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

Theorem climserle 15641
Description: The partial sums of a converging infinite series with nonnegative terms are bounded by its limit. (Contributed by NM, 27-Dec-2005.) (Revised by Mario Carneiro, 9-Feb-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
clim2ser.1 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
climserle.2 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ 𝑍)
climserle.3 (πœ‘ β†’ seq𝑀( + , 𝐹) ⇝ 𝐴)
climserle.4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
climserle.5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ 0 ≀ (πΉβ€˜π‘˜))
Assertion
Ref Expression
climserle (πœ‘ β†’ (seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘) ≀ 𝐴)
Distinct variable groups:   𝐴,π‘˜   π‘˜,𝐹   π‘˜,𝑀   π‘˜,𝑁   πœ‘,π‘˜   π‘˜,𝑍

Proof of Theorem climserle
Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 clim2ser.1 . 2 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
2 climserle.2 . 2 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ 𝑍)
3 climserle.3 . 2 (πœ‘ β†’ seq𝑀( + , 𝐹) ⇝ 𝐴)
42, 1eleqtrdi 2835 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
5 eluzel2 12857 . . . . 5 (𝑁 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€) β†’ 𝑀 ∈ β„€)
64, 5syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
7 climserle.4 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
81, 6, 7serfre 14028 . . 3 (πœ‘ β†’ seq𝑀( + , 𝐹):π‘βŸΆβ„)
98ffvelcdmda 7089 . 2 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘—) ∈ ℝ)
101peano2uzs 12916 . . . . 5 (𝑗 ∈ 𝑍 β†’ (𝑗 + 1) ∈ 𝑍)
11 fveq2 6892 . . . . . . . . 9 (π‘˜ = (𝑗 + 1) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜(𝑗 + 1)))
1211breq2d 5155 . . . . . . . 8 (π‘˜ = (𝑗 + 1) β†’ (0 ≀ (πΉβ€˜π‘˜) ↔ 0 ≀ (πΉβ€˜(𝑗 + 1))))
1312imbi2d 339 . . . . . . 7 (π‘˜ = (𝑗 + 1) β†’ ((πœ‘ β†’ 0 ≀ (πΉβ€˜π‘˜)) ↔ (πœ‘ β†’ 0 ≀ (πΉβ€˜(𝑗 + 1)))))
14 climserle.5 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ 0 ≀ (πΉβ€˜π‘˜))
1514expcom 412 . . . . . . 7 (π‘˜ ∈ 𝑍 β†’ (πœ‘ β†’ 0 ≀ (πΉβ€˜π‘˜)))
1613, 15vtoclga 3555 . . . . . 6 ((𝑗 + 1) ∈ 𝑍 β†’ (πœ‘ β†’ 0 ≀ (πΉβ€˜(𝑗 + 1))))
1716impcom 406 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ (𝑗 + 1) ∈ 𝑍) β†’ 0 ≀ (πΉβ€˜(𝑗 + 1)))
1810, 17sylan2 591 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ 0 ≀ (πΉβ€˜(𝑗 + 1)))
1911eleq1d 2810 . . . . . . . . 9 (π‘˜ = (𝑗 + 1) β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ ↔ (πΉβ€˜(𝑗 + 1)) ∈ ℝ))
2019imbi2d 339 . . . . . . . 8 (π‘˜ = (𝑗 + 1) β†’ ((πœ‘ β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ) ↔ (πœ‘ β†’ (πΉβ€˜(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)))
217expcom 412 . . . . . . . 8 (π‘˜ ∈ 𝑍 β†’ (πœ‘ β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ))
2220, 21vtoclga 3555 . . . . . . 7 ((𝑗 + 1) ∈ 𝑍 β†’ (πœ‘ β†’ (πΉβ€˜(𝑗 + 1)) ∈ ℝ))
2322impcom 406 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ (𝑗 + 1) ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)
2410, 23sylan2 591 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)
259, 24addge01d 11832 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (0 ≀ (πΉβ€˜(𝑗 + 1)) ↔ (seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘—) ≀ ((seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘—) + (πΉβ€˜(𝑗 + 1)))))
2618, 25mpbid 231 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘—) ≀ ((seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘—) + (πΉβ€˜(𝑗 + 1))))
27 simpr 483 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ 𝑗 ∈ 𝑍)
2827, 1eleqtrdi 2835 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ 𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
29 seqp1 14013 . . . 4 (𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€) β†’ (seq𝑀( + , 𝐹)β€˜(𝑗 + 1)) = ((seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘—) + (πΉβ€˜(𝑗 + 1))))
3028, 29syl 17 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (seq𝑀( + , 𝐹)β€˜(𝑗 + 1)) = ((seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘—) + (πΉβ€˜(𝑗 + 1))))
3126, 30breqtrrd 5171 . 2 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘—) ≀ (seq𝑀( + , 𝐹)β€˜(𝑗 + 1)))
321, 2, 3, 9, 31climub 15640 1 (πœ‘ β†’ (seq𝑀( + , 𝐹)β€˜π‘) ≀ 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   class class class wbr 5143  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7416  β„cr 11137  0cc0 11138  1c1 11139   + caddc 11141   ≀ cle 11279  β„€cz 12588  β„€β‰₯cuz 12852  seqcseq 13998   ⇝ cli 15460
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 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5280  ax-sep 5294  ax-nul 5301  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7738  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215  ax-pre-sup 11216
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  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 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3769  df-csb 3885  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3956  df-pss 3959  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5227  df-tr 5261  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7372  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7869  df-1st 7991  df-2nd 7992  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-er 8723  df-pm 8846  df-en 8963  df-dom 8964  df-sdom 8965  df-sup 9465  df-inf 9466  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-div 11902  df-nn 12243  df-2 12305  df-3 12306  df-n0 12503  df-z 12589  df-uz 12853  df-rp 13007  df-fz 13517  df-fl 13789  df-seq 13999  df-exp 14059  df-cj 15078  df-re 15079  df-im 15080  df-sqrt 15214  df-abs 15215  df-clim 15464  df-rlim 15465
This theorem is referenced by:  isumrpcl  15821  ege2le3  16066  prmreclem6  16889  ioombl1lem4  25508  rge0scvg  33607
  Copyright terms: Public domain W3C validator