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

Theorem dvfsumrlim 24562
Description: Compare a finite sum to an integral (the integral here is given as a function with a known derivative). The statement here says that if 𝑥𝑆𝐵 is a decreasing function with antiderivative 𝐴 converging to zero, then the difference between Σ𝑘 ∈ (𝑀...(⌊‘𝑥))𝐵(𝑘) and 𝐴(𝑥) = ∫𝑢 ∈ (𝑀[,]𝑥)𝐵(𝑢) d𝑢 converges to a constant limit value, with the remainder term bounded by 𝐵(𝑥). (Contributed by Mario Carneiro, 18-May-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
dvfsum.s 𝑆 = (𝑇(,)+∞)
dvfsum.z 𝑍 = (ℤ𝑀)
dvfsum.m (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
dvfsum.d (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
dvfsum.md (𝜑𝑀 ≤ (𝐷 + 1))
dvfsum.t (𝜑𝑇 ∈ ℝ)
dvfsum.a ((𝜑𝑥𝑆) → 𝐴 ∈ ℝ)
dvfsum.b1 ((𝜑𝑥𝑆) → 𝐵𝑉)
dvfsum.b2 ((𝜑𝑥𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
dvfsum.b3 (𝜑 → (ℝ D (𝑥𝑆𝐴)) = (𝑥𝑆𝐵))
dvfsum.c (𝑥 = 𝑘𝐵 = 𝐶)
dvfsumrlim.l ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝑘𝑆) ∧ (𝐷𝑥𝑥𝑘)) → 𝐶𝐵)
dvfsumrlim.g 𝐺 = (𝑥𝑆 ↦ (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(⌊‘𝑥))𝐶𝐴))
dvfsumrlim.k (𝜑 → (𝑥𝑆𝐵) ⇝𝑟 0)
Assertion
Ref Expression
dvfsumrlim (𝜑𝐺 ∈ dom ⇝𝑟 )
Distinct variable groups:   𝐵,𝑘   𝑥,𝐶   𝑥,𝑘,𝐷   𝜑,𝑘,𝑥   𝑆,𝑘,𝑥   𝑘,𝑀,𝑥   𝑥,𝑇   𝑥,𝑍
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥,𝑘)   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑘)   𝑇(𝑘)   𝐺(𝑥,𝑘)   𝑉(𝑥,𝑘)   𝑍(𝑘)

Proof of Theorem dvfsumrlim
Dummy variables 𝑦 𝑒 𝑐 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dvfsum.s . . . 4 𝑆 = (𝑇(,)+∞)
2 ioossre 12793 . . . 4 (𝑇(,)+∞) ⊆ ℝ
31, 2eqsstri 4005 . . 3 𝑆 ⊆ ℝ
43a1i 11 . 2 (𝜑𝑆 ⊆ ℝ)
5 dvfsum.z . . . 4 𝑍 = (ℤ𝑀)
6 dvfsum.m . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
7 dvfsum.d . . . 4 (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
8 dvfsum.md . . . 4 (𝜑𝑀 ≤ (𝐷 + 1))
9 dvfsum.t . . . 4 (𝜑𝑇 ∈ ℝ)
10 dvfsum.a . . . 4 ((𝜑𝑥𝑆) → 𝐴 ∈ ℝ)
11 dvfsum.b1 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑆) → 𝐵𝑉)
12 dvfsum.b2 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
13 dvfsum.b3 . . . 4 (𝜑 → (ℝ D (𝑥𝑆𝐴)) = (𝑥𝑆𝐵))
14 dvfsum.c . . . 4 (𝑥 = 𝑘𝐵 = 𝐶)
15 dvfsumrlim.g . . . 4 𝐺 = (𝑥𝑆 ↦ (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(⌊‘𝑥))𝐶𝐴))
161, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15dvfsumrlimf 24556 . . 3 (𝜑𝐺:𝑆⟶ℝ)
17 ax-resscn 10588 . . 3 ℝ ⊆ ℂ
18 fss 6526 . . 3 ((𝐺:𝑆⟶ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → 𝐺:𝑆⟶ℂ)
1916, 17, 18sylancl 586 . 2 (𝜑𝐺:𝑆⟶ℂ)
201supeq1i 8905 . . 3 sup(𝑆, ℝ*, < ) = sup((𝑇(,)+∞), ℝ*, < )
21 ressxr 10679 . . . . 5 ℝ ⊆ ℝ*
2221, 9sseldi 3969 . . . 4 (𝜑𝑇 ∈ ℝ*)
239renepnfd 10686 . . . 4 (𝜑𝑇 ≠ +∞)
24 ioopnfsup 13227 . . . 4 ((𝑇 ∈ ℝ*𝑇 ≠ +∞) → sup((𝑇(,)+∞), ℝ*, < ) = +∞)
2522, 23, 24syl2anc 584 . . 3 (𝜑 → sup((𝑇(,)+∞), ℝ*, < ) = +∞)
2620, 25syl5eq 2873 . 2 (𝜑 → sup(𝑆, ℝ*, < ) = +∞)
27 dvfsumrlim.k . . . 4 (𝜑 → (𝑥𝑆𝐵) ⇝𝑟 0)
2811, 27rlimmptrcl 14959 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑆) → 𝐵 ∈ ℂ)
2928ralrimiva 3187 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑥𝑆 𝐵 ∈ ℂ)
3029, 4rlim0 14860 . . . 4 (𝜑 → ((𝑥𝑆𝐵) ⇝𝑟 0 ↔ ∀𝑒 ∈ ℝ+𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒)))
3127, 30mpbid 233 . . 3 (𝜑 → ∀𝑒 ∈ ℝ+𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒))
323a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) → 𝑆 ⊆ ℝ)
33 peano2re 10807 . . . . . . . . 9 (𝑇 ∈ ℝ → (𝑇 + 1) ∈ ℝ)
349, 33syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑇 + 1) ∈ ℝ)
3534, 7ifcld 4515 . . . . . . 7 (𝜑 → if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ∈ ℝ)
3635adantr 481 . . . . . 6 ((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) → if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ∈ ℝ)
37 rexico 14708 . . . . . 6 ((𝑆 ⊆ ℝ ∧ if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ∈ ℝ) → (∃𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) ↔ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒)))
3832, 36, 37syl2anc 584 . . . . 5 ((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) → (∃𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) ↔ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒)))
39 elicopnf 12828 . . . . . . . . . . . . . 14 (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ∈ ℝ → (𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞) ↔ (𝑐 ∈ ℝ ∧ if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ≤ 𝑐)))
4035, 39syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞) ↔ (𝑐 ∈ ℝ ∧ if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ≤ 𝑐)))
4140simprbda 499 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑐 ∈ ℝ)
429adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑇 ∈ ℝ)
4342, 33syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (𝑇 + 1) ∈ ℝ)
4442ltp1d 11564 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑇 < (𝑇 + 1))
4540simplbda 500 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ≤ 𝑐)
467adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝐷 ∈ ℝ)
47 maxle 12579 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐷 ∈ ℝ ∧ (𝑇 + 1) ∈ ℝ ∧ 𝑐 ∈ ℝ) → (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ≤ 𝑐 ↔ (𝐷𝑐 ∧ (𝑇 + 1) ≤ 𝑐)))
4846, 43, 41, 47syl3anc 1365 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷) ≤ 𝑐 ↔ (𝐷𝑐 ∧ (𝑇 + 1) ≤ 𝑐)))
4945, 48mpbid 233 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (𝐷𝑐 ∧ (𝑇 + 1) ≤ 𝑐))
5049simprd 496 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (𝑇 + 1) ≤ 𝑐)
5142, 43, 41, 44, 50ltletrd 10794 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑇 < 𝑐)
5222adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑇 ∈ ℝ*)
53 elioopnf 12826 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑇 ∈ ℝ* → (𝑐 ∈ (𝑇(,)+∞) ↔ (𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑇 < 𝑐)))
5452, 53syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (𝑐 ∈ (𝑇(,)+∞) ↔ (𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑇 < 𝑐)))
5541, 51, 54mpbir2and 709 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑐 ∈ (𝑇(,)+∞))
5655, 1syl6eleqr 2929 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝑐𝑆)
5749simpld 495 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → 𝐷𝑐)
5856, 57jca 512 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (𝑐𝑆𝐷𝑐))
5958adantlr 711 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) ∧ 𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (𝑐𝑆𝐷𝑐))
60 simprrl 777 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) → 𝑐𝑆)
6160adantrr 713 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑐𝑆)
623, 61sseldi 3969 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑐 ∈ ℝ)
6362leidd 11200 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑐𝑐)
64 nfv 1908 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑥 𝑐𝑐
65 nfcv 2982 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 𝑥abs
66 nfcsb1v 3911 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 𝑥𝑐 / 𝑥𝐵
6765, 66nffv 6679 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝑥(abs‘𝑐 / 𝑥𝐵)
68 nfcv 2982 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝑥 <
69 nfcv 2982 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝑥𝑒
7067, 68, 69nfbr 5110 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑥(abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒
7164, 70nfim 1890 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑥(𝑐𝑐 → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒)
72 breq2 5067 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑥 = 𝑐 → (𝑐𝑥𝑐𝑐))
73 csbeq1a 3901 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑥 = 𝑐𝐵 = 𝑐 / 𝑥𝐵)
7473fveq2d 6673 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑥 = 𝑐 → (abs‘𝐵) = (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵))
7574breq1d 5073 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑥 = 𝑐 → ((abs‘𝐵) < 𝑒 ↔ (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒))
7672, 75imbi12d 346 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 = 𝑐 → ((𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) ↔ (𝑐𝑐 → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒)))
7771, 76rspc 3615 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑐𝑆 → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (𝑐𝑐 → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒)))
7861, 77syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (𝑐𝑐 → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒)))
7963, 78mpid 44 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒))
804, 10, 11, 13dvmptrecl 24555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝜑𝑥𝑆) → 𝐵 ∈ ℝ)
8180adantrr 713 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝐷𝑥)) → 𝐵 ∈ ℝ)
82 dvfsumrlim.l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝑘𝑆) ∧ (𝐷𝑥𝑥𝑘)) → 𝐶𝐵)
831, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 82, 15, 27dvfsumrlimge0 24561 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝐷𝑥)) → 0 ≤ 𝐵)
84 elrege0 12837 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝐵 ∈ (0[,)+∞) ↔ (𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐵))
8581, 83, 84sylanbrc 583 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝐷𝑥)) → 𝐵 ∈ (0[,)+∞))
8685expr 457 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑𝑥𝑆) → (𝐷𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)))
8786ralrimiva 3187 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝜑 → ∀𝑥𝑆 (𝐷𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)))
8887adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → ∀𝑥𝑆 (𝐷𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)))
89 simprrr 778 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) → 𝐷𝑐)
9089adantrr 713 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝐷𝑐)
91 nfv 1908 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 𝑥 𝐷𝑐
9266nfel1 2999 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 𝑥𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)
9391, 92nfim 1890 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 𝑥(𝐷𝑐𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞))
94 breq2 5067 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑥 = 𝑐 → (𝐷𝑥𝐷𝑐))
9573eleq1d 2902 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑥 = 𝑐 → (𝐵 ∈ (0[,)+∞) ↔ 𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)))
9694, 95imbi12d 346 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑥 = 𝑐 → ((𝐷𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)) ↔ (𝐷𝑐𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞))))
9793, 96rspc 3615 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑐𝑆 → (∀𝑥𝑆 (𝐷𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞)) → (𝐷𝑐𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞))))
9861, 88, 90, 97syl3c 66 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞))
99 elrege0 12837 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ (0[,)+∞) ↔ (𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑐 / 𝑥𝐵))
10098, 99sylib 219 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑐 / 𝑥𝐵))
101 absid 14651 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑐 / 𝑥𝐵) → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) = 𝑐 / 𝑥𝐵)
102100, 101syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) = 𝑐 / 𝑥𝐵)
103102breq1d 5073 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → ((abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒𝑐 / 𝑥𝐵 < 𝑒))
1046adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑀 ∈ ℤ)
1057adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝐷 ∈ ℝ)
1068adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑀 ≤ (𝐷 + 1))
1079adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑇 ∈ ℝ)
10810adantlr 711 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) ∧ 𝑥𝑆) → 𝐴 ∈ ℝ)
10911adantlr 711 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) ∧ 𝑥𝑆) → 𝐵𝑉)
11012adantlr 711 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) ∧ 𝑥𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
11113adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (ℝ D (𝑥𝑆𝐴)) = (𝑥𝑆𝐵))
112 pnfxr 10689 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 +∞ ∈ ℝ*
113112a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → +∞ ∈ ℝ*)
114 3simpa 1142 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐷𝑥𝑥𝑘𝑘 ≤ +∞) → (𝐷𝑥𝑥𝑘))
115114, 82syl3an3 1159 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝑘𝑆) ∧ (𝐷𝑥𝑥𝑘𝑘 ≤ +∞)) → 𝐶𝐵)
1161153adant1r 1171 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) ∧ (𝑥𝑆𝑘𝑆) ∧ (𝐷𝑥𝑥𝑘𝑘 ≤ +∞)) → 𝐶𝐵)
117833adantr3 1165 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝐷𝑥𝑥 ≤ +∞)) → 0 ≤ 𝐵)
118117adantlr 711 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) ∧ (𝑥𝑆𝐷𝑥𝑥 ≤ +∞)) → 0 ≤ 𝐵)
119 simprrl 777 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑦𝑆)
120 simprrr 778 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑐𝑦)
1213, 21sstri 3980 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝑆 ⊆ ℝ*
122121, 119sseldi 3969 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑦 ∈ ℝ*)
123 pnfge 12520 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑦 ∈ ℝ*𝑦 ≤ +∞)
124122, 123syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑦 ≤ +∞)
1251, 5, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 14, 113, 116, 15, 118, 61, 119, 90, 120, 124dvfsumlem4 24560 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) ≤ 𝑐 / 𝑥𝐵)
12619adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝐺:𝑆⟶ℂ)
127126, 119ffvelrnd 6850 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (𝐺𝑦) ∈ ℂ)
128126, 61ffvelrnd 6850 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (𝐺𝑐) ∈ ℂ)
129127, 128subcld 10991 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → ((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐)) ∈ ℂ)
130129abscld 14791 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) ∈ ℝ)
131100simpld 495 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ ℝ)
132 simprll 775 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑒 ∈ ℝ+)
133132rpred 12426 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → 𝑒 ∈ ℝ)
134 lelttr 10725 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) ∈ ℝ ∧ 𝑐 / 𝑥𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑒 ∈ ℝ) → (((abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) ≤ 𝑐 / 𝑥𝐵𝑐 / 𝑥𝐵 < 𝑒) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
135130, 131, 133, 134syl3anc 1365 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (((abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) ≤ 𝑐 / 𝑥𝐵𝑐 / 𝑥𝐵 < 𝑒) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
136125, 135mpand 691 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (𝑐 / 𝑥𝐵 < 𝑒 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
137103, 136sylbid 241 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → ((abs‘𝑐 / 𝑥𝐵) < 𝑒 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
13879, 137syld 47 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦))) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
139138anassrs 468 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) ∧ (𝑦𝑆𝑐𝑦)) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
140139expr 457 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) ∧ 𝑦𝑆) → (𝑐𝑦 → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒)))
141140com23 86 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) ∧ 𝑦𝑆) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒)))
142141ralrimdva 3194 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → ∀𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒)))
143142, 60jctild 526 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐))) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (𝑐𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))))
144143anassrs 468 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) ∧ (𝑐𝑆𝐷𝑐)) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (𝑐𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))))
14559, 144syldan 591 . . . . . . 7 (((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) ∧ 𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)) → (∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → (𝑐𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))))
146145expimpd 454 . . . . . 6 ((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) → ((𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞) ∧ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒)) → (𝑐𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))))
147146reximdv2 3276 . . . . 5 ((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) → (∃𝑐 ∈ (if(𝐷 ≤ (𝑇 + 1), (𝑇 + 1), 𝐷)[,)+∞)∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → ∃𝑐𝑆𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒)))
14838, 147sylbird 261 . . . 4 ((𝜑𝑒 ∈ ℝ+) → (∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → ∃𝑐𝑆𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒)))
149148ralimdva 3182 . . 3 (𝜑 → (∀𝑒 ∈ ℝ+𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝑆 (𝑐𝑥 → (abs‘𝐵) < 𝑒) → ∀𝑒 ∈ ℝ+𝑐𝑆𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒)))
15031, 149mpd 15 . 2 (𝜑 → ∀𝑒 ∈ ℝ+𝑐𝑆𝑦𝑆 (𝑐𝑦 → (abs‘((𝐺𝑦) − (𝐺𝑐))) < 𝑒))
1514, 19, 26, 150caucvgr 15027 1 (𝜑𝐺 ∈ dom ⇝𝑟 )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 207  wa 396  w3a 1081   = wceq 1530  wcel 2107  wne 3021  wral 3143  wrex 3144  csb 3887  wss 3940  ifcif 4470   class class class wbr 5063  cmpt 5143  dom cdm 5554  wf 6350  cfv 6354  (class class class)co 7150  supcsup 8898  cc 10529  cr 10530  0cc0 10531  1c1 10532   + caddc 10534  +∞cpnf 10666  *cxr 10668   < clt 10669  cle 10670  cmin 10864  cz 11975  cuz 12237  +crp 12384  (,)cioo 12733  [,)cico 12735  ...cfz 12887  cfl 13155  abscabs 14588  𝑟 crli 14837  Σcsu 15037   D cdv 24395
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 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2798  ax-rep 5187  ax-sep 5200  ax-nul 5207  ax-pow 5263  ax-pr 5326  ax-un 7455  ax-inf2 9098  ax-cnex 10587  ax-resscn 10588  ax-1cn 10589  ax-icn 10590  ax-addcl 10591  ax-addrcl 10592  ax-mulcl 10593  ax-mulrcl 10594  ax-mulcom 10595  ax-addass 10596  ax-mulass 10597  ax-distr 10598  ax-i2m1 10599  ax-1ne0 10600  ax-1rid 10601  ax-rnegex 10602  ax-rrecex 10603  ax-cnre 10604  ax-pre-lttri 10605  ax-pre-lttrn 10606  ax-pre-ltadd 10607  ax-pre-mulgt0 10608  ax-pre-sup 10609  ax-addf 10610  ax-mulf 10611
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-fal 1543  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2620  df-eu 2652  df-clab 2805  df-cleq 2819  df-clel 2898  df-nfc 2968  df-ne 3022  df-nel 3129  df-ral 3148  df-rex 3149  df-reu 3150  df-rmo 3151  df-rab 3152  df-v 3502  df-sbc 3777  df-csb 3888  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3956  df-pss 3958  df-nul 4296  df-if 4471  df-pw 4544  df-sn 4565  df-pr 4567  df-tp 4569  df-op 4571  df-uni 4838  df-int 4875  df-iun 4919  df-iin 4920  df-br 5064  df-opab 5126  df-mpt 5144  df-tr 5170  df-id 5459  df-eprel 5464  df-po 5473  df-so 5474  df-fr 5513  df-se 5514  df-we 5515  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-pred 6147  df-ord 6193  df-on 6194  df-lim 6195  df-suc 6196  df-iota 6313  df-fun 6356  df-fn 6357  df-f 6358  df-f1 6359  df-fo 6360  df-f1o 6361  df-fv 6362  df-isom 6363  df-riota 7108  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-of 7403  df-om 7574  df-1st 7685  df-2nd 7686  df-supp 7827  df-wrecs 7943  df-recs 8004  df-rdg 8042  df-1o 8098  df-2o 8099  df-oadd 8102  df-er 8284  df-map 8403  df-pm 8404  df-ixp 8456  df-en 8504  df-dom 8505  df-sdom 8506  df-fin 8507  df-fsupp 8828  df-fi 8869  df-sup 8900  df-inf 8901  df-oi 8968  df-card 9362  df-pnf 10671  df-mnf 10672  df-xr 10673  df-ltxr 10674  df-le 10675  df-sub 10866  df-neg 10867  df-div 11292  df-nn 11633  df-2 11694  df-3 11695  df-4 11696  df-5 11697  df-6 11698  df-7 11699  df-8 11700  df-9 11701  df-n0 11892  df-z 11976  df-dec 12093  df-uz 12238  df-q 12343  df-rp 12385  df-xneg 12502  df-xadd 12503  df-xmul 12504  df-ioo 12737  df-ico 12739  df-icc 12740  df-fz 12888  df-fzo 13029  df-fl 13157  df-seq 13365  df-exp 13425  df-hash 13686  df-cj 14453  df-re 14454  df-im 14455  df-sqrt 14589  df-abs 14590  df-limsup 14823  df-clim 14840  df-rlim 14841  df-sum 15038  df-struct 16480  df-ndx 16481  df-slot 16482  df-base 16484  df-sets 16485  df-ress 16486  df-plusg 16573  df-mulr 16574  df-starv 16575  df-sca 16576  df-vsca 16577  df-ip 16578  df-tset 16579  df-ple 16580  df-ds 16582  df-unif 16583  df-hom 16584  df-cco 16585  df-rest 16691  df-topn 16692  df-0g 16710  df-gsum 16711  df-topgen 16712  df-pt 16713  df-prds 16716  df-xrs 16770  df-qtop 16775  df-imas 16776  df-xps 16778  df-mre 16852  df-mrc 16853  df-acs 16855  df-mgm 17847  df-sgrp 17896  df-mnd 17907  df-submnd 17952  df-mulg 18170  df-cntz 18392  df-cmn 18844  df-psmet 20472  df-xmet 20473  df-met 20474  df-bl 20475  df-mopn 20476  df-fbas 20477  df-fg 20478  df-cnfld 20481  df-top 21437  df-topon 21454  df-topsp 21476  df-bases 21489  df-cld 21562  df-ntr 21563  df-cls 21564  df-nei 21641  df-lp 21679  df-perf 21680  df-cn 21770  df-cnp 21771  df-haus 21858  df-cmp 21930  df-tx 22105  df-hmeo 22298  df-fil 22389  df-fm 22481  df-flim 22482  df-flf 22483  df-xms 22864  df-ms 22865  df-tms 22866  df-cncf 23420  df-limc 24398  df-dv 24399
This theorem is referenced by:  dvfsumrlim3  24564
  Copyright terms: Public domain W3C validator