MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  clim2div Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem clim2div 15841
Description: The limit of an infinite product with an initial segment removed. (Contributed by Scott Fenton, 20-Dec-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
clim2div.1 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
clim2div.2 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ 𝑍)
clim2div.3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
clim2div.4 (πœ‘ β†’ seq𝑀( Β· , 𝐹) ⇝ 𝐴)
clim2div.5 (πœ‘ β†’ (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘) β‰  0)
Assertion
Ref Expression
clim2div (πœ‘ β†’ seq(𝑁 + 1)( Β· , 𝐹) ⇝ (𝐴 / (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘)))
Distinct variable groups:   π‘˜,𝐹   πœ‘,π‘˜   π‘˜,𝑀   π‘˜,𝑁   π‘˜,𝑍
Allowed substitution hint:   𝐴(π‘˜)

Proof of Theorem clim2div
Dummy variables 𝑗 π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2726 . . 3 (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1)) = (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))
2 clim2div.2 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ 𝑍)
3 eluzelz 12836 . . . . . 6 (𝑁 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€) β†’ 𝑁 ∈ β„€)
4 clim2div.1 . . . . . 6 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
53, 4eleq2s 2845 . . . . 5 (𝑁 ∈ 𝑍 β†’ 𝑁 ∈ β„€)
62, 5syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ β„€)
76peano2zd 12673 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝑁 + 1) ∈ β„€)
8 clim2div.4 . . 3 (πœ‘ β†’ seq𝑀( Β· , 𝐹) ⇝ 𝐴)
9 eluzel2 12831 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€) β†’ 𝑀 ∈ β„€)
109, 4eleq2s 2845 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ 𝑍 β†’ 𝑀 ∈ β„€)
112, 10syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
12 clim2div.3 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
134, 11, 12prodf 15839 . . . . 5 (πœ‘ β†’ seq𝑀( Β· , 𝐹):π‘βŸΆβ„‚)
1413, 2ffvelcdmd 7081 . . . 4 (πœ‘ β†’ (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘) ∈ β„‚)
15 clim2div.5 . . . 4 (πœ‘ β†’ (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘) β‰  0)
1614, 15reccld 11987 . . 3 (πœ‘ β†’ (1 / (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) ∈ β„‚)
17 seqex 13974 . . . 4 seq(𝑁 + 1)( Β· , 𝐹) ∈ V
1817a1i 11 . . 3 (πœ‘ β†’ seq(𝑁 + 1)( Β· , 𝐹) ∈ V)
192, 4eleqtrdi 2837 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
20 peano2uz 12889 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€) β†’ (𝑁 + 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
2119, 20syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝑁 + 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
2221, 4eleqtrrdi 2838 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝑁 + 1) ∈ 𝑍)
234uztrn2 12845 . . . . 5 (((𝑁 + 1) ∈ 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ 𝑗 ∈ 𝑍)
2422, 23sylan 579 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ 𝑗 ∈ 𝑍)
2513ffvelcdmda 7080 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘—) ∈ β„‚)
2624, 25syldan 590 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘—) ∈ β„‚)
27 mulcl 11196 . . . . . . . 8 ((π‘˜ ∈ β„‚ ∧ π‘₯ ∈ β„‚) β†’ (π‘˜ Β· π‘₯) ∈ β„‚)
2827adantl 481 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) ∧ (π‘˜ ∈ β„‚ ∧ π‘₯ ∈ β„‚)) β†’ (π‘˜ Β· π‘₯) ∈ β„‚)
29 mulass 11200 . . . . . . . 8 ((π‘˜ ∈ β„‚ ∧ π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ ((π‘˜ Β· π‘₯) Β· 𝑦) = (π‘˜ Β· (π‘₯ Β· 𝑦)))
3029adantl 481 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) ∧ (π‘˜ ∈ β„‚ ∧ π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚)) β†’ ((π‘˜ Β· π‘₯) Β· 𝑦) = (π‘˜ Β· (π‘₯ Β· 𝑦)))
31 simpr 484 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1)))
3219adantr 480 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ 𝑁 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
33 elfzuz 13503 . . . . . . . . . 10 (π‘˜ ∈ (𝑀...𝑗) β†’ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
3433, 4eleqtrrdi 2838 . . . . . . . . 9 (π‘˜ ∈ (𝑀...𝑗) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
3534, 12sylan2 592 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ (𝑀...𝑗)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
3635adantlr 712 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) ∧ π‘˜ ∈ (𝑀...𝑗)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
3728, 30, 31, 32, 36seqsplit 14006 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘—) = ((seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘) Β· (seq(𝑁 + 1)( Β· , 𝐹)β€˜π‘—)))
3837eqcomd 2732 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ ((seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘) Β· (seq(𝑁 + 1)( Β· , 𝐹)β€˜π‘—)) = (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘—))
3914adantr 480 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘) ∈ β„‚)
404uztrn2 12845 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 + 1) ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
4122, 40sylan 579 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
4241, 12syldan 590 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
431, 7, 42prodf 15839 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ seq(𝑁 + 1)( Β· , 𝐹):(β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))βŸΆβ„‚)
4443ffvelcdmda 7080 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ (seq(𝑁 + 1)( Β· , 𝐹)β€˜π‘—) ∈ β„‚)
4515adantr 480 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘) β‰  0)
4626, 39, 44, 45divmuld 12016 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ (((seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘—) / (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) = (seq(𝑁 + 1)( Β· , 𝐹)β€˜π‘—) ↔ ((seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘) Β· (seq(𝑁 + 1)( Β· , 𝐹)β€˜π‘—)) = (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘—)))
4738, 46mpbird 257 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ ((seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘—) / (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) = (seq(𝑁 + 1)( Β· , 𝐹)β€˜π‘—))
4826, 39, 45divrec2d 11998 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ ((seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘—) / (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) = ((1 / (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) Β· (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘—)))
4947, 48eqtr3d 2768 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑁 + 1))) β†’ (seq(𝑁 + 1)( Β· , 𝐹)β€˜π‘—) = ((1 / (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) Β· (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘—)))
501, 7, 8, 16, 18, 26, 49climmulc2 15587 . 2 (πœ‘ β†’ seq(𝑁 + 1)( Β· , 𝐹) ⇝ ((1 / (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) Β· 𝐴))
51 climcl 15449 . . . 4 (seq𝑀( Β· , 𝐹) ⇝ 𝐴 β†’ 𝐴 ∈ β„‚)
528, 51syl 17 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ β„‚)
5352, 14, 15divrec2d 11998 . 2 (πœ‘ β†’ (𝐴 / (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) = ((1 / (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) Β· 𝐴))
5450, 53breqtrrd 5169 1 (πœ‘ β†’ seq(𝑁 + 1)( Β· , 𝐹) ⇝ (𝐴 / (seq𝑀( Β· , 𝐹)β€˜π‘)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   β‰  wne 2934  Vcvv 3468   class class class wbr 5141  β€˜cfv 6537  (class class class)co 7405  β„‚cc 11110  0cc0 11112  1c1 11113   + caddc 11115   Β· cmul 11117   / cdiv 11875  β„€cz 12562  β„€β‰₯cuz 12826  ...cfz 13490  seqcseq 13972   ⇝ cli 15434
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-inf2 9638  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-op 4630  df-uni 4903  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-sup 9439  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-n0 12477  df-z 12563  df-uz 12827  df-rp 12981  df-fz 13491  df-seq 13973  df-exp 14033  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-clim 15438
This theorem is referenced by:  ntrivcvgtail  15852
  Copyright terms: Public domain W3C validator