two products. (Contributed by Scott Fenton, 15-Jan-2018.) (Revised by Jim Kingdon, 24-Mar-2024.)
(๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ (๐บโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ (๐บโ€˜๐‘˜) # 0)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ (๐ปโ€˜๐‘˜) = ((๐นโ€˜๐‘˜) / (๐บโ€˜๐‘˜)))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (seq๐‘€( ยท , ๐ป)โ€˜๐‘) = ((seq๐‘€( ยท , ๐น)โ€˜๐‘) / (seq๐‘€( ยท , ๐บ)โ€˜๐‘)))
 
4.8.10.2  Non-trivial convergence
 
Theoremntrivcvgap 11558* A non-trivially converging infinite product converges. (Contributed by Scott Fenton, 18-Dec-2017.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘› โˆˆ ๐‘ โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ # 0 โˆง seq๐‘›( ยท , ๐น) โ‡ ๐‘ฆ))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) โˆˆ โ„‚)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( ยท , ๐น) โˆˆ dom โ‡ )
 
Theoremntrivcvgap0 11559* A product that converges to a value apart from zero converges non-trivially. (Contributed by Scott Fenton, 18-Dec-2017.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( ยท , ๐น) โ‡ ๐‘‹)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ # 0)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘› โˆˆ ๐‘ โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ # 0 โˆง seq๐‘›( ยท , ๐น) โ‡ ๐‘ฆ))
 
4.8.10.3  Complex products
 
Syntaxcprod 11560 Extend class notation to include complex products.
class โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต
 
Definitiondf-proddc 11561* Define the product of a series with an index set of integers ๐ด. This definition takes most of the aspects of df-sumdc 11364 and adapts them for multiplication instead of addition. However, we insist that in the infinite case, there is a nonzero tail of the sequence. This ensures that the convergence criteria match those of infinite sums. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.) (Revised by Jim Kingdon, 21-Mar-2024.)
โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = (โ„ฉ๐‘ฅ(โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„ค ((๐ด โІ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š) โˆง โˆ€๐‘— โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)DECID ๐‘— โˆˆ ๐ด) โˆง (โˆƒ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ # 0 โˆง seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฆ) โˆง seq๐‘š( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฅ)) โˆจ โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘“(๐‘“:(1...๐‘š)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด โˆง ๐‘ฅ = (seq1( ยท , (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if(๐‘› โ‰ค ๐‘š, โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘›) / ๐‘˜โฆŒ๐ต, 1)))โ€˜๐‘š))))
 
Theoremprodeq1f 11562 Equality theorem for a product. (Contributed by Scott Fenton, 1-Dec-2017.)
โ„ฒ๐‘˜๐ด    &   โ„ฒ๐‘˜๐ต    โ‡’   (๐ด = ๐ต โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ถ)
 
Theoremprodeq1 11563* Equality theorem for a product. (Contributed by Scott Fenton, 1-Dec-2017.)
(๐ด = ๐ต โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ถ)
 
Theoremnfcprod1 11564* Bound-variable hypothesis builder for product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
โ„ฒ๐‘˜๐ด    โ‡’   โ„ฒ๐‘˜โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต
 
Theoremnfcprod 11565* Bound-variable hypothesis builder for product: if ๐‘ฅ is (effectively) not free in ๐ด and ๐ต, it is not free in โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต. (Contributed by Scott Fenton, 1-Dec-2017.)
โ„ฒ๐‘ฅ๐ด    &   โ„ฒ๐‘ฅ๐ต    โ‡’   โ„ฒ๐‘ฅโˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต
 
Theoremprodeq2w 11566* Equality theorem for product, when the class expressions ๐ต and ๐ถ are equal everywhere. Proved using only Extensionality. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
(โˆ€๐‘˜ ๐ต = ๐ถ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ)
 
Theoremprodeq2 11567* Equality theorem for product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
(โˆ€๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ๐ถ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ)
 
Theoremcbvprod 11568* Change bound variable in a product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
(๐‘— = ๐‘˜ โ†’ ๐ต = ๐ถ)    &   โ„ฒ๐‘˜๐ด    &   โ„ฒ๐‘—๐ด    &   โ„ฒ๐‘˜๐ต    &   โ„ฒ๐‘—๐ถ    โ‡’   โˆ๐‘— โˆˆ ๐ด ๐ต = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ
 
Theoremcbvprodv 11569* Change bound variable in a product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
(๐‘— = ๐‘˜ โ†’ ๐ต = ๐ถ)    โ‡’   โˆ๐‘— โˆˆ ๐ด ๐ต = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ
 
Theoremcbvprodi 11570* Change bound variable in a product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
โ„ฒ๐‘˜๐ต    &   โ„ฒ๐‘—๐ถ    &   (๐‘— = ๐‘˜ โ†’ ๐ต = ๐ถ)    โ‡’   โˆ๐‘— โˆˆ ๐ด ๐ต = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ
 
Theoremprodeq1i 11571* Equality inference for product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
๐ด = ๐ต    โ‡’   โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ถ
 
Theoremprodeq2i 11572* Equality inference for product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
(๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†’ ๐ต = ๐ถ)    โ‡’   โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ
 
Theoremprodeq12i 11573* Equality inference for product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
๐ด = ๐ต    &   (๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†’ ๐ถ = ๐ท)    โ‡’   โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ท
 
Theoremprodeq1d 11574* Equality deduction for product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด = ๐ต)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ถ)
 
Theoremprodeq2d 11575* Equality deduction for product. Note that unlike prodeq2dv 11576, ๐‘˜ may occur in ๐œ‘. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
(๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ๐ถ)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ)
 
Theoremprodeq2dv 11576* Equality deduction for product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต = ๐ถ)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ)
 
Theoremprodeq2sdv 11577* Equality deduction for product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ต = ๐ถ)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ)
 
Theorem2cprodeq2dv 11578* Equality deduction for double product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ต) โ†’ ๐ถ = ๐ท)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘— โˆˆ ๐ด โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ถ = โˆ๐‘— โˆˆ ๐ด โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ท)
 
Theoremprodeq12dv 11579* Equality deduction for product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด = ๐ต)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ถ = ๐ท)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ท)
 
Theoremprodeq12rdv 11580* Equality deduction for product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด = ๐ต)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ต) โ†’ ๐ถ = ๐ท)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ท)
 
Theoremprodrbdclem 11581* Lemma for prodrbdc 11584. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.) (Revised by Jim Kingdon, 4-Apr-2024.)
๐น = (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ DECID ๐‘˜ โˆˆ ๐ด)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    โ‡’   ((๐œ‘ โˆง ๐ด โІ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘)) โ†’ (seq๐‘€( ยท , ๐น) โ†พ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘)) = seq๐‘( ยท , ๐น))
 
Theoremfproddccvg 11582* The sequence of partial products of a finite product converges to the whole product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
๐น = (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ DECID ๐‘˜ โˆˆ ๐ด)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ (๐‘€...๐‘))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( ยท , ๐น) โ‡ (seq๐‘€( ยท , ๐น)โ€˜๐‘))
 
Theoremprodrbdclem2 11583* Lemma for prodrbdc 11584. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
๐น = (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ DECID ๐‘˜ โˆˆ ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘)) โ†’ DECID ๐‘˜ โˆˆ ๐ด)    โ‡’   ((๐œ‘ โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ (seq๐‘€( ยท , ๐น) โ‡ ๐ถ โ†” seq๐‘( ยท , ๐น) โ‡ ๐ถ))
 
Theoremprodrbdc 11584* Rebase the starting point of a product. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
๐น = (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ DECID ๐‘˜ โˆˆ ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘)) โ†’ DECID ๐‘˜ โˆˆ ๐ด)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (seq๐‘€( ยท , ๐น) โ‡ ๐ถ โ†” seq๐‘( ยท , ๐น) โ‡ ๐ถ))
 
Theoremprodmodclem3 11585* Lemma for prodmodc 11588. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.) (Revised by Jim Kingdon, 11-Apr-2024.)
๐น = (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    &   ๐บ = (๐‘— โˆˆ โ„• โ†ฆ if(๐‘— โ‰ค (โ™ฏโ€˜๐ด), โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘—) / ๐‘˜โฆŒ๐ต, 1))    &   ๐ป = (๐‘— โˆˆ โ„• โ†ฆ if(๐‘— โ‰ค (โ™ฏโ€˜๐ด), โฆ‹(๐พโ€˜๐‘—) / ๐‘˜โฆŒ๐ต, 1))    &   (๐œ‘ โ†’ (๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘“:(1...๐‘€)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐พ:(1...๐‘)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ (seq1( ยท , ๐บ)โ€˜๐‘€) = (seq1( ยท , ๐ป)โ€˜๐‘))
 
Theoremprodmodclem2a 11586* Lemma for prodmodc 11588. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.) (Revised by Jim Kingdon, 11-Apr-2024.)
๐น = (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    &   ๐บ = (๐‘— โˆˆ โ„• โ†ฆ if(๐‘— โ‰ค (โ™ฏโ€˜๐ด), โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘—) / ๐‘˜โฆŒ๐ต, 1))    &   ๐ป = (๐‘— โˆˆ โ„• โ†ฆ if(๐‘— โ‰ค (โ™ฏโ€˜๐ด), โฆ‹(๐พโ€˜๐‘—) / ๐‘˜โฆŒ๐ต, 1))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)) โ†’ DECID ๐‘˜ โˆˆ ๐ด)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘“:(1...๐‘)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐พ Isom < , < ((1...(โ™ฏโ€˜๐ด)), ๐ด))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( ยท , ๐น) โ‡ (seq1( ยท , ๐บ)โ€˜๐‘))
 
Theoremprodmodclem2 11587* Lemma for prodmodc 11588. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.) (Revised by Jim Kingdon, 13-Apr-2024.)
๐น = (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    &   ๐บ = (๐‘— โˆˆ โ„• โ†ฆ if(๐‘— โ‰ค (โ™ฏโ€˜๐ด), โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘—) / ๐‘˜โฆŒ๐ต, 1))    โ‡’   ((๐œ‘ โˆง โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„ค ((๐ด โІ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š) โˆง โˆ€๐‘— โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)DECID ๐‘— โˆˆ ๐ด) โˆง (โˆƒ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ # 0 โˆง seq๐‘›( ยท , ๐น) โ‡ ๐‘ฆ) โˆง seq๐‘š( ยท , ๐น) โ‡ ๐‘ฅ))) โ†’ (โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘“(๐‘“:(1...๐‘š)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด โˆง ๐‘ง = (seq1( ยท , ๐บ)โ€˜๐‘š)) โ†’ ๐‘ฅ = ๐‘ง))
 
Theoremprodmodc 11588* A product has at most one limit. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.) (Modified by Jim Kingdon, 14-Apr-2024.)
๐น = (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    &   ๐บ = (๐‘— โˆˆ โ„• โ†ฆ if(๐‘— โ‰ค (โ™ฏโ€˜๐ด), โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘—) / ๐‘˜โฆŒ๐ต, 1))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆƒ*๐‘ฅ(โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„ค ((๐ด โІ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š) โˆง โˆ€๐‘— โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)DECID ๐‘— โˆˆ ๐ด) โˆง (โˆƒ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ # 0 โˆง seq๐‘›( ยท , ๐น) โ‡ ๐‘ฆ) โˆง seq๐‘š( ยท , ๐น) โ‡ ๐‘ฅ)) โˆจ โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘“(๐‘“:(1...๐‘š)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด โˆง ๐‘ฅ = (seq1( ยท , ๐บ)โ€˜๐‘š))))
 
Theoremzproddc 11589* Series product with index set a subset of the upper integers. (Contributed by Scott Fenton, 5-Dec-2017.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘› โˆˆ ๐‘ โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ # 0 โˆง seq๐‘›( ยท , ๐น) โ‡ ๐‘ฆ))    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ ๐‘)    &   (๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘— โˆˆ ๐‘ DECID ๐‘— โˆˆ ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) = if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ( โ‡ โ€˜seq๐‘€( ยท , ๐น)))
 
Theoremiprodap 11590* Series product with an upper integer index set (i.e. an infinite product.) (Contributed by Scott Fenton, 5-Dec-2017.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘› โˆˆ ๐‘ โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ # 0 โˆง seq๐‘›( ยท , ๐น) โ‡ ๐‘ฆ))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) = ๐ต)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ๐ต = ( โ‡ โ€˜seq๐‘€( ยท , ๐น)))
 
Theoremzprodap0 11591* Nonzero series product with index set a subset of the upper integers. (Contributed by Scott Fenton, 6-Dec-2017.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ # 0)    &   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( ยท , ๐น) โ‡ ๐‘‹)    &   (๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘— โˆˆ ๐‘ DECID ๐‘— โˆˆ ๐ด)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ ๐‘)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) = if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ๐‘‹)
 
Theoremiprodap0 11592* Nonzero series product with an upper integer index set (i.e. an infinite product.) (Contributed by Scott Fenton, 6-Dec-2017.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ # 0)    &   (๐œ‘ โ†’ seq๐‘€( ยท , ๐น) โ‡ ๐‘‹)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐นโ€˜๐‘˜) = ๐ต)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ๐ต = ๐‘‹)
 
4.8.10.4  Finite products
 
Theoremfprodseq 11593* The value of a product over a nonempty finite set. (Contributed by Scott Fenton, 6-Dec-2017.) (Revised by Jim Kingdon, 15-Jul-2024.)
(๐‘˜ = (๐นโ€˜๐‘›) โ†’ ๐ต = ๐ถ)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„•)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐น:(1...๐‘€)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘€)) โ†’ (๐บโ€˜๐‘›) = ๐ถ)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = (seq1( ยท , (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if(๐‘› โ‰ค ๐‘€, (๐บโ€˜๐‘›), 1)))โ€˜๐‘€))
 
Theoremfprodntrivap 11594* A non-triviality lemma for finite sequences. (Contributed by Scott Fenton, 16-Dec-2017.)
๐‘ = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ (๐‘€...๐‘))    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘› โˆˆ ๐‘ โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ # 0 โˆง seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฆ))
 
Theoremprod0 11595 A product over the empty set is one. (Contributed by Scott Fenton, 5-Dec-2017.)
โˆ๐‘˜ โˆˆ โˆ… ๐ด = 1
 
Theoremprod1dc 11596* Any product of one over a valid set is one. (Contributed by Scott Fenton, 7-Dec-2017.) (Revised by Jim Kingdon, 5-Aug-2024.)
(((๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โІ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€) โˆง โˆ€๐‘— โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)DECID ๐‘— โˆˆ ๐ด) โˆจ ๐ด โˆˆ Fin) โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด 1 = 1)
 
Theoremprodfct 11597* A lemma to facilitate conversions from the function form to the class-variable form of a product. (Contributed by Scott Fenton, 7-Dec-2017.)
(โˆ€๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ โˆ๐‘— โˆˆ ๐ด ((๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐ต)โ€˜๐‘—) = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต)
 
Theoremfprodf1o 11598* Re-index a finite product using a bijection. (Contributed by Scott Fenton, 7-Dec-2017.)
(๐‘˜ = ๐บ โ†’ ๐ต = ๐ท)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ Fin)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐น:๐ถโ€“1-1-ontoโ†’๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ ๐ถ) โ†’ (๐นโ€˜๐‘›) = ๐บ)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = โˆ๐‘› โˆˆ ๐ถ ๐ท)
 
Theoremprodssdc 11599* Change the index set to a subset in an upper integer product. (Contributed by Scott Fenton, 11-Dec-2017.) (Revised by Jim Kingdon, 6-Aug-2024.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ ๐ต)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ # 0 โˆง seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€) โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ต, ๐ถ, 1))) โ‡ ๐‘ฆ))    &   (๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘— โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)DECID ๐‘— โˆˆ ๐ด)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (๐ต โˆ– ๐ด)) โ†’ ๐ถ = 1)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ต โІ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€))    &   (๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘— โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘€)DECID ๐‘— โˆˆ ๐ต)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ถ)
 
Theoremfprodssdc 11600* Change the index set to a subset in a finite sum. (Contributed by Scott Fenton, 16-Dec-2017.)
(๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ ๐ต)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚)    &   (๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘— โˆˆ ๐ต DECID ๐‘— โˆˆ ๐ด)    &   ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (๐ต โˆ– ๐ด)) โ†’ ๐ถ = 1)    &   (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ Fin)    โ‡’   (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ = โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ถ)
    < Previous  Next >

Page List
Jump to page: Contents  1 1-100 2 101-200 3 201-300 4 301-400 5 401-500 6 501-600 7 601-700 8 701-800 9 801-900 10 901-1000 11 1001-1100 12 1101-1200 13 1201-1300 14 1301-1400 15 1401-1500 16 1501-1600 17 1601-1700 18 1701-1800 19 1801-1900 20 1901-2000 21 2001-2100 22 2101-2200 23 2201-2300 24 2301-2400 25 2401-2500 26 2501-2600 27 2601-2700 28 2701-2800 29 2801-2900 30 2901-3000 31 3001-3100 32 3101-3200 33 3201-3300 34 3301-3400 35 3401-3500 36 3501-3600 37 3601-3700 38 3701-3800 39 3801-3900 40 3901-4000 41 4001-4100 42 4101-4200 43 4201-4300 44 4301-4400 45 4401-4500 46 4501-4600 47 4601-4700 48 4701-4800 49 4801-4900 50 4901-5000 51 5001-5100 52 5101-5200 53 5201-5300 54 5301-5400 55 5401-5500 56 5501-5600 57 5601-5700 58 5701-5800 59 5801-5900 60 5901-6000 61 6001-6100 62 6101-6200 63 6201-6300 64 6301-6400 65 6401-6500 66 6501-6600 67 6601-6700 68 6701-6800 69 6801-6900 70 6901-7000 71 7001-7100 72 7101-7200 73 7201-7300 74 7301-7400 75 7401-7500 76 7501-7600 77 7601-7700 78 7701-7800 79 7801-7900 80 7901-8000 81 8001-8100 82 8101-8200 83 8201-8300 84 8301-8400 85 8401-8500 86 8501-8600 87 8601-8700 88 8701-8800 89 8801-8900 90 8901-9000 91 9001-9100 92 9101-9200 93 9201-9300 94 9301-9400 95 9401-9500 96 9501-9600 97 9601-9700 98 9701-9800 99 9801-9900 100 9901-10000 101 10001-10100 102 10101-10200 103 10201-10300 104 10301-10400 105 10401-10500 106 10501-10600 107 10601-10700 108 10701-10800 109 10801-10900 110 10901-11000 111 11001-11100 112 11101-11200 113 11201-11300 114 11301-11400 115 11401-11500 116 11501-11600 117 11601-11700 118 11701-11800 119 11801-11900 120 11901-12000 121 12001-12100 122 12101-12200 123 12201-12300 124 12301-12400 125 12401-12500 126 12501-12600 127 12601-12700 128 12701-12800 129 12801-12900 130 12901-13000 131 13001-13100 132 13101-13200 133 13201-13300 134 13301-13400 135 13401-13500 136 13501-13600 137 13601-13700 138 13701-13800 139 13801-13900 140 13901-14000 141 14001-14100 142 14101-14200 143 14201-14300 144 14301-14400 145 14401-14500 146 14501-14600 147 14601-14700 148 14701-14800 149 14801-14900 150 14901-14917
  Copyright terms: Public domain < Previous  Next >