Users' Mathboxes Mathbox for Jeff Madsen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  bfplem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem bfplem1 39022
Description: Lemma for bfp 39024. 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 25662 . . . . 5 (𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
31, 2syl 18 . . . 4 (𝜑 → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
4 nnuz 13044 . . . . 5 ℕ = (ℤ≥‘1)
5 bfp.10 . . . . 5 𝐺 = seq1((𝐹 ∘ 1st ), (ℕ × {𝐴}))
6 1zzd 12767 . . . . 5 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
7 bfp.9 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑋)
8 bfp.6 . . . . 5 (𝜑 → 𝐹:𝑋⟶𝑋)
94, 5, 6, 7, 8algrf 16792 . . . 4 (𝜑 → 𝐺:ℕ⟶𝑋)
108, 7ffvelcdmd 7117 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐹‘𝐴) ∈ 𝑋)
11 metcl 24706 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ (𝐹‘𝐴) ∈ 𝑋) → (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) ∈ ℝ)
123, 7, 10, 11syl3anc 1399 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) ∈ ℝ)
13 bfp.4 . . . . 5 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℝ+)
1412, 13rerpdivcld 13235 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) ∈ ℝ)
15 bfp.5 . . . 4 (𝜑 → 𝐾 < 1)
16 fveq2 6916 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 1 → (𝐺‘𝑗) = (𝐺‘1))
17 fvoveq1 7474 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 1 → (𝐺‘(𝑗 + 1)) = (𝐺‘(1 + 1)))
1816, 17oveq12d 7469 . . . . . . . 8 (𝑗 = 1 → ((𝐺‘𝑗)𝐷(𝐺‘(𝑗 + 1))) = ((𝐺‘1)𝐷(𝐺‘(1 + 1))))
19 oveq2 7459 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 1 → (𝐾↑𝑗) = (𝐾↑1))
2019oveq2d 7467 . . . . . . . 8 (𝑗 = 1 → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑗)) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑1)))
2118, 20breq12d 5121 . . . . . . 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 6916 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑘 → (𝐺‘𝑗) = (𝐺‘𝑘))
24 fvoveq1 7474 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑘 → (𝐺‘(𝑗 + 1)) = (𝐺‘(𝑘 + 1)))
2523, 24oveq12d 7469 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑘 → ((𝐺‘𝑗)𝐷(𝐺‘(𝑗 + 1))) = ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))))
26 oveq2 7459 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑘 → (𝐾↑𝑗) = (𝐾↑𝑘))
2726oveq2d 7467 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑘 → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑗)) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)))
2825, 27breq12d 5121 . . . . . . 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 6916 . . . . . . . . 9 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (𝐺‘𝑗) = (𝐺‘(𝑘 + 1)))
31 fvoveq1 7474 . . . . . . . . 9 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (𝐺‘(𝑗 + 1)) = (𝐺‘((𝑘 + 1) + 1)))
3230, 31oveq12d 7469 . . . . . . . 8 (𝑗 = (𝑘 + 1) → ((𝐺‘𝑗)𝐷(𝐺‘(𝑗 + 1))) = ((𝐺‘(𝑘 + 1))𝐷(𝐺‘((𝑘 + 1) + 1))))
33 oveq2 7459 . . . . . . . . 9 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (𝐾↑𝑗) = (𝐾↑(𝑘 + 1)))
3433oveq2d 7467 . . . . . . . 8 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑗)) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))))
3532, 34breq12d 5121 . . . . . . 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 11922 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) ≤ (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)))
384, 5, 6, 7algr0 16791 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐺‘1) = 𝐴)
39 1nn 12386 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℕ
404, 5, 6, 7, 8algrp1 16793 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 1 ∈ ℕ) → (𝐺‘(1 + 1)) = (𝐹‘(𝐺‘1)))
4139, 40mpan2 704 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺‘(1 + 1)) = (𝐹‘(𝐺‘1)))
4238fveq2d 6920 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘(𝐺‘1)) = (𝐹‘𝐴))
4341, 42eqtrd 2798 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐺‘(1 + 1)) = (𝐹‘𝐴))
4438, 43oveq12d 7469 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐺‘1)𝐷(𝐺‘(1 + 1))) = (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)))
4513rpred 13204 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℝ)
4645recnd 11376 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℂ)
4746exp1d 14324 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐾↑1) = 𝐾)
4847oveq2d 7467 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑1)) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · 𝐾))
4912recnd 11376 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) ∈ ℂ)
5013rpne0d 13209 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐾 ≠ 0)
5149, 46, 50divcan1d 12134 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · 𝐾) = (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)))
5248, 51eqtrd 2798 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑1)) = (𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)))
5337, 44, 523brtr4d 5143 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐺‘1)𝐷(𝐺‘(1 + 1))) ≤ (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑1)))
549ffvelcdmda 7116 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑘) ∈ 𝑋)
55 peano2nn 12387 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ → (𝑘 + 1) ∈ ℕ)
56 ffvelcdm 7113 . . . . . . . . . . . . 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 3209 . . . . . . . . . . . 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 6916 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝐺‘𝑘) → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘(𝐺‘𝑘)))
6362oveq1d 7466 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝐺‘𝑘) → ((𝐹‘𝑥)𝐷(𝐹‘𝑦)) = ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘𝑦)))
64 oveq1 7458 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝐺‘𝑘) → (𝑥𝐷𝑦) = ((𝐺‘𝑘)𝐷𝑦))
6564oveq2d 7467 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝐺‘𝑘) → (𝐾 · (𝑥𝐷𝑦)) = (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷𝑦)))
6663, 65breq12d 5121 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝐺‘𝑘) → (((𝐹‘𝑥)𝐷(𝐹‘𝑦)) ≤ (𝐾 · (𝑥𝐷𝑦)) ↔ ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘𝑦)) ≤ (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷𝑦))))
67 fveq2 6916 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝐺‘(𝑘 + 1)) → (𝐹‘𝑦) = (𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1))))
6867oveq2d 7467 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝐺‘(𝑘 + 1)) → ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘𝑦)) = ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))))
69 oveq2 7459 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝐺‘(𝑘 + 1)) → ((𝐺‘𝑘)𝐷𝑦) = ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))))
7069oveq2d 7467 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝐺‘(𝑘 + 1)) → (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷𝑦)) = (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))))
7168, 70breq12d 5121 . . . . . . . . . . . 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 3590 . . . . . . . . . . 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 7117 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝐺‘𝑘)) ∈ 𝑋)
7775, 57ffvelcdmd 7117 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1))) ∈ 𝑋)
78 metcl 24706 . . . . . . . . . . . 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 1399 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))) ∈ ℝ)
8045adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐾 ∈ ℝ)
81 metcl 24706 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ (𝐺‘𝑘) ∈ 𝑋 ∧ (𝐺‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑋) → ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ∈ ℝ)
8274, 54, 57, 81syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ∈ ℝ)
8380, 82remulcld 11378 . . . . . . . . . . 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 12707 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑘 + 1) ∈ ℕ0)
8780, 86reexpcld 14346 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐾↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ)
8884, 87remulcld 11378 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))) ∈ ℝ)
89 letr 11443 . . . . . . . . . . 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 1399 . . . . . . . . . 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 12653 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
93 reexpcl 14261 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐾↑𝑘) ∈ ℝ)
9445, 92, 93syl2an 608 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐾↑𝑘) ∈ ℝ)
9584, 94remulcld 11378 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) ∈ ℝ)
9613rpgt0d 13207 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 < 𝐾)
9796adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 0 < 𝐾)
98 lemul1 12209 . . . . . . . . . . 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 1402 . . . . . . . . . 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 11376 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) ∈ ℂ)
10146adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐾 ∈ ℂ)
102100, 101mulcomd 11369 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1))) · 𝐾) = (𝐾 · ((𝐺‘𝑘)𝐷(𝐺‘(𝑘 + 1)))))
10384recnd 11376 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) ∈ ℂ)
10494recnd 11376 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐾↑𝑘) ∈ ℂ)
105103, 104, 101mulassd 11371 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) · 𝐾) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · ((𝐾↑𝑘) · 𝐾)))
106 expp1 14251 . . . . . . . . . . . . . 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 7467 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · ((𝐾↑𝑘) · 𝐾)))
109105, 108eqtr4d 2801 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑𝑘)) · 𝐾) = (((𝐴𝐷(𝐹‘𝐴)) / 𝐾) · (𝐾↑(𝑘 + 1))))
110102, 109breq12d 5121 . . . . . . . . . 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 16793 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺‘(𝑘 + 1)) = (𝐹‘(𝐺‘𝑘)))
1134, 5, 6, 7, 8algrp1 16793 . . . . . . . . . . . 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 7469 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐺‘(𝑘 + 1))𝐷(𝐺‘((𝑘 + 1) + 1))) = ((𝐹‘(𝐺‘𝑘))𝐷(𝐹‘(𝐺‘(𝑘 + 1)))))
116115breq1d 5118 . . . . . . . . 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 12393 . . . . 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 38959 . . 3 (𝜑 → 𝐺 ∈ (Cau‘𝐷))
123 bfp.8 . . . 4 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
124123cmetcau 25665 . . 3 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (Cau‘𝐷)) → 𝐺 ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽))
1251, 122, 124syl2anc 596 . 2 (𝜑 → 𝐺 ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽))
126 metxmet 24708 . . . 4 (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
127123methaus 24894 . . . 4 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ Haus)
1283, 126, 1273syl 19 . . 3 (𝜑 → 𝐽 ∈ Haus)
129 lmfun 23754 . . 3 (𝐽 ∈ Haus → Fun (⇝𝑡‘𝐽))
130 funfvbrb 7081 . . 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 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∅c0 4281  {csn 4588   class class class wbr 5108   × cxp 5656  dom cdm 5658   ∘ ccom 5662  Fun wfun 6560  ⟶wf 6562  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  1st c1st 8033  ℂcc 11237  ℝcr 11238  0cc0 11239  1c1 11240   + caddc 11242   · cmul 11244   < clt 11382   ≤ cle 11383   / cdiv 12013  ℕcn 12375  ℕ0cn0 12646  ℝ+crp 13160  seqcseq 14184  ↑cexp 14244  ∞Metcxmet 21714  Metcmet 21715  MetOpencmopn 21719  ⇝𝑡clm 23599  Hauscha 23681  Cauccau 25629  CMetccmet 25630
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-inf2 9679  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-pre-sup 11317
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-er 8755  df-map 8887  df-pm 8888  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-sup 9471  df-inf 9472  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-n0 12647  df-z 12734  df-uz 13006  df-q 13116  df-rp 13161  df-xneg 13281  df-xadd 13282  df-xmul 13283  df-ico 13522  df-icc 13523  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-fl 13972  df-seq 14185  df-exp 14245  df-hash 14516  df-cj 15309  df-re 15310  df-im 15311  df-sqrt 15445  df-abs 15446  df-clim 15699  df-rlim 15700  df-sum 15898  df-rest 17643  df-topgen 17664  df-psmet 21721  df-xmet 21722  df-met 21723  df-bl 21724  df-mopn 21725  df-fbas 21726  df-fg 21727  df-top 23267  df-topon 23284  df-bases 23319  df-ntr 23393  df-nei 23471  df-lm 23602  df-haus 23688  df-fil 24220  df-fm 24312  df-flim 24313  df-flf 24314  df-cfil 25631  df-cau 25632  df-cmet 25633
This theorem is used by:  bfplem2  39023
  Copyright terms: Public domain W3C validator