MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  aaliou3lem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem aaliou3lem3 25857
Description: Lemma for aaliou3 25864. (Contributed by Stefan O'Rear, 16-Nov-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
aaliou3lem.a ๐บ = (๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด) โ†ฆ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท ((1 / 2)โ†‘(๐‘ โˆ’ ๐ด))))
aaliou3lem.b ๐น = (๐‘Ž โˆˆ โ„• โ†ฆ (2โ†‘-(!โ€˜๐‘Ž)))
Assertion
Ref Expression
aaliou3lem3 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (seq๐ด( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ โˆง ฮฃ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)(๐นโ€˜๐‘) โˆˆ โ„+ โˆง ฮฃ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)(๐นโ€˜๐‘) โ‰ค (2 ยท (2โ†‘-(!โ€˜๐ด)))))
Distinct variable groups:   ๐น,๐‘,๐‘   ๐ด,๐‘Ž,๐‘,๐‘   ๐บ,๐‘Ž,๐‘
Allowed substitution hints:   ๐น(๐‘Ž)   ๐บ(๐‘)

Proof of Theorem aaliou3lem3
StepHypRef Expression
1 eqid 2733 . . 3 (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด) = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)
2 nnz 12579 . . . 4 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค)
3 uzid 12837 . . . 4 (๐ด โˆˆ โ„ค โ†’ ๐ด โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด))
42, 3syl 17 . . 3 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ๐ด โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด))
5 aaliou3lem.a . . . 4 ๐บ = (๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด) โ†ฆ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท ((1 / 2)โ†‘(๐‘ โˆ’ ๐ด))))
65aaliou3lem1 25855 . . 3 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐บโ€˜๐‘) โˆˆ โ„)
7 aaliou3lem.b . . . . . 6 ๐น = (๐‘Ž โˆˆ โ„• โ†ฆ (2โ†‘-(!โ€˜๐‘Ž)))
85, 7aaliou3lem2 25856 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘) โˆˆ (0(,](๐บโ€˜๐‘)))
9 0xr 11261 . . . . . 6 0 โˆˆ โ„*
10 elioc2 13387 . . . . . 6 ((0 โˆˆ โ„* โˆง (๐บโ€˜๐‘) โˆˆ โ„) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘) โˆˆ (0(,](๐บโ€˜๐‘)) โ†” ((๐นโ€˜๐‘) โˆˆ โ„ โˆง 0 < (๐นโ€˜๐‘) โˆง (๐นโ€˜๐‘) โ‰ค (๐บโ€˜๐‘))))
119, 6, 10sylancr 588 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘) โˆˆ (0(,](๐บโ€˜๐‘)) โ†” ((๐นโ€˜๐‘) โˆˆ โ„ โˆง 0 < (๐นโ€˜๐‘) โˆง (๐นโ€˜๐‘) โ‰ค (๐บโ€˜๐‘))))
128, 11mpbid 231 . . . 4 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘) โˆˆ โ„ โˆง 0 < (๐นโ€˜๐‘) โˆง (๐นโ€˜๐‘) โ‰ค (๐บโ€˜๐‘)))
1312simp1d 1143 . . 3 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘) โˆˆ โ„)
14 halfcn 12427 . . . . . 6 (1 / 2) โˆˆ โ„‚
1514a1i 11 . . . . 5 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (1 / 2) โˆˆ โ„‚)
16 halfre 12426 . . . . . . . . 9 (1 / 2) โˆˆ โ„
17 halfgt0 12428 . . . . . . . . 9 0 < (1 / 2)
1816, 17elrpii 12977 . . . . . . . 8 (1 / 2) โˆˆ โ„+
19 rprege0 12989 . . . . . . . 8 ((1 / 2) โˆˆ โ„+ โ†’ ((1 / 2) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค (1 / 2)))
20 absid 15243 . . . . . . . 8 (((1 / 2) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค (1 / 2)) โ†’ (absโ€˜(1 / 2)) = (1 / 2))
2118, 19, 20mp2b 10 . . . . . . 7 (absโ€˜(1 / 2)) = (1 / 2)
22 halflt1 12430 . . . . . . 7 (1 / 2) < 1
2321, 22eqbrtri 5170 . . . . . 6 (absโ€˜(1 / 2)) < 1
2423a1i 11 . . . . 5 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (absโ€˜(1 / 2)) < 1)
25 2rp 12979 . . . . . . 7 2 โˆˆ โ„+
26 nnnn0 12479 . . . . . . . . . 10 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ๐ด โˆˆ โ„•0)
2726faccld 14244 . . . . . . . . 9 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (!โ€˜๐ด) โˆˆ โ„•)
2827nnzd 12585 . . . . . . . 8 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (!โ€˜๐ด) โˆˆ โ„ค)
2928znegcld 12668 . . . . . . 7 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ -(!โ€˜๐ด) โˆˆ โ„ค)
30 rpexpcl 14046 . . . . . . 7 ((2 โˆˆ โ„+ โˆง -(!โ€˜๐ด) โˆˆ โ„ค) โ†’ (2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) โˆˆ โ„+)
3125, 29, 30sylancr 588 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) โˆˆ โ„+)
3231rpcnd 13018 . . . . 5 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) โˆˆ โ„‚)
332, 15, 24, 32, 5geolim3 25852 . . . 4 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ seq๐ด( + , ๐บ) โ‡ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 โˆ’ (1 / 2))))
34 seqex 13968 . . . . 5 seq๐ด( + , ๐บ) โˆˆ V
35 ovex 7442 . . . . 5 ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 โˆ’ (1 / 2))) โˆˆ V
3634, 35breldm 5909 . . . 4 (seq๐ด( + , ๐บ) โ‡ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 โˆ’ (1 / 2))) โ†’ seq๐ด( + , ๐บ) โˆˆ dom โ‡ )
3733, 36syl 17 . . 3 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ seq๐ด( + , ๐บ) โˆˆ dom โ‡ )
3812simp2d 1144 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ 0 < (๐นโ€˜๐‘))
3913, 38elrpd 13013 . . . 4 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘) โˆˆ โ„+)
4039rpge0d 13020 . . 3 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ 0 โ‰ค (๐นโ€˜๐‘))
4112simp3d 1145 . . 3 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘) โ‰ค (๐บโ€˜๐‘))
421, 4, 6, 13, 37, 40, 41cvgcmp 15762 . 2 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ seq๐ด( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ )
43 eqidd 2734 . . 3 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘) = (๐นโ€˜๐‘))
441, 1, 4, 43, 39, 42isumrpcl 15789 . 2 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)(๐นโ€˜๐‘) โˆˆ โ„+)
45 eqidd 2734 . . . 4 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐บโ€˜๐‘) = (๐บโ€˜๐‘))
461, 2, 43, 13, 45, 6, 41, 42, 37isumle 15790 . . 3 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)(๐นโ€˜๐‘) โ‰ค ฮฃ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)(๐บโ€˜๐‘))
476recnd 11242 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐บโ€˜๐‘) โˆˆ โ„‚)
481, 2, 45, 47, 33isumclim 15703 . . . 4 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)(๐บโ€˜๐‘) = ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 โˆ’ (1 / 2))))
49 1mhlfehlf 12431 . . . . . 6 (1 โˆ’ (1 / 2)) = (1 / 2)
5049oveq2i 7420 . . . . 5 ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 โˆ’ (1 / 2))) = ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 / 2))
51 2cn 12287 . . . . . . . 8 2 โˆˆ โ„‚
52 mulcl 11194 . . . . . . . 8 (((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚) โ†’ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2) โˆˆ โ„‚)
5332, 51, 52sylancl 587 . . . . . . 7 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2) โˆˆ โ„‚)
5453div1d 11982 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2) / 1) = ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2))
55 1rp 12978 . . . . . . . . 9 1 โˆˆ โ„+
56 rpcnne0 12992 . . . . . . . . 9 (1 โˆˆ โ„+ โ†’ (1 โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โ‰  0))
5755, 56ax-mp 5 . . . . . . . 8 (1 โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โ‰  0)
58 2cnne0 12422 . . . . . . . 8 (2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0)
59 divdiv2 11926 . . . . . . . 8 (((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) โˆˆ โ„‚ โˆง (1 โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โ‰  0) โˆง (2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0)) โ†’ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 / 2)) = (((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2) / 1))
6057, 58, 59mp3an23 1454 . . . . . . 7 ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) โˆˆ โ„‚ โ†’ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 / 2)) = (((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2) / 1))
6132, 60syl 17 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 / 2)) = (((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2) / 1))
62 mulcom 11196 . . . . . . 7 ((2 โˆˆ โ„‚ โˆง (2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) โˆˆ โ„‚) โ†’ (2 ยท (2โ†‘-(!โ€˜๐ด))) = ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2))
6351, 32, 62sylancr 588 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (2 ยท (2โ†‘-(!โ€˜๐ด))) = ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2))
6454, 61, 633eqtr4d 2783 . . . . 5 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 / 2)) = (2 ยท (2โ†‘-(!โ€˜๐ด))))
6550, 64eqtrid 2785 . . . 4 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 โˆ’ (1 / 2))) = (2 ยท (2โ†‘-(!โ€˜๐ด))))
6648, 65eqtrd 2773 . . 3 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)(๐บโ€˜๐‘) = (2 ยท (2โ†‘-(!โ€˜๐ด))))
6746, 66breqtrd 5175 . 2 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)(๐นโ€˜๐‘) โ‰ค (2 ยท (2โ†‘-(!โ€˜๐ด))))
6842, 44, 673jca 1129 1 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (seq๐ด( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ โˆง ฮฃ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)(๐นโ€˜๐‘) โˆˆ โ„+ โˆง ฮฃ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)(๐นโ€˜๐‘) โ‰ค (2 ยท (2โ†‘-(!โ€˜๐ด)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 397   โˆง w3a 1088   = wceq 1542   โˆˆ wcel 2107   โ‰  wne 2941   class class class wbr 5149   โ†ฆ cmpt 5232  dom cdm 5677  โ€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  โ„‚cc 11108  โ„cr 11109  0cc0 11110  1c1 11111   + caddc 11113   ยท cmul 11115  โ„*cxr 11247   < clt 11248   โ‰ค cle 11249   โˆ’ cmin 11444  -cneg 11445   / cdiv 11871  โ„•cn 12212  2c2 12267  โ„คcz 12558  โ„คโ‰ฅcuz 12822  โ„+crp 12974  (,]cioc 13325  seqcseq 13966  โ†‘cexp 14027  !cfa 14233  abscabs 15181   โ‡ cli 15428  ฮฃcsu 15632
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-inf2 9636  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-se 5633  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-isom 6553  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-er 8703  df-pm 8823  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9505  df-card 9934  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-rp 12975  df-ioc 13329  df-ico 13330  df-fz 13485  df-fzo 13628  df-fl 13757  df-seq 13967  df-exp 14028  df-fac 14234  df-hash 14291  df-shft 15014  df-cj 15046  df-re 15047  df-im 15048  df-sqrt 15182  df-abs 15183  df-limsup 15415  df-clim 15432  df-rlim 15433  df-sum 15633
This theorem is referenced by:  aaliou3lem4  25859  aaliou3lem7  25862
  Copyright terms: Public domain W3C validator