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

Definition df-prod 15854
Description: Define the product of a series with an index set of integers ๐ด. This definition takes most of the aspects of df-sum 15637 and adapts them for multiplication instead of addition. However, we insist that in the infinite case, there is a nonzero tail of the sequence. This ensures that the convergence criteria match those of infinite sums. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
Assertion
Ref Expression
df-prod โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = (โ„ฉ๐‘ฅ(โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„ค (๐ด โŠ† (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š) โˆง โˆƒ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฆ) โˆง seq๐‘š( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฅ) โˆจ โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘“(๐‘“:(1...๐‘š)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด โˆง ๐‘ฅ = (seq1( ยท , (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘›) / ๐‘˜โฆŒ๐ต))โ€˜๐‘š))))
Distinct variable groups:   ๐‘“,๐‘˜,๐‘š,๐‘›,๐‘ฅ,๐‘ฆ   ๐ด,๐‘“,๐‘š,๐‘›,๐‘ฅ,๐‘ฆ   ๐ต,๐‘“,๐‘š,๐‘›,๐‘ฅ,๐‘ฆ
Allowed substitution hints:   ๐ด(๐‘˜)   ๐ต(๐‘˜)

Detailed syntax breakdown of Definition df-prod
StepHypRef Expression
1 cA . . 3 class ๐ด
2 cB . . 3 class ๐ต
3 vk . . 3 setvar ๐‘˜
41, 2, 3cprod 15853 . 2 class โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต
5 vm . . . . . . . . 9 setvar ๐‘š
65cv 1538 . . . . . . . 8 class ๐‘š
7 cuz 12826 . . . . . . . 8 class โ„คโ‰ฅ
86, 7cfv 6542 . . . . . . 7 class (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)
91, 8wss 3947 . . . . . 6 wff ๐ด โŠ† (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)
10 vy . . . . . . . . . . 11 setvar ๐‘ฆ
1110cv 1538 . . . . . . . . . 10 class ๐‘ฆ
12 cc0 11112 . . . . . . . . . 10 class 0
1311, 12wne 2938 . . . . . . . . 9 wff ๐‘ฆ โ‰  0
14 cmul 11117 . . . . . . . . . . 11 class ยท
15 cz 12562 . . . . . . . . . . . 12 class โ„ค
163cv 1538 . . . . . . . . . . . . . 14 class ๐‘˜
1716, 1wcel 2104 . . . . . . . . . . . . 13 wff ๐‘˜ โˆˆ ๐ด
18 c1 11113 . . . . . . . . . . . . 13 class 1
1917, 2, 18cif 4527 . . . . . . . . . . . 12 class if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1)
203, 15, 19cmpt 5230 . . . . . . . . . . 11 class (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))
21 vn . . . . . . . . . . . 12 setvar ๐‘›
2221cv 1538 . . . . . . . . . . 11 class ๐‘›
2314, 20, 22cseq 13970 . . . . . . . . . 10 class seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1)))
24 cli 15432 . . . . . . . . . 10 class โ‡
2523, 11, 24wbr 5147 . . . . . . . . 9 wff seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฆ
2613, 25wa 394 . . . . . . . 8 wff (๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฆ)
2726, 10wex 1779 . . . . . . 7 wff โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฆ)
2827, 21, 8wrex 3068 . . . . . 6 wff โˆƒ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฆ)
2914, 20, 6cseq 13970 . . . . . . 7 class seq๐‘š( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1)))
30 vx . . . . . . . 8 setvar ๐‘ฅ
3130cv 1538 . . . . . . 7 class ๐‘ฅ
3229, 31, 24wbr 5147 . . . . . 6 wff seq๐‘š( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฅ
339, 28, 32w3a 1085 . . . . 5 wff (๐ด โŠ† (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š) โˆง โˆƒ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฆ) โˆง seq๐‘š( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฅ)
3433, 5, 15wrex 3068 . . . 4 wff โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„ค (๐ด โŠ† (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š) โˆง โˆƒ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฆ) โˆง seq๐‘š( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฅ)
35 cfz 13488 . . . . . . . . 9 class ...
3618, 6, 35co 7411 . . . . . . . 8 class (1...๐‘š)
37 vf . . . . . . . . 9 setvar ๐‘“
3837cv 1538 . . . . . . . 8 class ๐‘“
3936, 1, 38wf1o 6541 . . . . . . 7 wff ๐‘“:(1...๐‘š)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด
40 cn 12216 . . . . . . . . . . 11 class โ„•
4122, 38cfv 6542 . . . . . . . . . . . 12 class (๐‘“โ€˜๐‘›)
423, 41, 2csb 3892 . . . . . . . . . . 11 class โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘›) / ๐‘˜โฆŒ๐ต
4321, 40, 42cmpt 5230 . . . . . . . . . 10 class (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘›) / ๐‘˜โฆŒ๐ต)
4414, 43, 18cseq 13970 . . . . . . . . 9 class seq1( ยท , (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘›) / ๐‘˜โฆŒ๐ต))
456, 44cfv 6542 . . . . . . . 8 class (seq1( ยท , (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘›) / ๐‘˜โฆŒ๐ต))โ€˜๐‘š)
4631, 45wceq 1539 . . . . . . 7 wff ๐‘ฅ = (seq1( ยท , (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘›) / ๐‘˜โฆŒ๐ต))โ€˜๐‘š)
4739, 46wa 394 . . . . . 6 wff (๐‘“:(1...๐‘š)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด โˆง ๐‘ฅ = (seq1( ยท , (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘›) / ๐‘˜โฆŒ๐ต))โ€˜๐‘š))
4847, 37wex 1779 . . . . 5 wff โˆƒ๐‘“(๐‘“:(1...๐‘š)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด โˆง ๐‘ฅ = (seq1( ยท , (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘›) / ๐‘˜โฆŒ๐ต))โ€˜๐‘š))
4948, 5, 40wrex 3068 . . . 4 wff โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘“(๐‘“:(1...๐‘š)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด โˆง ๐‘ฅ = (seq1( ยท , (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘›) / ๐‘˜โฆŒ๐ต))โ€˜๐‘š))
5034, 49wo 843 . . 3 wff (โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„ค (๐ด โŠ† (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š) โˆง โˆƒ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฆ) โˆง seq๐‘š( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฅ) โˆจ โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘“(๐‘“:(1...๐‘š)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด โˆง ๐‘ฅ = (seq1( ยท , (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘›) / ๐‘˜โฆŒ๐ต))โ€˜๐‘š)))
5150, 30cio 6492 . 2 class (โ„ฉ๐‘ฅ(โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„ค (๐ด โŠ† (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š) โˆง โˆƒ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฆ) โˆง seq๐‘š( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฅ) โˆจ โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘“(๐‘“:(1...๐‘š)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด โˆง ๐‘ฅ = (seq1( ยท , (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘›) / ๐‘˜โฆŒ๐ต))โ€˜๐‘š))))
524, 51wceq 1539 1 wff โˆ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = (โ„ฉ๐‘ฅ(โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„ค (๐ด โŠ† (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š) โˆง โˆƒ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐‘š)โˆƒ๐‘ฆ(๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq๐‘›( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฆ) โˆง seq๐‘š( ยท , (๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if(๐‘˜ โˆˆ ๐ด, ๐ต, 1))) โ‡ ๐‘ฅ) โˆจ โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘“(๐‘“:(1...๐‘š)โ€“1-1-ontoโ†’๐ด โˆง ๐‘ฅ = (seq1( ยท , (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹(๐‘“โ€˜๐‘›) / ๐‘˜โฆŒ๐ต))โ€˜๐‘š))))
Colors of variables: wff setvar class
This definition is referenced by:  prodex  15855  prodeq1f  15856  nfcprod1  15858  nfcprod  15859  prodeq2w  15860  prodeq2ii  15861  cbvprod  15863  zprod  15885  fprod  15889
  Copyright terms: Public domain W3C validator