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

Theorem aaliou3lem3 25848
Description: Lemma for aaliou3 25855. (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 2732 . . 3 (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด) = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)
2 nnz 12575 . . . 4 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค)
3 uzid 12833 . . . 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 25846 . . 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 25847 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘) โˆˆ (0(,](๐บโ€˜๐‘)))
9 0xr 11257 . . . . . 6 0 โˆˆ โ„*
10 elioc2 13383 . . . . . 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 587 . . . . 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 1142 . . 3 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘) โˆˆ โ„)
14 halfcn 12423 . . . . . 6 (1 / 2) โˆˆ โ„‚
1514a1i 11 . . . . 5 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (1 / 2) โˆˆ โ„‚)
16 halfre 12422 . . . . . . . . 9 (1 / 2) โˆˆ โ„
17 halfgt0 12424 . . . . . . . . 9 0 < (1 / 2)
1816, 17elrpii 12973 . . . . . . . 8 (1 / 2) โˆˆ โ„+
19 rprege0 12985 . . . . . . . 8 ((1 / 2) โˆˆ โ„+ โ†’ ((1 / 2) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค (1 / 2)))
20 absid 15239 . . . . . . . 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 12426 . . . . . . 7 (1 / 2) < 1
2321, 22eqbrtri 5168 . . . . . 6 (absโ€˜(1 / 2)) < 1
2423a1i 11 . . . . 5 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (absโ€˜(1 / 2)) < 1)
25 2rp 12975 . . . . . . 7 2 โˆˆ โ„+
26 nnnn0 12475 . . . . . . . . . 10 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ๐ด โˆˆ โ„•0)
2726faccld 14240 . . . . . . . . 9 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (!โ€˜๐ด) โˆˆ โ„•)
2827nnzd 12581 . . . . . . . 8 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (!โ€˜๐ด) โˆˆ โ„ค)
2928znegcld 12664 . . . . . . 7 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ -(!โ€˜๐ด) โˆˆ โ„ค)
30 rpexpcl 14042 . . . . . . 7 ((2 โˆˆ โ„+ โˆง -(!โ€˜๐ด) โˆˆ โ„ค) โ†’ (2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) โˆˆ โ„+)
3125, 29, 30sylancr 587 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) โˆˆ โ„+)
3231rpcnd 13014 . . . . 5 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) โˆˆ โ„‚)
332, 15, 24, 32, 5geolim3 25843 . . . 4 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ seq๐ด( + , ๐บ) โ‡ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 โˆ’ (1 / 2))))
34 seqex 13964 . . . . 5 seq๐ด( + , ๐บ) โˆˆ V
35 ovex 7438 . . . . 5 ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 โˆ’ (1 / 2))) โˆˆ V
3634, 35breldm 5906 . . . 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 1143 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ 0 < (๐นโ€˜๐‘))
3913, 38elrpd 13009 . . . 4 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘) โˆˆ โ„+)
4039rpge0d 13016 . . 3 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ 0 โ‰ค (๐นโ€˜๐‘))
4112simp3d 1144 . . 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 15758 . 2 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ seq๐ด( + , ๐น) โˆˆ dom โ‡ )
43 eqidd 2733 . . 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 15785 . 2 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)(๐นโ€˜๐‘) โˆˆ โ„+)
45 eqidd 2733 . . . 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 15786 . . 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 11238 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐บโ€˜๐‘) โˆˆ โ„‚)
481, 2, 45, 47, 33isumclim 15699 . . . 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 12427 . . . . . 6 (1 โˆ’ (1 / 2)) = (1 / 2)
5049oveq2i 7416 . . . . 5 ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 โˆ’ (1 / 2))) = ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 / 2))
51 2cn 12283 . . . . . . . 8 2 โˆˆ โ„‚
52 mulcl 11190 . . . . . . . 8 (((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚) โ†’ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2) โˆˆ โ„‚)
5332, 51, 52sylancl 586 . . . . . . 7 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2) โˆˆ โ„‚)
5453div1d 11978 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2) / 1) = ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2))
55 1rp 12974 . . . . . . . . 9 1 โˆˆ โ„+
56 rpcnne0 12988 . . . . . . . . 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 12418 . . . . . . . 8 (2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0)
59 divdiv2 11922 . . . . . . . 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 1453 . . . . . . 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 11192 . . . . . . 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 587 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ (2 ยท (2โ†‘-(!โ€˜๐ด))) = ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) ยท 2))
6454, 61, 633eqtr4d 2782 . . . . 5 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 / 2)) = (2 ยท (2โ†‘-(!โ€˜๐ด))))
6550, 64eqtrid 2784 . . . 4 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ((2โ†‘-(!โ€˜๐ด)) / (1 โˆ’ (1 / 2))) = (2 ยท (2โ†‘-(!โ€˜๐ด))))
6648, 65eqtrd 2772 . . 3 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)(๐บโ€˜๐‘) = (2 ยท (2โ†‘-(!โ€˜๐ด))))
6746, 66breqtrd 5173 . 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 1128 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 396   โˆง w3a 1087   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106   โ‰  wne 2940   class class class wbr 5147   โ†ฆ cmpt 5230  dom cdm 5675  โ€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  โ„‚cc 11104  โ„cr 11105  0cc0 11106  1c1 11107   + caddc 11109   ยท cmul 11111  โ„*cxr 11243   < clt 11244   โ‰ค cle 11245   โˆ’ cmin 11440  -cneg 11441   / cdiv 11867  โ„•cn 12208  2c2 12263  โ„คcz 12554  โ„คโ‰ฅcuz 12818  โ„+crp 12970  (,]cioc 13321  seqcseq 13962  โ†‘cexp 14023  !cfa 14229  abscabs 15177   โ‡ cli 15424  ฮฃcsu 15628
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-inf2 9632  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8699  df-pm 8819  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-sup 9433  df-inf 9434  df-oi 9501  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-rp 12971  df-ioc 13325  df-ico 13326  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-fl 13753  df-seq 13963  df-exp 14024  df-fac 14230  df-hash 14287  df-shft 15010  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-limsup 15411  df-clim 15428  df-rlim 15429  df-sum 15629
This theorem is referenced by:  aaliou3lem4  25850  aaliou3lem7  25853
  Copyright terms: Public domain W3C validator