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Theorem fprodntriv 15288
Description: A non-triviality lemma for finite sequences. (Contributed by Scott Fenton, 16-Dec-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
fprodntriv.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
fprodntriv.2 (𝜑𝑁𝑍)
fprodntriv.3 (𝜑𝐴 ⊆ (𝑀...𝑁))
Assertion
Ref Expression
fprodntriv (𝜑 → ∃𝑛𝑍𝑦(𝑦 ≠ 0 ∧ seq𝑛( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘,𝑛,𝑦   𝐵,𝑛,𝑦   𝑘,𝑛,𝑦   𝑛,𝑁   𝜑,𝑛   𝑦,𝑛,𝑁   𝑘,𝑍,𝑛,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑦,𝑘)   𝐵(𝑘)   𝑀(𝑦,𝑘,𝑛)   𝑁(𝑘)

Proof of Theorem fprodntriv
Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fprodntriv.2 . . . . 5 (𝜑𝑁𝑍)
2 fprodntriv.1 . . . . 5 𝑍 = (ℤ𝑀)
31, 2syl6eleq 2927 . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
4 peano2uz 12293 . . . 4 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → (𝑁 + 1) ∈ (ℤ𝑀))
53, 4syl 17 . . 3 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ (ℤ𝑀))
65, 2syl6eleqr 2928 . 2 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ 𝑍)
7 ax-1ne0 10598 . . 3 1 ≠ 0
8 eqid 2824 . . . 4 (ℤ‘(𝑁 + 1)) = (ℤ‘(𝑁 + 1))
9 eluzelz 12245 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑁 ∈ ℤ)
109, 2eleq2s 2935 . . . . . 6 (𝑁𝑍𝑁 ∈ ℤ)
111, 10syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
1211peano2zd 12082 . . . 4 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
13 seqex 13364 . . . . 5 seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ∈ V
1413a1i 11 . . . 4 (𝜑 → seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ∈ V)
15 1cnd 10628 . . . 4 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
16 simpr 485 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) → 𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1)))
17 fprodntriv.3 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐴 ⊆ (𝑀...𝑁))
1817ad2antrr 722 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → 𝐴 ⊆ (𝑀...𝑁))
1911ad2antrr 722 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → 𝑁 ∈ ℤ)
2019zred 12079 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → 𝑁 ∈ ℝ)
2119peano2zd 12082 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
2221zred 12079 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → (𝑁 + 1) ∈ ℝ)
23 elfzelz 12901 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛) → 𝑚 ∈ ℤ)
2423adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → 𝑚 ∈ ℤ)
2524zred 12079 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → 𝑚 ∈ ℝ)
2620ltp1d 11562 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → 𝑁 < (𝑁 + 1))
27 elfzle1 12903 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛) → (𝑁 + 1) ≤ 𝑚)
2827adantl 482 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → (𝑁 + 1) ≤ 𝑚)
2920, 22, 25, 26, 28ltletrd 10792 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → 𝑁 < 𝑚)
3020, 25ltnled 10779 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → (𝑁 < 𝑚 ↔ ¬ 𝑚𝑁))
3129, 30mpbid 233 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → ¬ 𝑚𝑁)
3231intnand 489 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → ¬ (𝑀𝑚𝑚𝑁))
3332intnand 489 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → ¬ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑚 ∈ ℤ) ∧ (𝑀𝑚𝑚𝑁)))
34 elfz2 12892 . . . . . . . . . 10 (𝑚 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑚 ∈ ℤ) ∧ (𝑀𝑚𝑚𝑁)))
3533, 34sylnibr 330 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → ¬ 𝑚 ∈ (𝑀...𝑁))
3618, 35ssneldd 3973 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → ¬ 𝑚𝐴)
3736iffalsed 4480 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → if(𝑚𝐴, 𝑚 / 𝑘𝐵, 1) = 1)
38 fzssuz 12941 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 + 1)...𝑛) ⊆ (ℤ‘(𝑁 + 1))
395adantr 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) → (𝑁 + 1) ∈ (ℤ𝑀))
40 uzss 12257 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 + 1) ∈ (ℤ𝑀) → (ℤ‘(𝑁 + 1)) ⊆ (ℤ𝑀))
4139, 40syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) → (ℤ‘(𝑁 + 1)) ⊆ (ℤ𝑀))
4241, 2sseqtrrdi 4021 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) → (ℤ‘(𝑁 + 1)) ⊆ 𝑍)
4338, 42sstrid 3981 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) → ((𝑁 + 1)...𝑛) ⊆ 𝑍)
4443sselda 3970 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → 𝑚𝑍)
45 ax-1cn 10587 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℂ
4637, 45syl6eqel 2925 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → if(𝑚𝐴, 𝑚 / 𝑘𝐵, 1) ∈ ℂ)
47 nfcv 2981 . . . . . . . . 9 𝑘𝑚
48 nfv 1908 . . . . . . . . . 10 𝑘 𝑚𝐴
49 nfcsb1v 3910 . . . . . . . . . 10 𝑘𝑚 / 𝑘𝐵
50 nfcv 2981 . . . . . . . . . 10 𝑘1
5148, 49, 50nfif 4498 . . . . . . . . 9 𝑘if(𝑚𝐴, 𝑚 / 𝑘𝐵, 1)
52 eleq1w 2899 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑚 → (𝑘𝐴𝑚𝐴))
53 csbeq1a 3900 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑚𝐵 = 𝑚 / 𝑘𝐵)
5452, 53ifbieq1d 4492 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑚 → if(𝑘𝐴, 𝐵, 1) = if(𝑚𝐴, 𝑚 / 𝑘𝐵, 1))
55 eqid 2824 . . . . . . . . 9 (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1)) = (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))
5647, 51, 54, 55fvmptf 6784 . . . . . . . 8 ((𝑚𝑍 ∧ if(𝑚𝐴, 𝑚 / 𝑘𝐵, 1) ∈ ℂ) → ((𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))‘𝑚) = if(𝑚𝐴, 𝑚 / 𝑘𝐵, 1))
5744, 46, 56syl2anc 584 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → ((𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))‘𝑚) = if(𝑚𝐴, 𝑚 / 𝑘𝐵, 1))
58 elfzuz 12897 . . . . . . . . 9 (𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛) → 𝑚 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1)))
5958adantl 482 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → 𝑚 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1)))
60 1ex 10629 . . . . . . . . 9 1 ∈ V
6160fvconst2 6965 . . . . . . . 8 (𝑚 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1)) → (((ℤ‘(𝑁 + 1)) × {1})‘𝑚) = 1)
6259, 61syl 17 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → (((ℤ‘(𝑁 + 1)) × {1})‘𝑚) = 1)
6337, 57, 623eqtr4d 2870 . . . . . 6 (((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ((𝑁 + 1)...𝑛)) → ((𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))‘𝑚) = (((ℤ‘(𝑁 + 1)) × {1})‘𝑚))
6416, 63seqfveq 13387 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) → (seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1)))‘𝑛) = (seq(𝑁 + 1)( · , ((ℤ‘(𝑁 + 1)) × {1}))‘𝑛))
658prodf1 15239 . . . . . 6 (𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1)) → (seq(𝑁 + 1)( · , ((ℤ‘(𝑁 + 1)) × {1}))‘𝑛) = 1)
6665adantl 482 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) → (seq(𝑁 + 1)( · , ((ℤ‘(𝑁 + 1)) × {1}))‘𝑛) = 1)
6764, 66eqtrd 2860 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))) → (seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1)))‘𝑛) = 1)
688, 12, 14, 15, 67climconst 14893 . . 3 (𝜑 → seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 1)
69 neeq1 3082 . . . . 5 (𝑦 = 1 → (𝑦 ≠ 0 ↔ 1 ≠ 0))
70 breq2 5066 . . . . 5 (𝑦 = 1 → (seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦 ↔ seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 1))
7169, 70anbi12d 630 . . . 4 (𝑦 = 1 → ((𝑦 ≠ 0 ∧ seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦) ↔ (1 ≠ 0 ∧ seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 1)))
7260, 71spcev 3610 . . 3 ((1 ≠ 0 ∧ seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 1) → ∃𝑦(𝑦 ≠ 0 ∧ seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦))
737, 68, 72sylancr 587 . 2 (𝜑 → ∃𝑦(𝑦 ≠ 0 ∧ seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦))
74 seqeq1 13365 . . . . . 6 (𝑛 = (𝑁 + 1) → seq𝑛( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) = seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))))
7574breq1d 5072 . . . . 5 (𝑛 = (𝑁 + 1) → (seq𝑛( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦 ↔ seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦))
7675anbi2d 628 . . . 4 (𝑛 = (𝑁 + 1) → ((𝑦 ≠ 0 ∧ seq𝑛( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦) ↔ (𝑦 ≠ 0 ∧ seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦)))
7776exbidv 1915 . . 3 (𝑛 = (𝑁 + 1) → (∃𝑦(𝑦 ≠ 0 ∧ seq𝑛( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦) ↔ ∃𝑦(𝑦 ≠ 0 ∧ seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦)))
7877rspcev 3626 . 2 (((𝑁 + 1) ∈ 𝑍 ∧ ∃𝑦(𝑦 ≠ 0 ∧ seq(𝑁 + 1)( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦)) → ∃𝑛𝑍𝑦(𝑦 ≠ 0 ∧ seq𝑛( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦))
796, 73, 78syl2anc 584 1 (𝜑 → ∃𝑛𝑍𝑦(𝑦 ≠ 0 ∧ seq𝑛( · , (𝑘𝑍 ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))) ⇝ 𝑦))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 396  w3a 1081   = wceq 1530  wex 1773  wcel 2106  wne 3020  wrex 3143  Vcvv 3499  csb 3886  wss 3939  ifcif 4469  {csn 4563   class class class wbr 5062  cmpt 5142   × cxp 5551  cfv 6351  (class class class)co 7151  cc 10527  0cc0 10529  1c1 10530   + caddc 10532   · cmul 10534   < clt 10667  cle 10668  cz 11973  cuz 12235  ...cfz 12885  seqcseq 13362  cli 14834
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 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2152  ax-12 2167  ax-ext 2796  ax-rep 5186  ax-sep 5199  ax-nul 5206  ax-pow 5262  ax-pr 5325  ax-un 7454  ax-inf2 9096  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2615  df-eu 2649  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2897  df-nfc 2967  df-ne 3021  df-nel 3128  df-ral 3147  df-rex 3148  df-reu 3149  df-rmo 3150  df-rab 3151  df-v 3501  df-sbc 3776  df-csb 3887  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3955  df-pss 3957  df-nul 4295  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4564  df-pr 4566  df-tp 4568  df-op 4570  df-uni 4837  df-iun 4918  df-br 5063  df-opab 5125  df-mpt 5143  df-tr 5169  df-id 5458  df-eprel 5463  df-po 5472  df-so 5473  df-fr 5512  df-we 5514  df-xp 5559  df-rel 5560  df-cnv 5561  df-co 5562  df-dm 5563  df-rn 5564  df-res 5565  df-ima 5566  df-pred 6145  df-ord 6191  df-on 6192  df-lim 6193  df-suc 6194  df-iota 6311  df-fun 6353  df-fn 6354  df-f 6355  df-f1 6356  df-fo 6357  df-f1o 6358  df-fv 6359  df-riota 7109  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-om 7572  df-1st 7683  df-2nd 7684  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-er 8282  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-div 11290  df-nn 11631  df-2 11692  df-n0 11890  df-z 11974  df-uz 12236  df-rp 12383  df-fz 12886  df-seq 13363  df-exp 13423  df-cj 14451  df-re 14452  df-im 14453  df-sqrt 14587  df-abs 14588  df-clim 14838
This theorem is referenced by:  fprodss  15294
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