Theorem redcwlpolemeq1 16381

Description: Lemma for redcwlpo 16382. A biconditionalized version of trilpolemeq1 16367. (Contributed by Jim Kingdon, 21-Jun-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
redcwlpolemeq1.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶{0, 1})
redcwlpolemeq1.a	⊢ 𝐴 = Σ𝑖 ∈ ℕ ((1 / (2↑𝑖)) · (𝐹‘𝑖))

Assertion

Ref	Expression
redcwlpolemeq1	⊢ (𝜑 → (𝐴 = 1 ↔ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑖,𝑥   𝑖,𝐹,𝑥   𝜑,𝑖,𝑥

Proof of Theorem redcwlpolemeq1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		redcwlpolemeq1.f	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶{0, 1})
2	1	adantr 276	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 1) → 𝐹:ℕ⟶{0, 1})
3		redcwlpolemeq1.a	. . 3 ⊢ 𝐴 = Σ𝑖 ∈ ℕ ((1 / (2↑𝑖)) · (𝐹‘𝑖))
4		simpr 110	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 1) → 𝐴 = 1)
5	2, 3, 4	trilpolemeq1 16367	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 1) → ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1)
6		fveqeq2 5635	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑖 → ((𝐹‘𝑥) = 1 ↔ (𝐹‘𝑖) = 1))
7		simplr 528	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) ∧ 𝑖 ∈ ℕ) → ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1)
8		simpr 110	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) ∧ 𝑖 ∈ ℕ) → 𝑖 ∈ ℕ)
9	6, 7, 8	rspcdva 2912	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) ∧ 𝑖 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑖) = 1)
10	9	oveq2d 6016	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) ∧ 𝑖 ∈ ℕ) → ((1 / (2↑𝑖)) · (𝐹‘𝑖)) = ((1 / (2↑𝑖)) · 1))
11		2nn 9268	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 ∈ ℕ
12	11	a1i 9	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) ∧ 𝑖 ∈ ℕ) → 2 ∈ ℕ)
13	8	nnnn0d 9418	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) ∧ 𝑖 ∈ ℕ) → 𝑖 ∈ ℕ0)
14	12, 13	nnexpcld 10912	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) ∧ 𝑖 ∈ ℕ) → (2↑𝑖) ∈ ℕ)
15	14	nncnd 9120	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) ∧ 𝑖 ∈ ℕ) → (2↑𝑖) ∈ ℂ)
16	14	nnap0d 9152	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) ∧ 𝑖 ∈ ℕ) → (2↑𝑖) # 0)
17	15, 16	recclapd 8924	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) ∧ 𝑖 ∈ ℕ) → (1 / (2↑𝑖)) ∈ ℂ)
18	17	mulridd 8159	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) ∧ 𝑖 ∈ ℕ) → ((1 / (2↑𝑖)) · 1) = (1 / (2↑𝑖)))
19	10, 18	eqtrd 2262	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) ∧ 𝑖 ∈ ℕ) → ((1 / (2↑𝑖)) · (𝐹‘𝑖)) = (1 / (2↑𝑖)))
20	19	sumeq2dv 11874	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) → Σ𝑖 ∈ ℕ ((1 / (2↑𝑖)) · (𝐹‘𝑖)) = Σ𝑖 ∈ ℕ (1 / (2↑𝑖)))
21		geoihalfsum 12028	. . . 4 ⊢ Σ𝑖 ∈ ℕ (1 / (2↑𝑖)) = 1
22	21	eqcomi 2233	. . 3 ⊢ 1 = Σ𝑖 ∈ ℕ (1 / (2↑𝑖))
23	20, 3, 22	3eqtr4g 2287	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1) → 𝐴 = 1)
24	5, 23	impbida 598	1 ⊢ (𝜑 → (𝐴 = 1 ↔ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝐹‘𝑥) = 1))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1395   ∈ wcel 2200  ∀wral 2508  {cpr 3667  ⟶wf 5313  ‘cfv 5317  (class class class)co 6000  0cc0 7995  1c1 7996   · cmul 8000   / cdiv 8815  ℕcn 9106  2c2 9157  ↑cexp 10755  Σcsu 11859

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 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4198  ax-sep 4201  ax-nul 4209  ax-pow 4257  ax-pr 4292  ax-un 4523  ax-setind 4628  ax-iinf 4679  ax-cnex 8086  ax-resscn 8087  ax-1cn 8088  ax-1re 8089  ax-icn 8090  ax-addcl 8091  ax-addrcl 8092  ax-mulcl 8093  ax-mulrcl 8094  ax-addcom 8095  ax-mulcom 8096  ax-addass 8097  ax-mulass 8098  ax-distr 8099  ax-i2m1 8100  ax-0lt1 8101  ax-1rid 8102  ax-0id 8103  ax-rnegex 8104  ax-precex 8105  ax-cnre 8106  ax-pre-ltirr 8107  ax-pre-ltwlin 8108  ax-pre-lttrn 8109  ax-pre-apti 8110  ax-pre-ltadd 8111  ax-pre-mulgt0 8112  ax-pre-mulext 8113  ax-arch 8114  ax-caucvg 8115

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-if 3603  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3888  df-int 3923  df-iun 3966  df-br 4083  df-opab 4145  df-mpt 4146  df-tr 4182  df-id 4383  df-po 4386  df-iso 4387  df-iord 4456  df-on 4458  df-ilim 4459  df-suc 4461  df-iom 4682  df-xp 4724  df-rel 4725  df-cnv 4726  df-co 4727  df-dm 4728  df-rn 4729  df-res 4730  df-ima 4731  df-iota 5277  df-fun 5319  df-fn 5320  df-f 5321  df-f1 5322  df-fo 5323  df-f1o 5324  df-fv 5325  df-isom 5326  df-riota 5953  df-ov 6003  df-oprab 6004  df-mpo 6005  df-1st 6284  df-2nd 6285  df-recs 6449  df-irdg 6514  df-frec 6535  df-1o 6560  df-oadd 6564  df-er 6678  df-en 6886  df-dom 6887  df-fin 6888  df-pnf 8179  df-mnf 8180  df-xr 8181  df-ltxr 8182  df-le 8183  df-sub 8315  df-neg 8316  df-reap 8718  df-ap 8725  df-div 8816  df-inn 9107  df-2 9165  df-3 9166  df-4 9167  df-n0 9366  df-z 9443  df-uz 9719  df-q 9811  df-rp 9846  df-ico 10086  df-fz 10201  df-fzo 10335  df-seqfrec 10665  df-exp 10756  df-ihash 10993  df-cj 11348  df-re 11349  df-im 11350  df-rsqrt 11504  df-abs 11505  df-clim 11785  df-sumdc 11860

This theorem is referenced by:  redcwlpo  16382  neapmkvlem  16394