MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  iprodclim3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem iprodclim3 15349
Description: The sequence of partial finite product of a converging infinite product converge to the infinite product of the series. Note that 𝑗 must not occur in 𝐴. (Contributed by Scott Fenton, 18-Dec-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
iprodclim3.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
iprodclim3.2 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
iprodclim3.3 (𝜑 → ∃𝑛𝑍𝑦(𝑦 ≠ 0 ∧ seq𝑛( · , (𝑘𝑍𝐴)) ⇝ 𝑦))
iprodclim3.4 (𝜑𝐹 ∈ dom ⇝ )
iprodclim3.5 ((𝜑𝑘𝑍) → 𝐴 ∈ ℂ)
iprodclim3.6 ((𝜑𝑗𝑍) → (𝐹𝑗) = ∏𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)𝐴)
Assertion
Ref Expression
iprodclim3 (𝜑𝐹 ⇝ ∏𝑘𝑍 𝐴)
Distinct variable groups:   𝐴,𝑗   𝐴,𝑛,𝑦   𝑗,𝐹   𝑗,𝑘,𝜑   𝑘,𝑛,𝜑,𝑦   𝑗,𝑀   𝑦,𝑀   𝜑,𝑛,𝑦   𝑗,𝑍,𝑘   𝑛,𝑍,𝑦   𝑘,𝑀
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑘)   𝐹(𝑦,𝑘,𝑛)   𝑀(𝑛)

Proof of Theorem iprodclim3
Dummy variables 𝑚 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iprodclim3.4 . . 3 (𝜑𝐹 ∈ dom ⇝ )
2 climdm 14906 . . 3 (𝐹 ∈ dom ⇝ ↔ 𝐹 ⇝ ( ⇝ ‘𝐹))
31, 2sylib 221 . 2 (𝜑𝐹 ⇝ ( ⇝ ‘𝐹))
4 prodfc 15294 . . . 4 𝑚𝑍 ((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚) = ∏𝑘𝑍 𝐴
5 iprodclim3.1 . . . . 5 𝑍 = (ℤ𝑀)
6 iprodclim3.2 . . . . 5 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
7 iprodclim3.3 . . . . 5 (𝜑 → ∃𝑛𝑍𝑦(𝑦 ≠ 0 ∧ seq𝑛( · , (𝑘𝑍𝐴)) ⇝ 𝑦))
8 eqidd 2802 . . . . 5 ((𝜑𝑚𝑍) → ((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚) = ((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚))
9 iprodclim3.5 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝑍) → 𝐴 ∈ ℂ)
109fmpttd 6860 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑘𝑍𝐴):𝑍⟶ℂ)
1110ffvelrnda 6832 . . . . 5 ((𝜑𝑚𝑍) → ((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚) ∈ ℂ)
125, 6, 7, 8, 11iprod 15287 . . . 4 (𝜑 → ∏𝑚𝑍 ((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚) = ( ⇝ ‘seq𝑀( · , (𝑘𝑍𝐴))))
134, 12syl5eqr 2850 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘𝑍 𝐴 = ( ⇝ ‘seq𝑀( · , (𝑘𝑍𝐴))))
14 seqex 13370 . . . . . . 7 seq𝑀( · , (𝑘𝑍𝐴)) ∈ V
1514a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → seq𝑀( · , (𝑘𝑍𝐴)) ∈ V)
16 iprodclim3.6 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗𝑍) → (𝐹𝑗) = ∏𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)𝐴)
17 fzssuz 12947 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀...𝑗) ⊆ (ℤ𝑀)
1817, 5sseqtrri 3955 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑀...𝑗) ⊆ 𝑍
19 resmpt 5876 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑀...𝑗) ⊆ 𝑍 → ((𝑘𝑍𝐴) ↾ (𝑀...𝑗)) = (𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ 𝐴))
2018, 19ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘𝑍𝐴) ↾ (𝑀...𝑗)) = (𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ 𝐴)
2120fveq1i 6650 . . . . . . . . . . 11 (((𝑘𝑍𝐴) ↾ (𝑀...𝑗))‘𝑚) = ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ 𝐴)‘𝑚)
22 fvres 6668 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 ∈ (𝑀...𝑗) → (((𝑘𝑍𝐴) ↾ (𝑀...𝑗))‘𝑚) = ((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚))
2321, 22syl5reqr 2851 . . . . . . . . . 10 (𝑚 ∈ (𝑀...𝑗) → ((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚) = ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ 𝐴)‘𝑚))
2423prodeq2i 15268 . . . . . . . . 9 𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚) = ∏𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)((𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ 𝐴)‘𝑚)
25 prodfc 15294 . . . . . . . . 9 𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)((𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ 𝐴)‘𝑚) = ∏𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)𝐴
2624, 25eqtri 2824 . . . . . . . 8 𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚) = ∏𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)𝐴
27 eqidd 2802 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)) → ((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚) = ((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚))
28 simpr 488 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗𝑍) → 𝑗𝑍)
2928, 5eleqtrdi 2903 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗𝑍) → 𝑗 ∈ (ℤ𝑀))
30 elfzuz 12902 . . . . . . . . . . . 12 (𝑚 ∈ (𝑀...𝑗) → 𝑚 ∈ (ℤ𝑀))
3130, 5eleqtrrdi 2904 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 ∈ (𝑀...𝑗) → 𝑚𝑍)
3231, 11sylan2 595 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)) → ((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚) ∈ ℂ)
3332adantlr 714 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)) → ((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚) ∈ ℂ)
3427, 29, 33fprodser 15298 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗𝑍) → ∏𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)((𝑘𝑍𝐴)‘𝑚) = (seq𝑀( · , (𝑘𝑍𝐴))‘𝑗))
3526, 34syl5eqr 2850 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗𝑍) → ∏𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)𝐴 = (seq𝑀( · , (𝑘𝑍𝐴))‘𝑗))
3616, 35eqtr2d 2837 . . . . . 6 ((𝜑𝑗𝑍) → (seq𝑀( · , (𝑘𝑍𝐴))‘𝑗) = (𝐹𝑗))
375, 15, 1, 6, 36climeq 14919 . . . . 5 (𝜑 → (seq𝑀( · , (𝑘𝑍𝐴)) ⇝ 𝑥𝐹𝑥))
3837iotabidv 6312 . . . 4 (𝜑 → (℩𝑥seq𝑀( · , (𝑘𝑍𝐴)) ⇝ 𝑥) = (℩𝑥𝐹𝑥))
39 df-fv 6336 . . . 4 ( ⇝ ‘seq𝑀( · , (𝑘𝑍𝐴))) = (℩𝑥seq𝑀( · , (𝑘𝑍𝐴)) ⇝ 𝑥)
40 df-fv 6336 . . . 4 ( ⇝ ‘𝐹) = (℩𝑥𝐹𝑥)
4138, 39, 403eqtr4g 2861 . . 3 (𝜑 → ( ⇝ ‘seq𝑀( · , (𝑘𝑍𝐴))) = ( ⇝ ‘𝐹))
4213, 41eqtrd 2836 . 2 (𝜑 → ∏𝑘𝑍 𝐴 = ( ⇝ ‘𝐹))
433, 42breqtrrd 5061 1 (𝜑𝐹 ⇝ ∏𝑘𝑍 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 399   = wceq 1538  wex 1781  wcel 2112  wne 2990  wrex 3110  Vcvv 3444  wss 3884   class class class wbr 5033  cmpt 5113  dom cdm 5523  cres 5525  cio 6285  cfv 6328  (class class class)co 7139  cc 10528  0cc0 10530   · cmul 10535  cz 11973  cuz 12235  ...cfz 12889  seqcseq 13368  cli 14836  cprod 15254
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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2773  ax-rep 5157  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7445  ax-inf2 9092  ax-cnex 10586  ax-resscn 10587  ax-1cn 10588  ax-icn 10589  ax-addcl 10590  ax-addrcl 10591  ax-mulcl 10592  ax-mulrcl 10593  ax-mulcom 10594  ax-addass 10595  ax-mulass 10596  ax-distr 10597  ax-i2m1 10598  ax-1ne0 10599  ax-1rid 10600  ax-rnegex 10601  ax-rrecex 10602  ax-cnre 10603  ax-pre-lttri 10604  ax-pre-lttrn 10605  ax-pre-ltadd 10606  ax-pre-mulgt0 10607  ax-pre-sup 10608
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2601  df-eu 2632  df-clab 2780  df-cleq 2794  df-clel 2873  df-nfc 2941  df-ne 2991  df-nel 3095  df-ral 3114  df-rex 3115  df-reu 3116  df-rmo 3117  df-rab 3118  df-v 3446  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3887  df-un 3889  df-in 3891  df-ss 3901  df-pss 3903  df-nul 4247  df-if 4429  df-pw 4502  df-sn 4529  df-pr 4531  df-tp 4533  df-op 4535  df-uni 4804  df-int 4842  df-iun 4886  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-tr 5140  df-id 5428  df-eprel 5433  df-po 5442  df-so 5443  df-fr 5482  df-se 5483  df-we 5484  df-xp 5529  df-rel 5530  df-cnv 5531  df-co 5532  df-dm 5533  df-rn 5534  df-res 5535  df-ima 5536  df-pred 6120  df-ord 6166  df-on 6167  df-lim 6168  df-suc 6169  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-isom 6337  df-riota 7097  df-ov 7142  df-oprab 7143  df-mpo 7144  df-om 7565  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-1o 8089  df-oadd 8093  df-er 8276  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-fin 8500  df-sup 8894  df-oi 8962  df-card 9356  df-pnf 10670  df-mnf 10671  df-xr 10672  df-ltxr 10673  df-le 10674  df-sub 10865  df-neg 10866  df-div 11291  df-nn 11630  df-2 11692  df-3 11693  df-n0 11890  df-z 11974  df-uz 12236  df-rp 12382  df-fz 12890  df-fzo 13033  df-seq 13369  df-exp 13430  df-hash 13691  df-cj 14453  df-re 14454  df-im 14455  df-sqrt 14589  df-abs 14590  df-clim 14840  df-prod 15255
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator