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Theorem cvgdvgrat 42583
Description: Ratio test for convergence and divergence of a complex infinite series. If the ratio 𝑅 of the absolute values of successive terms in an infinite sequence 𝐹 converges to less than one, then the infinite sum of the terms of 𝐹 converges to a complex number; and if 𝑅 converges greater then the sum diverges. This combined form of cvgrat 15768 and dvgrat 42582 directly uses the limit of the ratio.

(It also demonstrates how to use climi2 15393 and absltd 15314 to transform a limit to an inequality cf. https://math.stackexchange.com/q/2215191 15314, and how to use r19.29a 3159 in a similar fashion to Mario Carneiro's proof sketch with rexlimdva 3152 at https://groups.google.com/g/metamath/c/2RPikOiXLMo 3152.) (Contributed by Steve Rodriguez, 28-Feb-2020.)

Hypotheses
Ref Expression
cvgdvgrat.z 𝑍 = (ℤ𝑀)
cvgdvgrat.w 𝑊 = (ℤ𝑁)
cvgdvgrat.n (𝜑𝑁𝑍)
cvgdvgrat.f (𝜑𝐹𝑉)
cvgdvgrat.c ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
cvgdvgrat.n0 ((𝜑𝑘𝑊) → (𝐹𝑘) ≠ 0)
cvgdvgrat.r 𝑅 = (𝑘𝑊 ↦ (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))))
cvgdvgrat.cvg (𝜑𝑅𝐿)
cvgdvgrat.n1 (𝜑𝐿 ≠ 1)
Assertion
Ref Expression
cvgdvgrat (𝜑 → (𝐿 < 1 ↔ seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ))
Distinct variable groups:   𝜑,𝑘   𝑘,𝐹   𝑘,𝐿   𝑘,𝑁   𝑘,𝑊   𝑅,𝑘   𝑘,𝑀   𝑘,𝑍
Allowed substitution hint:   𝑉(𝑘)

Proof of Theorem cvgdvgrat
Dummy variables 𝑖 𝑛 𝑟 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cvgdvgrat.w . . . . . . . . 9 𝑊 = (ℤ𝑁)
2 eqid 2736 . . . . . . . . 9 (ℤ𝑛) = (ℤ𝑛)
3 elioore 13294 . . . . . . . . . 10 (𝑟 ∈ (𝐿(,)1) → 𝑟 ∈ ℝ)
43ad3antlr 729 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘)))) → 𝑟 ∈ ℝ)
5 cvgdvgrat.n . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑𝑁𝑍)
6 cvgdvgrat.z . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑍 = (ℤ𝑀)
75, 6eleqtrdi 2848 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
8 eluzelz 12773 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑁 ∈ ℤ)
97, 8syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
10 cvgdvgrat.cvg . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝑅𝐿)
11 cvgdvgrat.r . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑅 = (𝑘𝑊 ↦ (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))))
1211a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑𝑅 = (𝑘𝑊 ↦ (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘)))))
131peano2uzs 12827 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑘𝑊 → (𝑘 + 1) ∈ 𝑊)
14 ovex 7390 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑘 + 1) ∈ V
15 eleq1 2825 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑖 = (𝑘 + 1) → (𝑖𝑊 ↔ (𝑘 + 1) ∈ 𝑊))
1615anbi2d 629 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑖 = (𝑘 + 1) → ((𝜑𝑖𝑊) ↔ (𝜑 ∧ (𝑘 + 1) ∈ 𝑊)))
17 fveq2 6842 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑖 = (𝑘 + 1) → (𝐹𝑖) = (𝐹‘(𝑘 + 1)))
1817eleq1d 2822 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑖 = (𝑘 + 1) → ((𝐹𝑖) ∈ ℂ ↔ (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℂ))
1916, 18imbi12d 344 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑖 = (𝑘 + 1) → (((𝜑𝑖𝑊) → (𝐹𝑖) ∈ ℂ) ↔ ((𝜑 ∧ (𝑘 + 1) ∈ 𝑊) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℂ)))
20 eleq1 2825 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑘 = 𝑖 → (𝑘𝑊𝑖𝑊))
2120anbi2d 629 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑘 = 𝑖 → ((𝜑𝑘𝑊) ↔ (𝜑𝑖𝑊)))
22 fveq2 6842 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑘 = 𝑖 → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑖))
2322eleq1d 2822 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑘 = 𝑖 → ((𝐹𝑘) ∈ ℂ ↔ (𝐹𝑖) ∈ ℂ))
2421, 23imbi12d 344 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑘 = 𝑖 → (((𝜑𝑘𝑊) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ) ↔ ((𝜑𝑖𝑊) → (𝐹𝑖) ∈ ℂ)))
251eleq2i 2829 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑘𝑊𝑘 ∈ (ℤ𝑁))
266uztrn2 12782 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝑁𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑘𝑍)
275, 26sylan 580 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑘𝑍)
2825, 27sylan2b 594 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝜑𝑘𝑊) → 𝑘𝑍)
29 cvgdvgrat.c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
3028, 29syldan 591 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑𝑘𝑊) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
3124, 30chvarvv 2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑𝑖𝑊) → (𝐹𝑖) ∈ ℂ)
3214, 19, 31vtocl 3518 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (𝑘 + 1) ∈ 𝑊) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℂ)
3313, 32sylan2 593 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑘𝑊) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℂ)
34 cvgdvgrat.n0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑘𝑊) → (𝐹𝑘) ≠ 0)
3533, 30, 34divcld 11931 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑘𝑊) → ((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘)) ∈ ℂ)
3635abscld 15321 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑘𝑊) → (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) ∈ ℝ)
3712, 36fvmpt2d 6961 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘𝑊) → (𝑅𝑘) = (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))))
3837, 36eqeltrd 2838 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘𝑊) → (𝑅𝑘) ∈ ℝ)
391, 9, 10, 38climrecl 15465 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐿 ∈ ℝ)
4039rexrd 11205 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐿 ∈ ℝ*)
41 1xr 11214 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ*
42 elioo2 13305 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐿 ∈ ℝ* ∧ 1 ∈ ℝ*) → (𝑟 ∈ (𝐿(,)1) ↔ (𝑟 ∈ ℝ ∧ 𝐿 < 𝑟𝑟 < 1)))
4340, 41, 42sylancl 586 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑟 ∈ (𝐿(,)1) ↔ (𝑟 ∈ ℝ ∧ 𝐿 < 𝑟𝑟 < 1)))
4443biimpa 477 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) → (𝑟 ∈ ℝ ∧ 𝐿 < 𝑟𝑟 < 1))
4544simp3d 1144 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) → 𝑟 < 1)
4645ad2antrr 724 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘)))) → 𝑟 < 1)
47 simplr 767 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘)))) → 𝑛𝑊)
4831ex 413 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑖𝑊 → (𝐹𝑖) ∈ ℂ))
4948ad3antrrr 728 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘)))) → (𝑖𝑊 → (𝐹𝑖) ∈ ℂ))
5049imp 407 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘)))) ∧ 𝑖𝑊) → (𝐹𝑖) ∈ ℂ)
51 fvoveq1 7380 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 𝑖 → (𝐹‘(𝑘 + 1)) = (𝐹‘(𝑖 + 1)))
5251fveq2d 6846 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑖 → (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) = (abs‘(𝐹‘(𝑖 + 1))))
5322fveq2d 6846 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 𝑖 → (abs‘(𝐹𝑘)) = (abs‘(𝐹𝑖)))
5453oveq2d 7373 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑖 → (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘))) = (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑖))))
5552, 54breq12d 5118 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑖 → ((abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘))) ↔ (abs‘(𝐹‘(𝑖 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑖)))))
5655rspccva 3580 . . . . . . . . . 10 ((∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘))) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑛)) → (abs‘(𝐹‘(𝑖 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑖))))
5756adantll 712 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘)))) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑛)) → (abs‘(𝐹‘(𝑖 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑖))))
581, 2, 4, 46, 47, 50, 57cvgrat 15768 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘)))) → seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
599adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) → 𝑁 ∈ ℤ)
6044simp2d 1143 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) → 𝐿 < 𝑟)
61 difrp 12953 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐿 ∈ ℝ ∧ 𝑟 ∈ ℝ) → (𝐿 < 𝑟 ↔ (𝑟𝐿) ∈ ℝ+))
6239, 3, 61syl2an 596 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) → (𝐿 < 𝑟 ↔ (𝑟𝐿) ∈ ℝ+))
6360, 62mpbid 231 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) → (𝑟𝐿) ∈ ℝ+)
6437adantlr 713 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑘𝑊) → (𝑅𝑘) = (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))))
6510adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) → 𝑅𝐿)
661, 59, 63, 64, 65climi2 15393 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) → ∃𝑛𝑊𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿))
671uztrn2 12782 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑛𝑊𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → 𝑘𝑊)
6867, 33sylan2 593 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑛𝑊𝑘 ∈ (ℤ𝑛))) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℂ)
6968anassrs 468 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℂ)
7069adantllr 717 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℂ)
7170adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℂ)
7271abscld 15321 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ∈ ℝ)
733ad4antlr 731 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → 𝑟 ∈ ℝ)
7467, 30sylan2 593 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (𝑛𝑊𝑘 ∈ (ℤ𝑛))) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
7574anassrs 468 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
7675adantllr 717 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
7776adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
7877abscld 15321 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (abs‘(𝐹𝑘)) ∈ ℝ)
7973, 78remulcld 11185 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘))) ∈ ℝ)
8067, 34sylan2 593 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (𝑛𝑊𝑘 ∈ (ℤ𝑛))) → (𝐹𝑘) ≠ 0)
8180anassrs 468 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝐹𝑘) ≠ 0)
8281adantllr 717 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝐹𝑘) ≠ 0)
8382adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (𝐹𝑘) ≠ 0)
8471, 77, 83absdivd 15340 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) = ((abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) / (abs‘(𝐹𝑘))))
8570, 76, 82divcld 11931 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → ((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘)) ∈ ℂ)
8685abscld 15321 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) ∈ ℝ)
8739ad3antrrr 728 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → 𝐿 ∈ ℝ)
8886, 87resubcld 11583 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → ((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿) ∈ ℝ)
893ad3antlr 729 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → 𝑟 ∈ ℝ)
9089, 87resubcld 11583 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝑟𝐿) ∈ ℝ)
9188, 90absltd 15314 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → ((abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿) ↔ (-(𝑟𝐿) < ((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿) ∧ ((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿) < (𝑟𝐿))))
9291simplbda 500 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → ((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿) < (𝑟𝐿))
9371, 77, 83divcld 11931 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → ((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘)) ∈ ℂ)
9493abscld 15321 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) ∈ ℝ)
9539ad4antr 730 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → 𝐿 ∈ ℝ)
9694, 73, 95ltsub1d 11764 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → ((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) < 𝑟 ↔ ((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿) < (𝑟𝐿)))
9792, 96mpbird 256 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) < 𝑟)
9884, 97eqbrtrrd 5129 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → ((abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) / (abs‘(𝐹𝑘))) < 𝑟)
9977, 83absrpcld 15333 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (abs‘(𝐹𝑘)) ∈ ℝ+)
10072, 73, 99ltdivmuld 13008 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (((abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) / (abs‘(𝐹𝑘))) < 𝑟 ↔ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) < ((abs‘(𝐹𝑘)) · 𝑟)))
10198, 100mpbid 231 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) < ((abs‘(𝐹𝑘)) · 𝑟))
10299rpcnd 12959 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (abs‘(𝐹𝑘)) ∈ ℂ)
10373recnd 11183 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → 𝑟 ∈ ℂ)
104102, 103mulcomd 11176 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → ((abs‘(𝐹𝑘)) · 𝑟) = (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘))))
105101, 104breqtrd 5131 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) < (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘))))
10672, 79, 105ltled 11303 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿)) → (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘))))
107106ex 413 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → ((abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿) → (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘)))))
108107ralimdva 3164 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) ∧ 𝑛𝑊) → (∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿) → ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘)))))
109108reximdva 3165 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) → (∃𝑛𝑊𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝑟𝐿) → ∃𝑛𝑊𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘)))))
11066, 109mpd 15 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) → ∃𝑛𝑊𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ≤ (𝑟 · (abs‘(𝐹𝑘))))
11158, 110r19.29a 3159 . . . . . . 7 ((𝜑𝑟 ∈ (𝐿(,)1)) → seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
112111ralrimiva 3143 . . . . . 6 (𝜑 → ∀𝑟 ∈ (𝐿(,)1)seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
113112adantr 481 . . . . 5 ((𝜑𝐿 < 1) → ∀𝑟 ∈ (𝐿(,)1)seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
114 ioon0 13290 . . . . . . . 8 ((𝐿 ∈ ℝ* ∧ 1 ∈ ℝ*) → ((𝐿(,)1) ≠ ∅ ↔ 𝐿 < 1))
11540, 41, 114sylancl 586 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐿(,)1) ≠ ∅ ↔ 𝐿 < 1))
116115biimpar 478 . . . . . 6 ((𝜑𝐿 < 1) → (𝐿(,)1) ≠ ∅)
117 r19.3rzv 4456 . . . . . 6 ((𝐿(,)1) ≠ ∅ → (seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ↔ ∀𝑟 ∈ (𝐿(,)1)seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ))
118116, 117syl 17 . . . . 5 ((𝜑𝐿 < 1) → (seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ↔ ∀𝑟 ∈ (𝐿(,)1)seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ))
119113, 118mpbird 256 . . . 4 ((𝜑𝐿 < 1) → seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
1206, 5, 29iserex 15541 . . . . 5 (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ))
121120adantr 481 . . . 4 ((𝜑𝐿 < 1) → (seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ))
122119, 121mpbird 256 . . 3 ((𝜑𝐿 < 1) → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
123122ex 413 . 2 (𝜑 → (𝐿 < 1 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ))
124 cvgdvgrat.n1 . . . . . 6 (𝜑𝐿 ≠ 1)
125 1red 11156 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
12639, 125lttri2d 11294 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐿 ≠ 1 ↔ (𝐿 < 1 ∨ 1 < 𝐿)))
127124, 126mpbid 231 . . . . 5 (𝜑 → (𝐿 < 1 ∨ 1 < 𝐿))
128127orcanai 1001 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐿 < 1) → 1 < 𝐿)
129 simplr 767 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1)))) → 𝑛𝑊)
130 cvgdvgrat.f . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹𝑉)
131130ad3antrrr 728 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1)))) → 𝐹𝑉)
13248ad3antrrr 728 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1)))) → (𝑖𝑊 → (𝐹𝑖) ∈ ℂ))
133132imp 407 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1)))) ∧ 𝑖𝑊) → (𝐹𝑖) ∈ ℂ)
1341uztrn2 12782 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛𝑊𝑖 ∈ (ℤ𝑛)) → 𝑖𝑊)
13522neeq1d 3003 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 𝑖 → ((𝐹𝑘) ≠ 0 ↔ (𝐹𝑖) ≠ 0))
13621, 135imbi12d 344 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 𝑖 → (((𝜑𝑘𝑊) → (𝐹𝑘) ≠ 0) ↔ ((𝜑𝑖𝑊) → (𝐹𝑖) ≠ 0)))
137136, 34chvarvv 2002 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑖𝑊) → (𝐹𝑖) ≠ 0)
138134, 137sylan2 593 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑛𝑊𝑖 ∈ (ℤ𝑛))) → (𝐹𝑖) ≠ 0)
139138anassrs 468 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑛𝑊) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝐹𝑖) ≠ 0)
140139adantllr 717 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝐹𝑖) ≠ 0)
141140adantlr 713 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1)))) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝐹𝑖) ≠ 0)
14253, 52breq12d 5118 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑖 → ((abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ↔ (abs‘(𝐹𝑖)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑖 + 1)))))
143142rspccva 3580 . . . . . . . . 9 ((∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑛)) → (abs‘(𝐹𝑖)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑖 + 1))))
144143adantll 712 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1)))) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑛)) → (abs‘(𝐹𝑖)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑖 + 1))))
1451, 2, 129, 131, 133, 141, 144dvgrat 42582 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1)))) → seq𝑁( + , 𝐹) ∉ dom ⇝ )
1469adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) → 𝑁 ∈ ℤ)
147 1re 11155 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℝ
148 difrp 12953 . . . . . . . . . . 11 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝐿 ∈ ℝ) → (1 < 𝐿 ↔ (𝐿 − 1) ∈ ℝ+))
149147, 39, 148sylancr 587 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1 < 𝐿 ↔ (𝐿 − 1) ∈ ℝ+))
150149biimpa 477 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) → (𝐿 − 1) ∈ ℝ+)
15137adantlr 713 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑘𝑊) → (𝑅𝑘) = (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))))
15210adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) → 𝑅𝐿)
1531, 146, 150, 151, 152climi2 15393 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) → ∃𝑛𝑊𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1))
15475adantllr 717 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
155154adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
156155abscld 15321 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (abs‘(𝐹𝑘)) ∈ ℝ)
15769adantllr 717 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℂ)
158157adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℂ)
159158abscld 15321 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ∈ ℝ)
16081adantllr 717 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝐹𝑘) ≠ 0)
161160adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (𝐹𝑘) ≠ 0)
162155, 161absrpcld 15333 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (abs‘(𝐹𝑘)) ∈ ℝ+)
163162rpcnd 12959 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (abs‘(𝐹𝑘)) ∈ ℂ)
164163mulid2d 11173 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (1 · (abs‘(𝐹𝑘))) = (abs‘(𝐹𝑘)))
16539ad4antr 730 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → 𝐿 ∈ ℝ)
166165recnd 11183 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → 𝐿 ∈ ℂ)
167 1cnd 11150 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → 1 ∈ ℂ)
168166, 167negsubdi2d 11528 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → -(𝐿 − 1) = (1 − 𝐿))
169157, 154, 160divcld 11931 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → ((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘)) ∈ ℂ)
170169abscld 15321 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) ∈ ℝ)
17139ad3antrrr 728 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → 𝐿 ∈ ℝ)
172170, 171resubcld 11583 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → ((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿) ∈ ℝ)
173 1red 11156 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → 1 ∈ ℝ)
174171, 173resubcld 11583 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → (𝐿 − 1) ∈ ℝ)
175172, 174absltd 15314 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → ((abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1) ↔ (-(𝐿 − 1) < ((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿) ∧ ((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿) < (𝐿 − 1))))
176175simprbda 499 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → -(𝐿 − 1) < ((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿))
177168, 176eqbrtrrd 5129 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (1 − 𝐿) < ((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿))
178 1red 11156 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → 1 ∈ ℝ)
179158, 155, 161divcld 11931 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → ((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘)) ∈ ℂ)
180179abscld 15321 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) ∈ ℝ)
181178, 180, 165ltsub1d 11764 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (1 < (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) ↔ (1 − 𝐿) < ((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)))
182177, 181mpbird 256 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → 1 < (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))))
183158, 155, 161absdivd 15340 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) = ((abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) / (abs‘(𝐹𝑘))))
184182, 183breqtrd 5131 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → 1 < ((abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) / (abs‘(𝐹𝑘))))
185178, 159, 162ltmuldivd 13004 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → ((1 · (abs‘(𝐹𝑘))) < (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) ↔ 1 < ((abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))) / (abs‘(𝐹𝑘)))))
186184, 185mpbird 256 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (1 · (abs‘(𝐹𝑘))) < (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))))
187164, 186eqbrtrrd 5129 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (abs‘(𝐹𝑘)) < (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))))
188156, 159, 187ltled 11303 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) ∧ (abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1)) → (abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))))
189188ex 413 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑛)) → ((abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1) → (abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1)))))
190189ralimdva 3164 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) ∧ 𝑛𝑊) → (∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1) → ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1)))))
191190reximdva 3165 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) → (∃𝑛𝑊𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘((abs‘((𝐹‘(𝑘 + 1)) / (𝐹𝑘))) − 𝐿)) < (𝐿 − 1) → ∃𝑛𝑊𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1)))))
192153, 191mpd 15 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) → ∃𝑛𝑊𝑘 ∈ (ℤ𝑛)(abs‘(𝐹𝑘)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑘 + 1))))
193145, 192r19.29a 3159 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) → seq𝑁( + , 𝐹) ∉ dom ⇝ )
194 df-nel 3050 . . . . . 6 (seq𝑁( + , 𝐹) ∉ dom ⇝ ↔ ¬ seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
195193, 194sylib 217 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) → ¬ seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
196120adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) → (seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ))
197195, 196mtbird 324 . . . 4 ((𝜑 ∧ 1 < 𝐿) → ¬ seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
198128, 197syldan 591 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐿 < 1) → ¬ seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
199198ex 413 . 2 (𝜑 → (¬ 𝐿 < 1 → ¬ seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ))
200123, 199impcon4bid 226 1 (𝜑 → (𝐿 < 1 ↔ seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 396  wo 845  w3a 1087   = wceq 1541  wcel 2106  wne 2943  wnel 3049  wral 3064  wrex 3073  c0 4282   class class class wbr 5105  cmpt 5188  dom cdm 5633  cfv 6496  (class class class)co 7357  cc 11049  cr 11050  0cc0 11051  1c1 11052   + caddc 11054   · cmul 11056  *cxr 11188   < clt 11189  cle 11190  cmin 11385  -cneg 11386   / cdiv 11812  cz 12499  cuz 12763  +crp 12915  (,)cioo 13264  seqcseq 13906  abscabs 15119  cli 15366
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-inf2 9577  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-pre-sup 11129
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-se 5589  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-isom 6505  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-er 8648  df-pm 8768  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-sup 9378  df-inf 9379  df-oi 9446  df-card 9875  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-div 11813  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-n0 12414  df-z 12500  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12916  df-ioo 13268  df-ico 13270  df-fz 13425  df-fzo 13568  df-fl 13697  df-seq 13907  df-exp 13968  df-hash 14231  df-shft 14952  df-cj 14984  df-re 14985  df-im 14986  df-sqrt 15120  df-abs 15121  df-limsup 15353  df-clim 15370  df-rlim 15371  df-sum 15571
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