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

Theorem iprodclim3 16193
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 = (ℤ≥‘𝑀)
iprodclim3.2 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
iprodclim3.3 (𝜑 → ∃𝑛 ∈ 𝑍 ∃𝑦(𝑦 ≠ 0 ∧ seq𝑛( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) ⇝ 𝑦))
iprodclim3.4 (𝜑 → 𝐹 ∈ dom ⇝ )
iprodclim3.5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℂ)
iprodclim3.6 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑗) = ∏𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)𝐴)
Assertion
Ref Expression
iprodclim3 (𝜑 → 𝐹 ⇝ ∏𝑘 ∈ 𝑍 𝐴)
Distinct variable groups:   𝐴,𝑗   𝐴,𝑛,𝑦   𝑗,𝑀,𝑘   𝑦,𝑀   𝑗,𝐹   𝜑,𝑗,𝑘   𝜑,𝑛,𝑦   𝑗,𝑍,𝑘   𝑛,𝑍,𝑦,𝑘
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑘)   𝐹(𝑦, 𝑘, 𝑛)   𝑀(𝑛)

Proof of Theorem iprodclim3
Dummy variables 𝑥 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iprodclim3.4 . . 3 (𝜑 → 𝐹 ∈ dom ⇝ )
2 climdm 15747 . . 3 (𝐹 ∈ dom ⇝ ↔ 𝐹 ⇝ ( ⇝ ‘𝐹))
31, 2sylib 221 . 2 (𝜑 → 𝐹 ⇝ ( ⇝ ‘𝐹))
4 prodfc 16138 . . . 4 ∏𝑚 ∈ 𝑍 ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚) = ∏𝑘 ∈ 𝑍 𝐴
5 iprodclim3.1 . . . . 5 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
6 iprodclim3.2 . . . . 5 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
7 iprodclim3.3 . . . . 5 (𝜑 → ∃𝑛 ∈ 𝑍 ∃𝑦(𝑦 ≠ 0 ∧ seq𝑛( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) ⇝ 𝑦))
8 eqidd 2764 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑍) → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚) = ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚))
9 iprodclim3.5 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℂ)
109fmpttd 7136 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴):𝑍⟶ℂ)
1110ffvelcdmda 7105 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑍) → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚) ∈ ℂ)
125, 6, 7, 8, 11iprod 16131 . . . 4 (𝜑 → ∏𝑚 ∈ 𝑍 ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚) = ( ⇝ ‘seq𝑀( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴))))
134, 12eqtr3id 2812 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ 𝑍 𝐴 = ( ⇝ ‘seq𝑀( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴))))
14 seqex 14170 . . . . . . 7 seq𝑀( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) ∈ V
1514a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → seq𝑀( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) ∈ V)
16 iprodclim3.6 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑗) = ∏𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)𝐴)
17 fvres 6924 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 ∈ (𝑀...𝑗) → (((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴) ↾ (𝑀...𝑗))‘𝑚) = ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚))
18 fzssuz 13723 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀...𝑗) ⊆ (ℤ≥‘𝑀)
1918, 5sseqtrri 3962 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑀...𝑗) ⊆ 𝑍
20 resmpt 6040 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑀...𝑗) ⊆ 𝑍 → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴) ↾ (𝑀...𝑗)) = (𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ 𝐴))
2119, 20ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴) ↾ (𝑀...𝑗)) = (𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ 𝐴)
2221fveq1i 6906 . . . . . . . . . . 11 (((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴) ↾ (𝑀...𝑗))‘𝑚) = ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ 𝐴)‘𝑚)
2317, 22eqtr3di 2813 . . . . . . . . . 10 (𝑚 ∈ (𝑀...𝑗) → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚) = ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ 𝐴)‘𝑚))
2423prodeq2i 16112 . . . . . . . . 9 ∏𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚) = ∏𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)((𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ 𝐴)‘𝑚)
25 prodfc 16138 . . . . . . . . 9 ∏𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)((𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ 𝐴)‘𝑚) = ∏𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)𝐴
2624, 25eqtri 2786 . . . . . . . 8 ∏𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚) = ∏𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)𝐴
27 eqidd 2764 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)) → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚) = ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚))
28 simpr 490 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ 𝑍)
2928, 5eleqtrdi 2874 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
30 elfzuz 13676 . . . . . . . . . . . 12 (𝑚 ∈ (𝑀...𝑗) → 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
3130, 5eleqtrrdi 2875 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 ∈ (𝑀...𝑗) → 𝑚 ∈ 𝑍)
3231, 11sylan2 605 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)) → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚) ∈ ℂ)
3332adantlr 728 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)) → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚) ∈ ℂ)
3427, 29, 33fprodser 16142 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → ∏𝑚 ∈ (𝑀...𝑗)((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)‘𝑚) = (seq𝑀( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴))‘𝑗))
3526, 34eqtr3id 2812 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → ∏𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)𝐴 = (seq𝑀( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴))‘𝑗))
3616, 35eqtr2d 2799 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴))‘𝑗) = (𝐹‘𝑗))
375, 15, 1, 6, 36climeq 15760 . . . . 5 (𝜑 → (seq𝑀( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) ⇝ 𝑥 ↔ 𝐹 ⇝ 𝑥))
3837iotabidv 6538 . . . 4 (𝜑 → (℩𝑥seq𝑀( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) ⇝ 𝑥) = (℩𝑥𝐹 ⇝ 𝑥))
39 df-fv 6563 . . . 4 ( ⇝ ‘seq𝑀( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴))) = (℩𝑥seq𝑀( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) ⇝ 𝑥)
40 df-fv 6563 . . . 4 ( ⇝ ‘𝐹) = (℩𝑥𝐹 ⇝ 𝑥)
4138, 39, 403eqtr4g 2823 . . 3 (𝜑 → ( ⇝ ‘seq𝑀( · , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴))) = ( ⇝ ‘𝐹))
4213, 41eqtrd 2798 . 2 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ 𝑍 𝐴 = ( ⇝ ‘𝐹))
433, 42breqtrrd 5136 1 (𝜑 → 𝐹 ⇝ ∏𝑘 ∈ 𝑍 𝐴)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∃wrex 3090  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5189  dom cdm 5655   ↾ cres 5657  ℩cio 6507  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440  ℂcc 11222  0cc0 11224   · cmul 11229  ℤcz 12717  ℤ≥cuz 12989  ...cfz 13663  seqcseq 14168   ⇝ cli 15677  ∏cprod 16098
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-inf2 9666  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301  ax-pre-sup 11302
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-isom 6564  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-1o 8501  df-er 8742  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-sup 9458  df-oi 9528  df-card 10044  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-div 11998  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-n0 12631  df-z 12718  df-uz 12990  df-rp 13145  df-fz 13664  df-fzo 13813  df-seq 14169  df-exp 14229  df-hash 14499  df-cj 15292  df-re 15293  df-im 15294  df-sqrt 15428  df-abs 15429  df-clim 15681  df-prod 16099
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator