MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  abelth2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem abelth2 24410
Description: Abel's theorem, restricted to the [0, 1] interval. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Apr-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
abelth2.1 (𝜑𝐴:ℕ0⟶ℂ)
abelth2.2 (𝜑 → seq0( + , 𝐴) ∈ dom ⇝ )
abelth2.3 𝐹 = (𝑥 ∈ (0[,]1) ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴𝑛) · (𝑥𝑛)))
Assertion
Ref Expression
abelth2 (𝜑𝐹 ∈ ((0[,]1)–cn→ℂ))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑛,𝐴   𝜑,𝑛,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑥,𝑛)

Proof of Theorem abelth2
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 unitssre 12542 . . . . . . 7 (0[,]1) ⊆ ℝ
2 ax-resscn 10278 . . . . . . 7 ℝ ⊆ ℂ
31, 2sstri 3807 . . . . . 6 (0[,]1) ⊆ ℂ
43a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0[,]1) ⊆ ℂ)
5 1re 10325 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
6 simpr 473 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → 𝑧 ∈ (0[,]1))
7 elicc01 12510 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ (0[,]1) ↔ (𝑧 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑧𝑧 ≤ 1))
86, 7sylib 209 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → (𝑧 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑧𝑧 ≤ 1))
98simp1d 1165 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → 𝑧 ∈ ℝ)
10 resubcl 10630 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (1 − 𝑧) ∈ ℝ)
115, 9, 10sylancr 577 . . . . . . 7 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → (1 − 𝑧) ∈ ℝ)
1211leidd 10879 . . . . . 6 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → (1 − 𝑧) ≤ (1 − 𝑧))
13 1red 10326 . . . . . . 7 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → 1 ∈ ℝ)
148simp3d 1167 . . . . . . 7 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → 𝑧 ≤ 1)
159, 13, 14abssubge0d 14393 . . . . . 6 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → (abs‘(1 − 𝑧)) = (1 − 𝑧))
168simp2d 1166 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → 0 ≤ 𝑧)
179, 16absidd 14384 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → (abs‘𝑧) = 𝑧)
1817oveq2d 6890 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → (1 − (abs‘𝑧)) = (1 − 𝑧))
1918oveq2d 6890 . . . . . . 7 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → (1 · (1 − (abs‘𝑧))) = (1 · (1 − 𝑧)))
2011recnd 10353 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → (1 − 𝑧) ∈ ℂ)
2120mulid2d 10343 . . . . . . 7 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → (1 · (1 − 𝑧)) = (1 − 𝑧))
2219, 21eqtrd 2840 . . . . . 6 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → (1 · (1 − (abs‘𝑧))) = (1 − 𝑧))
2312, 15, 223brtr4d 4876 . . . . 5 ((𝜑𝑧 ∈ (0[,]1)) → (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧))))
244, 23ssrabdv 3878 . . . 4 (𝜑 → (0[,]1) ⊆ {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))})
2524resmptd 5657 . . 3 (𝜑 → ((𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))} ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴𝑛) · (𝑥𝑛))) ↾ (0[,]1)) = (𝑥 ∈ (0[,]1) ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴𝑛) · (𝑥𝑛))))
26 abelth2.3 . . 3 𝐹 = (𝑥 ∈ (0[,]1) ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴𝑛) · (𝑥𝑛)))
2725, 26syl6eqr 2858 . 2 (𝜑 → ((𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))} ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴𝑛) · (𝑥𝑛))) ↾ (0[,]1)) = 𝐹)
28 abelth2.1 . . . 4 (𝜑𝐴:ℕ0⟶ℂ)
29 abelth2.2 . . . 4 (𝜑 → seq0( + , 𝐴) ∈ dom ⇝ )
30 1red 10326 . . . 4 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
31 0le1 10836 . . . . 5 0 ≤ 1
3231a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 0 ≤ 1)
33 eqid 2806 . . . 4 {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))} = {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))}
34 eqid 2806 . . . 4 (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))} ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴𝑛) · (𝑥𝑛))) = (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))} ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴𝑛) · (𝑥𝑛)))
3528, 29, 30, 32, 33, 34abelth 24409 . . 3 (𝜑 → (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))} ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴𝑛) · (𝑥𝑛))) ∈ ({𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))}–cn→ℂ))
36 rescncf 22913 . . 3 ((0[,]1) ⊆ {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))} → ((𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))} ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴𝑛) · (𝑥𝑛))) ∈ ({𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))}–cn→ℂ) → ((𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))} ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴𝑛) · (𝑥𝑛))) ↾ (0[,]1)) ∈ ((0[,]1)–cn→ℂ)))
3724, 35, 36sylc 65 . 2 (𝜑 → ((𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (1 · (1 − (abs‘𝑧)))} ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴𝑛) · (𝑥𝑛))) ↾ (0[,]1)) ∈ ((0[,]1)–cn→ℂ))
3827, 37eqeltrrd 2886 1 (𝜑𝐹 ∈ ((0[,]1)–cn→ℂ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384  w3a 1100   = wceq 1637  wcel 2156  {crab 3100  wss 3769   class class class wbr 4844  cmpt 4923  dom cdm 5311  cres 5313  wf 6097  cfv 6101  (class class class)co 6874  cc 10219  cr 10220  0cc0 10221  1c1 10222   + caddc 10224   · cmul 10226  cle 10360  cmin 10551  0cn0 11559  [,]cicc 12396  seqcseq 13024  cexp 13083  abscabs 14197  cli 14438  Σcsu 14639  cnccncf 22892
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1877  ax-4 1894  ax-5 2001  ax-6 2068  ax-7 2104  ax-8 2158  ax-9 2165  ax-10 2185  ax-11 2201  ax-12 2214  ax-13 2420  ax-ext 2784  ax-rep 4964  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5096  ax-un 7179  ax-inf2 8785  ax-cnex 10277  ax-resscn 10278  ax-1cn 10279  ax-icn 10280  ax-addcl 10281  ax-addrcl 10282  ax-mulcl 10283  ax-mulrcl 10284  ax-mulcom 10285  ax-addass 10286  ax-mulass 10287  ax-distr 10288  ax-i2m1 10289  ax-1ne0 10290  ax-1rid 10291  ax-rnegex 10292  ax-rrecex 10293  ax-cnre 10294  ax-pre-lttri 10295  ax-pre-lttrn 10296  ax-pre-ltadd 10297  ax-pre-mulgt0 10298  ax-pre-sup 10299  ax-addf 10300  ax-mulf 10301
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 866  df-3or 1101  df-3an 1102  df-tru 1641  df-fal 1651  df-ex 1860  df-nf 1864  df-sb 2061  df-eu 2634  df-mo 2635  df-clab 2793  df-cleq 2799  df-clel 2802  df-nfc 2937  df-ne 2979  df-nel 3082  df-ral 3101  df-rex 3102  df-reu 3103  df-rmo 3104  df-rab 3105  df-v 3393  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-pss 3785  df-nul 4117  df-if 4280  df-pw 4353  df-sn 4371  df-pr 4373  df-tp 4375  df-op 4377  df-uni 4631  df-int 4670  df-iun 4714  df-iin 4715  df-br 4845  df-opab 4907  df-mpt 4924  df-tr 4947  df-id 5219  df-eprel 5224  df-po 5232  df-so 5233  df-fr 5270  df-se 5271  df-we 5272  df-xp 5317  df-rel 5318  df-cnv 5319  df-co 5320  df-dm 5321  df-rn 5322  df-res 5323  df-ima 5324  df-pred 5893  df-ord 5939  df-on 5940  df-lim 5941  df-suc 5942  df-iota 6064  df-fun 6103  df-fn 6104  df-f 6105  df-f1 6106  df-fo 6107  df-f1o 6108  df-fv 6109  df-isom 6110  df-riota 6835  df-ov 6877  df-oprab 6878  df-mpt2 6879  df-of 7127  df-om 7296  df-1st 7398  df-2nd 7399  df-supp 7530  df-wrecs 7642  df-recs 7704  df-rdg 7742  df-1o 7796  df-2o 7797  df-oadd 7800  df-er 7979  df-map 8094  df-pm 8095  df-ixp 8146  df-en 8193  df-dom 8194  df-sdom 8195  df-fin 8196  df-fsupp 8515  df-fi 8556  df-sup 8587  df-inf 8588  df-oi 8654  df-card 9048  df-cda 9275  df-pnf 10361  df-mnf 10362  df-xr 10363  df-ltxr 10364  df-le 10365  df-sub 10553  df-neg 10554  df-div 10970  df-nn 11306  df-2 11364  df-3 11365  df-4 11366  df-5 11367  df-6 11368  df-7 11369  df-8 11370  df-9 11371  df-n0 11560  df-z 11644  df-dec 11760  df-uz 11905  df-q 12008  df-rp 12047  df-xneg 12162  df-xadd 12163  df-xmul 12164  df-ico 12399  df-icc 12400  df-fz 12550  df-fzo 12690  df-fl 12817  df-seq 13025  df-exp 13084  df-hash 13338  df-shft 14030  df-cj 14062  df-re 14063  df-im 14064  df-sqrt 14198  df-abs 14199  df-limsup 14425  df-clim 14442  df-rlim 14443  df-sum 14640  df-struct 16070  df-ndx 16071  df-slot 16072  df-base 16074  df-sets 16075  df-ress 16076  df-plusg 16166  df-mulr 16167  df-starv 16168  df-sca 16169  df-vsca 16170  df-ip 16171  df-tset 16172  df-ple 16173  df-ds 16175  df-unif 16176  df-hom 16177  df-cco 16178  df-rest 16288  df-topn 16289  df-0g 16307  df-gsum 16308  df-topgen 16309  df-pt 16310  df-prds 16313  df-xrs 16367  df-qtop 16372  df-imas 16373  df-xps 16375  df-mre 16451  df-mrc 16452  df-acs 16454  df-mgm 17447  df-sgrp 17489  df-mnd 17500  df-submnd 17541  df-mulg 17746  df-cntz 17951  df-cmn 18396  df-psmet 19946  df-xmet 19947  df-met 19948  df-bl 19949  df-mopn 19950  df-cnfld 19955  df-top 20912  df-topon 20929  df-topsp 20951  df-bases 20964  df-cld 21037  df-ntr 21038  df-cn 21245  df-cnp 21246  df-t1 21332  df-haus 21333  df-tx 21579  df-hmeo 21772  df-xms 22338  df-ms 22339  df-tms 22340  df-cncf 22894  df-ulm 24345
This theorem is referenced by:  leibpi  24883
  Copyright terms: Public domain W3C validator