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Theorem climcndslem1 15792
Description: Lemma for climcnds 15794: bound the original series by the condensed series. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jul-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
climcnds.1 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
climcnds.2 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ 0 ≀ (πΉβ€˜π‘˜))
climcnds.3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (πΉβ€˜(π‘˜ + 1)) ≀ (πΉβ€˜π‘˜))
climcnds.4 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ (πΊβ€˜π‘›) = ((2↑𝑛) Β· (πΉβ€˜(2↑𝑛))))
Assertion
Ref Expression
climcndslem1 ((πœ‘ ∧ 𝑁 ∈ β„•0) β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑁 + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘))
Distinct variable groups:   π‘˜,𝑛,𝐹   π‘˜,𝐺,𝑛   πœ‘,π‘˜,𝑛
Allowed substitution hints:   𝑁(π‘˜,𝑛)

Proof of Theorem climcndslem1
Dummy variables 𝑗 π‘₯ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq1 7408 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ = 0 β†’ (π‘₯ + 1) = (0 + 1))
2 0p1e1 12331 . . . . . . . . . . 11 (0 + 1) = 1
31, 2eqtrdi 2780 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ = 0 β†’ (π‘₯ + 1) = 1)
43oveq2d 7417 . . . . . . . . 9 (π‘₯ = 0 β†’ (2↑(π‘₯ + 1)) = (2↑1))
5 2cn 12284 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ β„‚
6 exp1 14030 . . . . . . . . . . 11 (2 ∈ β„‚ β†’ (2↑1) = 2)
75, 6ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (2↑1) = 2
8 df-2 12272 . . . . . . . . . 10 2 = (1 + 1)
97, 8eqtri 2752 . . . . . . . . 9 (2↑1) = (1 + 1)
104, 9eqtrdi 2780 . . . . . . . 8 (π‘₯ = 0 β†’ (2↑(π‘₯ + 1)) = (1 + 1))
1110oveq1d 7416 . . . . . . 7 (π‘₯ = 0 β†’ ((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1) = ((1 + 1) βˆ’ 1))
12 ax-1cn 11164 . . . . . . . 8 1 ∈ β„‚
1312, 12pncan3oi 11473 . . . . . . 7 ((1 + 1) βˆ’ 1) = 1
1411, 13eqtrdi 2780 . . . . . 6 (π‘₯ = 0 β†’ ((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1) = 1)
1514fveq2d 6885 . . . . 5 (π‘₯ = 0 β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1)) = (seq1( + , 𝐹)β€˜1))
16 fveq2 6881 . . . . 5 (π‘₯ = 0 β†’ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘₯) = (seq0( + , 𝐺)β€˜0))
1715, 16breq12d 5151 . . . 4 (π‘₯ = 0 β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘₯) ↔ (seq1( + , 𝐹)β€˜1) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜0)))
1817imbi2d 340 . . 3 (π‘₯ = 0 β†’ ((πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘₯)) ↔ (πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜1) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜0))))
19 oveq1 7408 . . . . . . 7 (π‘₯ = 𝑗 β†’ (π‘₯ + 1) = (𝑗 + 1))
2019oveq2d 7417 . . . . . 6 (π‘₯ = 𝑗 β†’ (2↑(π‘₯ + 1)) = (2↑(𝑗 + 1)))
2120fvoveq1d 7423 . . . . 5 (π‘₯ = 𝑗 β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1)) = (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)))
22 fveq2 6881 . . . . 5 (π‘₯ = 𝑗 β†’ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘₯) = (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—))
2321, 22breq12d 5151 . . . 4 (π‘₯ = 𝑗 β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘₯) ↔ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—)))
2423imbi2d 340 . . 3 (π‘₯ = 𝑗 β†’ ((πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘₯)) ↔ (πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—))))
25 oveq1 7408 . . . . . . 7 (π‘₯ = (𝑗 + 1) β†’ (π‘₯ + 1) = ((𝑗 + 1) + 1))
2625oveq2d 7417 . . . . . 6 (π‘₯ = (𝑗 + 1) β†’ (2↑(π‘₯ + 1)) = (2↑((𝑗 + 1) + 1)))
2726fvoveq1d 7423 . . . . 5 (π‘₯ = (𝑗 + 1) β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1)) = (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)))
28 fveq2 6881 . . . . 5 (π‘₯ = (𝑗 + 1) β†’ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘₯) = (seq0( + , 𝐺)β€˜(𝑗 + 1)))
2927, 28breq12d 5151 . . . 4 (π‘₯ = (𝑗 + 1) β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘₯) ↔ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜(𝑗 + 1))))
3029imbi2d 340 . . 3 (π‘₯ = (𝑗 + 1) β†’ ((πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘₯)) ↔ (πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜(𝑗 + 1)))))
31 oveq1 7408 . . . . . . 7 (π‘₯ = 𝑁 β†’ (π‘₯ + 1) = (𝑁 + 1))
3231oveq2d 7417 . . . . . 6 (π‘₯ = 𝑁 β†’ (2↑(π‘₯ + 1)) = (2↑(𝑁 + 1)))
3332fvoveq1d 7423 . . . . 5 (π‘₯ = 𝑁 β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1)) = (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑁 + 1)) βˆ’ 1)))
34 fveq2 6881 . . . . 5 (π‘₯ = 𝑁 β†’ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘₯) = (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘))
3533, 34breq12d 5151 . . . 4 (π‘₯ = 𝑁 β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘₯) ↔ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑁 + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘)))
3635imbi2d 340 . . 3 (π‘₯ = 𝑁 β†’ ((πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(π‘₯ + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘₯)) ↔ (πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑁 + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘))))
37 fveq2 6881 . . . . . . . 8 (π‘˜ = 1 β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜1))
3837eleq1d 2810 . . . . . . 7 (π‘˜ = 1 β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ ↔ (πΉβ€˜1) ∈ ℝ))
39 climcnds.1 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
4039ralrimiva 3138 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
41 1nn 12220 . . . . . . . 8 1 ∈ β„•
4241a1i 11 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 1 ∈ β„•)
4338, 40, 42rspcdva 3605 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (πΉβ€˜1) ∈ ℝ)
4443leidd 11777 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (πΉβ€˜1) ≀ (πΉβ€˜1))
4543recnd 11239 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (πΉβ€˜1) ∈ β„‚)
4645mullidd 11229 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (1 Β· (πΉβ€˜1)) = (πΉβ€˜1))
4744, 46breqtrrd 5166 . . . 4 (πœ‘ β†’ (πΉβ€˜1) ≀ (1 Β· (πΉβ€˜1)))
48 1z 12589 . . . . 5 1 ∈ β„€
49 eqidd 2725 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (πΉβ€˜1) = (πΉβ€˜1))
5048, 49seq1i 13977 . . . 4 (πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜1) = (πΉβ€˜1))
51 0z 12566 . . . . 5 0 ∈ β„€
52 fveq2 6881 . . . . . . 7 (𝑛 = 0 β†’ (πΊβ€˜π‘›) = (πΊβ€˜0))
53 oveq2 7409 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 0 β†’ (2↑𝑛) = (2↑0))
54 exp0 14028 . . . . . . . . . 10 (2 ∈ β„‚ β†’ (2↑0) = 1)
555, 54ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (2↑0) = 1
5653, 55eqtrdi 2780 . . . . . . . 8 (𝑛 = 0 β†’ (2↑𝑛) = 1)
5756fveq2d 6885 . . . . . . . 8 (𝑛 = 0 β†’ (πΉβ€˜(2↑𝑛)) = (πΉβ€˜1))
5856, 57oveq12d 7419 . . . . . . 7 (𝑛 = 0 β†’ ((2↑𝑛) Β· (πΉβ€˜(2↑𝑛))) = (1 Β· (πΉβ€˜1)))
5952, 58eqeq12d 2740 . . . . . 6 (𝑛 = 0 β†’ ((πΊβ€˜π‘›) = ((2↑𝑛) Β· (πΉβ€˜(2↑𝑛))) ↔ (πΊβ€˜0) = (1 Β· (πΉβ€˜1))))
60 climcnds.4 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ (πΊβ€˜π‘›) = ((2↑𝑛) Β· (πΉβ€˜(2↑𝑛))))
6160ralrimiva 3138 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘› ∈ β„•0 (πΊβ€˜π‘›) = ((2↑𝑛) Β· (πΉβ€˜(2↑𝑛))))
62 0nn0 12484 . . . . . . 7 0 ∈ β„•0
6362a1i 11 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 0 ∈ β„•0)
6459, 61, 63rspcdva 3605 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (πΊβ€˜0) = (1 Β· (πΉβ€˜1)))
6551, 64seq1i 13977 . . . 4 (πœ‘ β†’ (seq0( + , 𝐺)β€˜0) = (1 Β· (πΉβ€˜1)))
6647, 50, 653brtr4d 5170 . . 3 (πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜1) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜0))
67 fzfid 13935 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) ∈ Fin)
68 simpl 482 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ πœ‘)
69 2nn 12282 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ β„•
70 peano2nn0 12509 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 ∈ β„•0 β†’ (𝑗 + 1) ∈ β„•0)
7170adantl 481 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (𝑗 + 1) ∈ β„•0)
72 nnexpcl 14037 . . . . . . . . . . . 12 ((2 ∈ β„• ∧ (𝑗 + 1) ∈ β„•0) β†’ (2↑(𝑗 + 1)) ∈ β„•)
7369, 71, 72sylancr 586 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (2↑(𝑗 + 1)) ∈ β„•)
74 elfzuz 13494 . . . . . . . . . . 11 (π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) β†’ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1))))
75 eluznn 12899 . . . . . . . . . . 11 (((2↑(𝑗 + 1)) ∈ β„• ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1)))) β†’ π‘˜ ∈ β„•)
7673, 74, 75syl2an 595 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) β†’ π‘˜ ∈ β„•)
7768, 76, 39syl2an2r 682 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
78 fveq2 6881 . . . . . . . . . . . 12 (π‘˜ = (2↑(𝑗 + 1)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))))
7978eleq1d 2810 . . . . . . . . . . 11 (π‘˜ = (2↑(𝑗 + 1)) β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ ↔ (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))) ∈ ℝ))
8040adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
8179, 80, 73rspcdva 3605 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))) ∈ ℝ)
8281adantr 480 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) β†’ (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))) ∈ ℝ)
83 simpr 484 . . . . . . . . . . . 12 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1)))) β†’ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1))))
84 simplll 772 . . . . . . . . . . . . 13 ((((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1)))) ∧ π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...𝑛)) β†’ πœ‘)
8573adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1)))) β†’ (2↑(𝑗 + 1)) ∈ β„•)
86 elfzuz 13494 . . . . . . . . . . . . . 14 (π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...𝑛) β†’ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1))))
8785, 86, 75syl2an 595 . . . . . . . . . . . . 13 ((((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1)))) ∧ π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...𝑛)) β†’ π‘˜ ∈ β„•)
8884, 87, 39syl2anc 583 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1)))) ∧ π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...𝑛)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
89 simplll 772 . . . . . . . . . . . . 13 ((((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1)))) ∧ π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...(𝑛 βˆ’ 1))) β†’ πœ‘)
90 elfzuz 13494 . . . . . . . . . . . . . 14 (π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...(𝑛 βˆ’ 1)) β†’ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1))))
9185, 90, 75syl2an 595 . . . . . . . . . . . . 13 ((((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1)))) ∧ π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...(𝑛 βˆ’ 1))) β†’ π‘˜ ∈ β„•)
92 climcnds.3 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (πΉβ€˜(π‘˜ + 1)) ≀ (πΉβ€˜π‘˜))
9389, 91, 92syl2anc 583 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1)))) ∧ π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...(𝑛 βˆ’ 1))) β†’ (πΉβ€˜(π‘˜ + 1)) ≀ (πΉβ€˜π‘˜))
9483, 88, 93monoord2 13996 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1)))) β†’ (πΉβ€˜π‘›) ≀ (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))))
9594ralrimiva 3138 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ βˆ€π‘› ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1)))(πΉβ€˜π‘›) ≀ (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))))
96 fveq2 6881 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = π‘˜ β†’ (πΉβ€˜π‘›) = (πΉβ€˜π‘˜))
9796breq1d 5148 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = π‘˜ β†’ ((πΉβ€˜π‘›) ≀ (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))) ↔ (πΉβ€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1)))))
9897rspccva 3603 . . . . . . . . . 10 ((βˆ€π‘› ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1)))(πΉβ€˜π‘›) ≀ (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜(2↑(𝑗 + 1)))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))))
9995, 74, 98syl2an 595 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))))
10067, 77, 82, 99fsumle 15742 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) ≀ Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))))
101 fzfid 13935 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ∈ Fin)
102 hashcl 14313 . . . . . . . . . . . . 13 ((1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ∈ Fin β†’ (β™―β€˜(1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) ∈ β„•0)
103101, 102syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (β™―β€˜(1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) ∈ β„•0)
104103nn0cnd 12531 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (β™―β€˜(1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) ∈ β„‚)
10573nnred 12224 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)
106105recnd 11239 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (2↑(𝑗 + 1)) ∈ β„‚)
107 hashcl 14313 . . . . . . . . . . . . 13 (((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) ∈ Fin β†’ (β™―β€˜((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) ∈ β„•0)
10867, 107syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (β™―β€˜((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) ∈ β„•0)
109108nn0cnd 12531 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (β™―β€˜((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) ∈ β„‚)
110 2z 12591 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 ∈ β„€
111 zexpcl 14039 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((2 ∈ β„€ ∧ (𝑗 + 1) ∈ β„•0) β†’ (2↑(𝑗 + 1)) ∈ β„€)
112110, 71, 111sylancr 586 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (2↑(𝑗 + 1)) ∈ β„€)
113 2re 12283 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2 ∈ ℝ
114 1le2 12418 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1 ≀ 2
115 nn0p1nn 12508 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑗 ∈ β„•0 β†’ (𝑗 + 1) ∈ β„•)
116115adantl 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (𝑗 + 1) ∈ β„•)
117 nnuz 12862 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 β„• = (β„€β‰₯β€˜1)
118116, 117eleqtrdi 2835 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (𝑗 + 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜1))
119 leexp2a 14134 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((2 ∈ ℝ ∧ 1 ≀ 2 ∧ (𝑗 + 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜1)) β†’ (2↑1) ≀ (2↑(𝑗 + 1)))
120113, 114, 118, 119mp3an12i 1461 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (2↑1) ≀ (2↑(𝑗 + 1)))
1217, 120eqbrtrrid 5174 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ 2 ≀ (2↑(𝑗 + 1)))
122110eluz1i 12827 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((2↑(𝑗 + 1)) ∈ (β„€β‰₯β€˜2) ↔ ((2↑(𝑗 + 1)) ∈ β„€ ∧ 2 ≀ (2↑(𝑗 + 1))))
123112, 121, 122sylanbrc 582 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (2↑(𝑗 + 1)) ∈ (β„€β‰₯β€˜2))
124 uz2m1nn 12904 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((2↑(𝑗 + 1)) ∈ (β„€β‰₯β€˜2) β†’ ((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ∈ β„•)
125123, 124syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ∈ β„•)
126125, 117eleqtrdi 2835 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜1))
127 peano2zm 12602 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((2↑(𝑗 + 1)) ∈ β„€ β†’ ((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ∈ β„€)
128112, 127syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ∈ β„€)
129 peano2nn0 12509 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑗 + 1) ∈ β„•0 β†’ ((𝑗 + 1) + 1) ∈ β„•0)
13071, 129syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((𝑗 + 1) + 1) ∈ β„•0)
131 zexpcl 14039 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((2 ∈ β„€ ∧ ((𝑗 + 1) + 1) ∈ β„•0) β†’ (2↑((𝑗 + 1) + 1)) ∈ β„€)
132110, 130, 131sylancr 586 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (2↑((𝑗 + 1) + 1)) ∈ β„€)
133 peano2zm 12602 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) ∈ β„€ β†’ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) ∈ β„€)
134132, 133syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) ∈ β„€)
135112zred 12663 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (2↑(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)
136132zred 12663 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (2↑((𝑗 + 1) + 1)) ∈ ℝ)
137 1red 11212 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ 1 ∈ ℝ)
13871nn0zd 12581 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (𝑗 + 1) ∈ β„€)
139 uzid 12834 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑗 + 1) ∈ β„€ β†’ (𝑗 + 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑗 + 1)))
140 peano2uz 12882 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑗 + 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑗 + 1)) β†’ ((𝑗 + 1) + 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑗 + 1)))
141 leexp2a 14134 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((2 ∈ ℝ ∧ 1 ≀ 2 ∧ ((𝑗 + 1) + 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑗 + 1))) β†’ (2↑(𝑗 + 1)) ≀ (2↑((𝑗 + 1) + 1)))
142113, 114, 141mp3an12 1447 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑗 + 1) + 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜(𝑗 + 1)) β†’ (2↑(𝑗 + 1)) ≀ (2↑((𝑗 + 1) + 1)))
143138, 139, 140, 1424syl 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (2↑(𝑗 + 1)) ≀ (2↑((𝑗 + 1) + 1)))
144135, 136, 137, 143lesub1dd 11827 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ≀ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))
145 eluz2 12825 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ↔ (((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ∈ β„€ ∧ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) ∈ β„€ ∧ ((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ≀ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)))
146128, 134, 144, 145syl3anbrc 1340 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)))
147 elfzuzb 13492 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) ↔ (((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜1) ∧ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))))
148126, 146, 147sylanbrc 582 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)))
149 fzsplit 13524 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) β†’ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) = ((1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) βˆͺ ((((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) + 1)...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))))
150148, 149syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) = ((1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) βˆͺ ((((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) + 1)...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))))
151 npcan 11466 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((2↑(𝑗 + 1)) ∈ β„‚ ∧ 1 ∈ β„‚) β†’ (((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) + 1) = (2↑(𝑗 + 1)))
152106, 12, 151sylancl 585 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) + 1) = (2↑(𝑗 + 1)))
153152oveq1d 7416 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) + 1)...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) = ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)))
154153uneq2d 4155 . . . . . . . . . . . . . 14 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) βˆͺ ((((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) + 1)...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) = ((1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) βˆͺ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))))
155150, 154eqtrd 2764 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) = ((1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) βˆͺ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))))
156155fveq2d 6885 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (β™―β€˜(1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) = (β™―β€˜((1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) βˆͺ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)))))
157 expp1 14031 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((2 ∈ β„‚ ∧ (𝑗 + 1) ∈ β„•0) β†’ (2↑((𝑗 + 1) + 1)) = ((2↑(𝑗 + 1)) Β· 2))
1585, 71, 157sylancr 586 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (2↑((𝑗 + 1) + 1)) = ((2↑(𝑗 + 1)) Β· 2))
159106times2d 12453 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑(𝑗 + 1)) Β· 2) = ((2↑(𝑗 + 1)) + (2↑(𝑗 + 1))))
160158, 159eqtrd 2764 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (2↑((𝑗 + 1) + 1)) = ((2↑(𝑗 + 1)) + (2↑(𝑗 + 1))))
161160oveq1d 7416 . . . . . . . . . . . . . 14 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) = (((2↑(𝑗 + 1)) + (2↑(𝑗 + 1))) βˆ’ 1))
162 1cnd 11206 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ 1 ∈ β„‚)
163106, 106, 162addsubd 11589 . . . . . . . . . . . . . 14 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (((2↑(𝑗 + 1)) + (2↑(𝑗 + 1))) βˆ’ 1) = (((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) + (2↑(𝑗 + 1))))
164161, 163eqtrd 2764 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) = (((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) + (2↑(𝑗 + 1))))
165 uztrn 12837 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ∧ ((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜1)) β†’ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜1))
166146, 126, 165syl2anc 583 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜1))
167166, 117eleqtrrdi 2836 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) ∈ β„•)
168167nnnn0d 12529 . . . . . . . . . . . . . 14 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) ∈ β„•0)
169 hashfz1 14303 . . . . . . . . . . . . . 14 (((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1) ∈ β„•0 β†’ (β™―β€˜(1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) = ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))
170168, 169syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (β™―β€˜(1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) = ((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))
171125nnnn0d 12529 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ∈ β„•0)
172 hashfz1 14303 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) ∈ β„•0 β†’ (β™―β€˜(1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) = ((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))
173171, 172syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (β™―β€˜(1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) = ((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))
174173oveq1d 7416 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((β™―β€˜(1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) + (2↑(𝑗 + 1))) = (((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) + (2↑(𝑗 + 1))))
175164, 170, 1743eqtr4d 2774 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (β™―β€˜(1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) = ((β™―β€˜(1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) + (2↑(𝑗 + 1))))
176105ltm1d 12143 . . . . . . . . . . . . . 14 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) < (2↑(𝑗 + 1)))
177 fzdisj 13525 . . . . . . . . . . . . . 14 (((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1) < (2↑(𝑗 + 1)) β†’ ((1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ∩ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) = βˆ…)
178176, 177syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ∩ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) = βˆ…)
179 hashun 14339 . . . . . . . . . . . . 13 (((1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ∈ Fin ∧ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) ∈ Fin ∧ ((1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ∩ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) = βˆ…) β†’ (β™―β€˜((1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) βˆͺ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)))) = ((β™―β€˜(1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) + (β™―β€˜((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)))))
180101, 67, 178, 179syl3anc 1368 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (β™―β€˜((1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) βˆͺ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)))) = ((β™―β€˜(1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) + (β™―β€˜((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)))))
181156, 175, 1803eqtr3d 2772 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((β™―β€˜(1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) + (2↑(𝑗 + 1))) = ((β™―β€˜(1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) + (β™―β€˜((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)))))
182104, 106, 109, 181addcanad 11416 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (2↑(𝑗 + 1)) = (β™―β€˜((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))))
183182oveq1d 7416 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑(𝑗 + 1)) Β· (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1)))) = ((β™―β€˜((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) Β· (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1)))))
184 fveq2 6881 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = (𝑗 + 1) β†’ (πΊβ€˜π‘›) = (πΊβ€˜(𝑗 + 1)))
185 oveq2 7409 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = (𝑗 + 1) β†’ (2↑𝑛) = (2↑(𝑗 + 1)))
186185fveq2d 6885 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = (𝑗 + 1) β†’ (πΉβ€˜(2↑𝑛)) = (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))))
187185, 186oveq12d 7419 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = (𝑗 + 1) β†’ ((2↑𝑛) Β· (πΉβ€˜(2↑𝑛))) = ((2↑(𝑗 + 1)) Β· (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1)))))
188184, 187eqeq12d 2740 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = (𝑗 + 1) β†’ ((πΊβ€˜π‘›) = ((2↑𝑛) Β· (πΉβ€˜(2↑𝑛))) ↔ (πΊβ€˜(𝑗 + 1)) = ((2↑(𝑗 + 1)) Β· (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))))))
18961adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ βˆ€π‘› ∈ β„•0 (πΊβ€˜π‘›) = ((2↑𝑛) Β· (πΉβ€˜(2↑𝑛))))
190188, 189, 71rspcdva 3605 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (πΊβ€˜(𝑗 + 1)) = ((2↑(𝑗 + 1)) Β· (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1)))))
19181recnd 11239 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))) ∈ β„‚)
192 fsumconst 15733 . . . . . . . . . 10 ((((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) ∈ Fin ∧ (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))) ∈ β„‚) β†’ Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))) = ((β™―β€˜((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) Β· (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1)))))
19367, 191, 192syl2anc 583 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))) = ((β™―β€˜((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) Β· (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1)))))
194183, 190, 1933eqtr4d 2774 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (πΊβ€˜(𝑗 + 1)) = Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1))))
195100, 194breqtrrd 5166 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) ≀ (πΊβ€˜(𝑗 + 1)))
196 elfznn 13527 . . . . . . . . . 10 (π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) β†’ π‘˜ ∈ β„•)
19768, 196, 39syl2an 595 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
198101, 197fsumrecl 15677 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
19967, 77fsumrecl 15677 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
200 nn0uz 12861 . . . . . . . . . 10 β„•0 = (β„€β‰₯β€˜0)
201 0zd 12567 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ 0 ∈ β„€)
202 simpr 484 . . . . . . . . . . . . . 14 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ 𝑛 ∈ β„•0)
203 nnexpcl 14037 . . . . . . . . . . . . . 14 ((2 ∈ β„• ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ (2↑𝑛) ∈ β„•)
20469, 202, 203sylancr 586 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ (2↑𝑛) ∈ β„•)
205204nnred 12224 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ (2↑𝑛) ∈ ℝ)
206 fveq2 6881 . . . . . . . . . . . . . 14 (π‘˜ = (2↑𝑛) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜(2↑𝑛)))
207206eleq1d 2810 . . . . . . . . . . . . 13 (π‘˜ = (2↑𝑛) β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ ↔ (πΉβ€˜(2↑𝑛)) ∈ ℝ))
20840adantr 480 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
209207, 208, 204rspcdva 3605 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ (πΉβ€˜(2↑𝑛)) ∈ ℝ)
210205, 209remulcld 11241 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ ((2↑𝑛) Β· (πΉβ€˜(2↑𝑛))) ∈ ℝ)
21160, 210eqeltrd 2825 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ (πΊβ€˜π‘›) ∈ ℝ)
212200, 201, 211serfre 13994 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ seq0( + , 𝐺):β„•0βŸΆβ„)
213212ffvelcdmda 7076 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) ∈ ℝ)
214135, 81remulcld 11241 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((2↑(𝑗 + 1)) Β· (πΉβ€˜(2↑(𝑗 + 1)))) ∈ ℝ)
215190, 214eqeltrd 2825 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (πΊβ€˜(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)
216 le2add 11693 . . . . . . . 8 (((Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ ∧ Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ) ∧ ((seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) ∈ ℝ ∧ (πΊβ€˜(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)) β†’ ((Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) ∧ Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) ≀ (πΊβ€˜(𝑗 + 1))) β†’ (Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) + Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜)) ≀ ((seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) + (πΊβ€˜(𝑗 + 1)))))
217198, 199, 213, 215, 216syl22anc 836 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) ∧ Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) ≀ (πΊβ€˜(𝑗 + 1))) β†’ (Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) + Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜)) ≀ ((seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) + (πΊβ€˜(𝑗 + 1)))))
218195, 217mpan2d 691 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) β†’ (Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) + Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜)) ≀ ((seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) + (πΊβ€˜(𝑗 + 1)))))
219 eqidd 2725 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘˜))
22039recnd 11239 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
22168, 196, 220syl2an 595 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
222219, 126, 221fsumser 15673 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) = (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)))
223222eqcomd 2730 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) = Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜))
224223breq1d 5148 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) ↔ Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—)))
225 eqidd 2725 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ π‘˜ ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘˜))
226 elfznn 13527 . . . . . . . . . 10 (π‘˜ ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) β†’ π‘˜ ∈ β„•)
22768, 226, 220syl2an 595 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) ∧ π‘˜ ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
228225, 166, 227fsumser 15673 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) = (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)))
229 fzfid 13935 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) ∈ Fin)
230178, 155, 229, 227fsumsplit 15684 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) = (Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) + Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜)))
231228, 230eqtr3d 2766 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) = (Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) + Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜)))
232 simpr 484 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ 𝑗 ∈ β„•0)
233232, 200eleqtrdi 2835 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜0))
234 seqp1 13978 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜0) β†’ (seq0( + , 𝐺)β€˜(𝑗 + 1)) = ((seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) + (πΊβ€˜(𝑗 + 1))))
235233, 234syl 17 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ (seq0( + , 𝐺)β€˜(𝑗 + 1)) = ((seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) + (πΊβ€˜(𝑗 + 1))))
236231, 235breq12d 5151 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜(𝑗 + 1)) ↔ (Ξ£π‘˜ ∈ (1...((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜) + Ξ£π‘˜ ∈ ((2↑(𝑗 + 1))...((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1))(πΉβ€˜π‘˜)) ≀ ((seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) + (πΊβ€˜(𝑗 + 1)))))
237218, 224, 2363imtr4d 294 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ β„•0) β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜(𝑗 + 1))))
238237expcom 413 . . . 4 (𝑗 ∈ β„•0 β†’ (πœ‘ β†’ ((seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—) β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜(𝑗 + 1)))))
239238a2d 29 . . 3 (𝑗 ∈ β„•0 β†’ ((πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑗 + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘—)) β†’ (πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑((𝑗 + 1) + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜(𝑗 + 1)))))
24018, 24, 30, 36, 66, 239nn0ind 12654 . 2 (𝑁 ∈ β„•0 β†’ (πœ‘ β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑁 + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘)))
241240impcom 407 1 ((πœ‘ ∧ 𝑁 ∈ β„•0) β†’ (seq1( + , 𝐹)β€˜((2↑(𝑁 + 1)) βˆ’ 1)) ≀ (seq0( + , 𝐺)β€˜π‘))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  βˆ€wral 3053   βˆͺ cun 3938   ∩ cin 3939  βˆ…c0 4314   class class class wbr 5138  β€˜cfv 6533  (class class class)co 7401  Fincfn 8935  β„‚cc 11104  β„cr 11105  0cc0 11106  1c1 11107   + caddc 11109   Β· cmul 11111   < clt 11245   ≀ cle 11246   βˆ’ cmin 11441  β„•cn 12209  2c2 12264  β„•0cn0 12469  β„€cz 12555  β„€β‰₯cuz 12819  ...cfz 13481  seqcseq 13963  β†‘cexp 14024  β™―chash 14287  Ξ£csu 15629
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 2695  ax-rep 5275  ax-sep 5289  ax-nul 5296  ax-pow 5353  ax-pr 5417  ax-un 7718  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 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 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3063  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3770  df-csb 3886  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3957  df-pss 3959  df-nul 4315  df-if 4521  df-pw 4596  df-sn 4621  df-pr 4623  df-op 4627  df-uni 4900  df-int 4941  df-iun 4989  df-br 5139  df-opab 5201  df-mpt 5222  df-tr 5256  df-id 5564  df-eprel 5570  df-po 5578  df-so 5579  df-fr 5621  df-se 5622  df-we 5623  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6290  df-ord 6357  df-on 6358  df-lim 6359  df-suc 6360  df-iota 6485  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-isom 6542  df-riota 7357  df-ov 7404  df-oprab 7405  df-mpo 7406  df-om 7849  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8261  df-wrecs 8292  df-recs 8366  df-rdg 8405  df-1o 8461  df-oadd 8465  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-sup 9433  df-oi 9501  df-dju 9892  df-card 9930  df-pnf 11247  df-mnf 11248  df-xr 11249  df-ltxr 11250  df-le 11251  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11869  df-nn 12210  df-2 12272  df-3 12273  df-n0 12470  df-z 12556  df-uz 12820  df-rp 12972  df-ico 13327  df-fz 13482  df-fzo 13625  df-seq 13964  df-exp 14025  df-hash 14288  df-cj 15043  df-re 15044  df-im 15045  df-sqrt 15179  df-abs 15180  df-clim 15429  df-sum 15630
This theorem is referenced by:  climcnds  15794
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