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Theorem bfplem1 38756
Description: Lemma for bfp 38758. The sequence 𝐺, which simply starts from any point in the space and iterates 𝐹, satisfies the property that the distance from 𝐺(𝑛) to 𝐺(𝑛 + 1) decreases by at least 𝐾 after each step. Thus, the total distance from any 𝐺(𝑖) to 𝐺(𝑗) is bounded by a geometric series, and the sequence is Cauchy. Therefore, it converges to a point ((⇝𝑡‘𝐽)‘𝐺) since the space is complete. (Contributed by Jeff Madsen, 17-Jun-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
bfp.2 (𝜑 → 𝐷 ∈ (CMet‘𝑋))
bfp.3 (𝜑 → 𝑋 ≠ ∅)
bfp.4 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℝ+)
bfp.5 (𝜑 → 𝐾 < 1)
bfp.6 (𝜑 → 𝐹:𝑋⟶𝑋)
bfp.7 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋)) → ((𝐹‘𝑥)𝐷(𝐹‘𝑦)) ≤ (𝐾 · (𝑥𝐷𝑦)))
bfp.8 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
bfp.9 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑋)
bfp.10 𝐺 = seq1((𝐹 ∘ 1st ), (ℕ × {𝐴}))
Assertion
Ref Expression
bfplem1 (𝜑 → 𝐺(⇝𝑡‘𝐽)((⇝𝑡‘𝐽)‘𝐺))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐷   𝑥,𝐺,𝑦   𝑥,𝐽,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦   𝑥,𝐹,𝑦   𝑥,𝐾,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥, 𝑦)

Proof of Theorem bfplem1
Dummy variables 𝑗 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 bfp.2 . . 3 (𝜑 → 𝐷 ∈ (CMet‘𝑋))
2 cmetmet 25607 . . . . 5 (𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
31, 2syl 18 . . . 4 (𝜑 → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
4 nnuz 13004 . . . . 5 ℕ = (ℤ≥‘1)
5 bfp.10 . . . . 5 𝐺 = seq1((𝐹 ∘ 1st ), (ℕ × {𝐴}))
6 1zzd 12727 . . . . 5 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
7 bfp.9 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑋)
8 bfp.6 . . . . 5 (𝜑 → 𝐹:𝑋⟶𝑋)
94, 5, 6, 7, 8algrf 16748 . . . 4 (𝜑 → 𝐺:ℕ⟶𝑋)
108, 7ffvelcdmd 7085 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐹‘𝐴) ∈ 𝑋)
11 metcl 24651 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ (𝐹‘𝐴) ∈ 𝑋) → (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) ∈ ℝ)
123, 7, 10, 11syl3anc 1398 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) ∈ ℝ)
13 bfp.4 . . . . 5 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℝ+)
1412, 13rerpdivcld 13195 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) ∈ ℝ)
15 bfp.5 . . . 4 (𝜑 → 𝐾 < 1)
16 fveq2 6885 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 1 → (𝐺‘𝑗) = (𝐺‘1))
17 fvoveq1 7443 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 1 → (𝐺‘(𝑗 + 1)) = (𝐺‘(1 + 1)))
1816, 17oveq12d 7438 . . . . . . . 8 (𝑗 = 1 → ((𝐺‘𝑗)𝐷(𝐺‘(𝑗 + 1))) = ((𝐺‘1)𝐷(𝐺‘(1 + 1))))
19 oveq2 7428 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 1 → (𝐾↑𝑗) = (𝐾↑1))
2019oveq2d 7436 . . . . . . . 8 (𝑗 = 1 → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑗)) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑1)))
2118, 20breq12d 5116 . . . . . . 7 (𝑗 = 1 → (((𝐺‘𝑗)𝐷(𝐺‘(𝑗 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑗)) ↔ ((𝐺‘1)𝐷(𝐺‘(1 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑1))))
2221imbi2d 343 . . . . . 6 (𝑗 = 1 → ((𝜑 → ((𝐺‘𝑗)𝐷(𝐺‘(𝑗 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑗))) ↔ (𝜑 → ((𝐺‘1)𝐷(𝐺‘(1 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑1)))))
23 fveq2 6885 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑘 → (𝐺‘𝑗) = (𝐺‘𝑘))
24 fvoveq1 7443 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑘 → (𝐺‘(𝑗 + 1)) = (𝐺‘(𝑘 + 1)))
2523, 24oveq12d 7438 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑘 → ((𝐺‘𝑗)𝐷(𝐺‘(𝑗 + 1))) = ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))))
26 oveq2 7428 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑘 → (𝐾↑𝑗) = (𝐾↑𝑘))
2726oveq2d 7436 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑘 → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑗)) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)))
2825, 27breq12d 5116 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑘 → (((𝐺‘𝑗)𝐷(𝐺‘(𝑗 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑗)) ↔ ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘))))
2928imbi2d 343 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑘 → ((𝜑 → ((𝐺‘𝑗)𝐷(𝐺‘(𝑗 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑗))) ↔ (𝜑 → ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)))))
30 fveq2 6885 . . . . . . . . 9 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (𝐺‘𝑗) = (𝐺‘(𝑘 + 1)))
31 fvoveq1 7443 . . . . . . . . 9 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (𝐺‘(𝑗 + 1)) = (𝐺‘((𝑘 + 1) + 1)))
3230, 31oveq12d 7438 . . . . . . . 8 (𝑗 = (𝑘 + 1) → ((𝐺‘𝑗)𝐷(𝐺‘(𝑗 + 1))) = ((𝐺‘(𝑘 + 1))𝐷(𝐺‘((𝑘 + 1) + 1))))
33 oveq2 7428 . . . . . . . . 9 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (𝐾↑𝑗) = (𝐾↑(𝑘 + 1)))
3433oveq2d 7436 . . . . . . . 8 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑗)) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))))
3532, 34breq12d 5116 . . . . . . 7 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (((𝐺‘𝑗)𝐷(𝐺‘(𝑗 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑗)) ↔ ((𝐺‘(𝑘 + 1))𝐷(𝐺‘((𝑘 + 1) + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1)))))
3635imbi2d 343 . . . . . 6 (𝑗 = (𝑘 + 1) → ((𝜑 → ((𝐺‘𝑗)𝐷(𝐺‘(𝑗 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑗))) ↔ (𝜑 → ((𝐺‘(𝑘 + 1))𝐷(𝐺‘((𝑘 + 1) + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))))))
3712leidd 11882 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) ≤ (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)))
384, 5, 6, 7algr0 16747 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐺‘1) = 𝐴)
39 1nn 12346 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℕ
404, 5, 6, 7, 8algrp1 16749 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 1 ∈ ℕ) → (𝐺‘(1 + 1)) = (𝐹‘(𝐺‘1)))
4139, 40mpan2 704 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺‘(1 + 1)) = (𝐹‘(𝐺‘1)))
4238fveq2d 6889 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘(𝐺‘1)) = (𝐹‘𝐴))
4341, 42eqtrd 2796 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐺‘(1 + 1)) = (𝐹‘𝐴))
4438, 43oveq12d 7438 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐺‘1)𝐷(𝐺‘(1 + 1))) = (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)))
4513rpred 13164 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℝ)
4645recnd 11337 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℂ)
4746exp1d 14284 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐾↑1) = 𝐾)
4847oveq2d 7436 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑1)) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · 𝐾))
4912recnd 11337 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) ∈ ℂ)
5013rpne0d 13169 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐾 ≠ 0)
5149, 46, 50divcan1d 12094 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · 𝐾) = (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)))
5248, 51eqtrd 2796 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑1)) = (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)))
5337, 44, 523brtr4d 5137 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐺‘1)𝐷(𝐺‘(1 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑1)))
549ffvelcdmda 7084 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑘) ∈ 𝑋)
55 peano2nn 12347 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ → (𝑘 + 1) ∈ ℕ)
56 ffvelcdm 7081 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺:ℕ⟶𝑋 ∧ (𝑘 + 1) ∈ ℕ) → (𝐺‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑋)
579, 55, 56syl2an 608 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑋)
5854, 57jca 521 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐺‘𝑘) ∈ 𝑋 ∧ (𝐺‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑋))
59 bfp.7 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋)) → ((𝐹‘𝑥)𝐷(𝐹‘𝑦)) ≤ (𝐾 · (𝑥𝐷𝑦)))
6059ralrimivva 3206 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥)𝐷(𝐹‘𝑦)) ≤ (𝐾 · (𝑥𝐷𝑦)))
6160adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥)𝐷(𝐹‘𝑦)) ≤ (𝐾 · (𝑥𝐷𝑦)))
62 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝐺‘𝑘) → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘(𝐺‘𝑘)))
6362oveq1d 7435 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝐺‘𝑘) → ((𝐹‘𝑥)𝐷(𝐹‘𝑦)) = ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘𝑦)))
64 oveq1 7427 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝐺‘𝑘) → (𝑥𝐷𝑦) = ((𝐺‘𝑘)𝐷𝑦))
6564oveq2d 7436 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝐺‘𝑘) → (𝐾 · (𝑥𝐷𝑦)) = (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷𝑦)))
6663, 65breq12d 5116 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝐺‘𝑘) → (((𝐹‘𝑥)𝐷(𝐹‘𝑦)) ≤ (𝐾 · (𝑥𝐷𝑦)) ↔ ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘𝑦)) ≤ (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷𝑦))))
67 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝐺‘(𝑘 + 1)) → (𝐹‘𝑦) = (𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1))))
6867oveq2d 7436 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝐺‘(𝑘 + 1)) → ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘𝑦)) = ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))))
69 oveq2 7428 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝐺‘(𝑘 + 1)) → ((𝐺‘𝑘)𝐷𝑦) = ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))))
7069oveq2d 7436 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝐺‘(𝑘 + 1)) → (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷𝑦)) = (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))))
7168, 70breq12d 5116 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = (𝐺‘(𝑘 + 1)) → (((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘𝑦)) ≤ (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷𝑦)) ↔ ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))))))
7266, 71rspc2v 3587 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺‘𝑘) ∈ 𝑋 ∧ (𝐺‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑋) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥)𝐷(𝐹‘𝑦)) ≤ (𝐾 · (𝑥𝐷𝑦)) → ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))))))
7358, 61, 72sylc 66 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))))
743adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
758adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐹:𝑋⟶𝑋)
7675, 54ffvelcdmd 7085 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝐺‘𝑘)) ∈ 𝑋)
7775, 57ffvelcdmd 7085 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1))) ∈ 𝑋)
78 metcl 24651 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ (𝐹‘(𝐺‘𝑘)) ∈ 𝑋 ∧ (𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1))) ∈ 𝑋) → ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ∈ ℝ)
7974, 76, 77, 78syl3anc 1398 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ∈ ℝ)
8045adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐾 ∈ ℝ)
81 metcl 24651 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ (𝐺‘𝑘) ∈ 𝑋 ∧ (𝐺‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑋) → ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ∈ ℝ)
8274, 54, 57, 81syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ∈ ℝ)
8380, 82remulcld 11339 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ∈ ℝ)
8414adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) ∈ ℝ)
8555adantl 487 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑘 + 1) ∈ ℕ)
8685nnnn0d 12667 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑘 + 1) ∈ ℕ0)
8780, 86reexpcld 14306 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐾↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ)
8884, 87remulcld 11339 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))) ∈ ℝ)
89 letr 11404 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ∈ ℝ ∧ (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ∈ ℝ ∧ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))) ∈ ℝ) → ((((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ∧ (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1)))) → ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1)))))
9079, 83, 88, 89syl3anc 1398 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ∧ (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1)))) → ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1)))))
9173, 90mpand 708 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))) → ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1)))))
92 nnnn0 12613 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
93 reexpcl 14221 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐾↑𝑘) ∈ ℝ)
9445, 92, 93syl2an 608 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐾↑𝑘) ∈ ℝ)
9584, 94remulcld 11339 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) ∈ ℝ)
9613rpgt0d 13167 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 < 𝐾)
9796adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 0 < 𝐾)
98 lemul1 12169 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ∈ ℝ ∧ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) ∈ ℝ ∧ (𝐾 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐾)) → (((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) ↔ (((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) · 𝐾) ≤ ((((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) · 𝐾)))
9982, 95, 80, 97, 98syl112anc 1401 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) ↔ (((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) · 𝐾) ≤ ((((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) · 𝐾)))
10082recnd 11337 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ∈ ℂ)
10146adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐾 ∈ ℂ)
102100, 101mulcomd 11330 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) · 𝐾) = (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))))
10384recnd 11337 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) ∈ ℂ)
10494recnd 11337 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐾↑𝑘) ∈ ℂ)
105103, 104, 101mulassd 11332 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) · 𝐾) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · ((𝐾↑𝑘) · 𝐾)))
106 expp1 14211 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐾 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐾↑(𝑘 + 1)) = ((𝐾↑𝑘) · 𝐾))
10746, 92, 106syl2an 608 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐾↑(𝑘 + 1)) = ((𝐾↑𝑘) · 𝐾))
108107oveq2d 7436 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · ((𝐾↑𝑘) · 𝐾)))
109105, 108eqtr4d 2799 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) · 𝐾) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))))
110102, 109breq12d 5116 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) · 𝐾) ≤ ((((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) · 𝐾) ↔ (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1)))))
11199, 110bitrd 282 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) ↔ (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1)))))
1124, 5, 6, 7, 8algrp1 16749 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘(𝑘 + 1)) = (𝐹‘(𝐺‘𝑘)))
1134, 5, 6, 7, 8algrp1 16749 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑘 + 1) ∈ ℕ) → (𝐺‘((𝑘 + 1) + 1)) = (𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1))))
11455, 113sylan2 605 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘((𝑘 + 1) + 1)) = (𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1))))
115112, 114oveq12d 7438 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐺‘(𝑘 + 1))𝐷(𝐺‘((𝑘 + 1) + 1))) = ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))))
116115breq1d 5113 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐺‘(𝑘 + 1))𝐷(𝐺‘((𝑘 + 1) + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))) ↔ ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1)))))
11791, 111, 1163imtr4d 297 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) → ((𝐺‘(𝑘 + 1))𝐷(𝐺‘((𝑘 + 1) + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1)))))
118117expcom 419 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ ℕ → (𝜑 → (((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) → ((𝐺‘(𝑘 + 1))𝐷(𝐺‘((𝑘 + 1) + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))))))
119118a2d 30 . . . . . 6 (𝑘 ∈ ℕ → ((𝜑 → ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘))) → (𝜑 → ((𝐺‘(𝑘 + 1))𝐷(𝐺‘((𝑘 + 1) + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))))))
12022, 29, 36, 29, 53, 119nnind 12353 . . . . 5 (𝑘 ∈ ℕ → (𝜑 → ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘))))
121120impcom 413 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)))
1223, 9, 14, 13, 15, 121geomcau 38693 . . 3 (𝜑 → 𝐺 ∈ (Cau‘𝐷))
123 bfp.8 . . . 4 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
124123cmetcau 25610 . . 3 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (Cau‘𝐷)) → 𝐺 ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽))
1251, 122, 124syl2anc 596 . 2 (𝜑 → 𝐺 ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽))
126 metxmet 24653 . . . 4 (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
127123methaus 24839 . . . 4 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ Haus)
1283, 126, 1273syl 19 . . 3 (𝜑 → 𝐽 ∈ Haus)
129 lmfun 23699 . . 3 (𝐽 ∈ Haus → Fun (⇝𝑡‘𝐽))
130 funfvbrb 7050 . . 3 (Fun (⇝𝑡‘𝐽) → (𝐺 ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽) ↔ 𝐺(⇝𝑡‘𝐽)((⇝𝑡‘𝐽)‘𝐺)))
131128, 129, 1303syl 19 . 2 (𝜑 → (𝐺 ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽) ↔ 𝐺(⇝𝑡‘𝐽)((⇝𝑡‘𝐽)‘𝐺)))
132125, 131mpbid 235 1 (𝜑 → 𝐺(⇝𝑡‘𝐽)((⇝𝑡‘𝐽)‘𝐺))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  ∅c0 4279  {csn 4584   class class class wbr 5103   × cxp 5649  dom cdm 5651   ∘ ccom 5655  Fun wfun 6532  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  1st c1st 7999  ℂcc 11198  ℝcr 11199  0cc0 11200  1c1 11201   + caddc 11203   · cmul 11205   < clt 11343   ≤ cle 11344   / cdiv 11973  ℕcn 12335  ℕ0cn0 12606  ℝ+crp 13120  seqcseq 14144  ↑cexp 14204  ∞Metcxmet 21663  Metcmet 21664  MetOpencmopn 21668  ⇝𝑡clm 23544  Hauscha 23626  Cauccau 25574  CMetccmet 25575
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-inf2 9642  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-er 8717  df-map 8849  df-pm 8850  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-n0 12607  df-z 12694  df-uz 12966  df-q 13076  df-rp 13121  df-xneg 13241  df-xadd 13242  df-xmul 13243  df-ico 13482  df-icc 13483  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-fl 13932  df-seq 14145  df-exp 14205  df-hash 14475  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-clim 15655  df-rlim 15656  df-sum 15854  df-rest 17593  df-topgen 17614  df-psmet 21670  df-xmet 21671  df-met 21672  df-bl 21673  df-mopn 21674  df-fbas 21675  df-fg 21676  df-top 23212  df-topon 23229  df-bases 23264  df-ntr 23338  df-nei 23416  df-lm 23547  df-haus 23633  df-fil 24165  df-fm 24257  df-flim 24258  df-flf 24259  df-cfil 25576  df-cau 25577  df-cmet 25578
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