Theorem mbfi1fseqlem1 24319

Description: Lemma for mbfi1fseq 24325. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Aug-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
mbfi1fseq.1	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ MblFn)
mbfi1fseq.2	⊢ (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶(0[,)+∞))
mbfi1fseq.3	⊢ 𝐽 = (𝑚 ∈ ℕ, 𝑦 ∈ ℝ ↦ ((⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) / (2↑𝑚)))

Assertion

Ref	Expression
mbfi1fseqlem1	⊢ (𝜑 → 𝐽:(ℕ × ℝ)⟶(0[,)+∞))

Distinct variable groups:   𝑦,𝑚,𝐹   𝑚,𝐽   𝜑,𝑚,𝑦

Allowed substitution hint:   𝐽(𝑦)

Proof of Theorem mbfi1fseqlem1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mbfi1fseq.2	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶(0[,)+∞))
2		simpr 488	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑦 ∈ ℝ)
3		ffvelrn 6826	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐹:ℝ⟶(0[,)+∞) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑦) ∈ (0[,)+∞))
4	1, 2, 3	syl2an 598	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (𝐹‘𝑦) ∈ (0[,)+∞))
5		elrege0 12832	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹‘𝑦) ∈ (0[,)+∞) ↔ ((𝐹‘𝑦) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝐹‘𝑦)))
6	4, 5	sylib 221	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → ((𝐹‘𝑦) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝐹‘𝑦)))
7	6	simpld 498	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (𝐹‘𝑦) ∈ ℝ)
8		2nn 11698	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 ∈ ℕ
9		nnnn0 11892	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑚 ∈ ℕ → 𝑚 ∈ ℕ0)
10		nnexpcl 13438	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → (2↑𝑚) ∈ ℕ)
11	8, 9, 10	sylancr 590	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑚 ∈ ℕ → (2↑𝑚) ∈ ℕ)
12	11	ad2antrl 727	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (2↑𝑚) ∈ ℕ)
13	12	nnred 11640	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (2↑𝑚) ∈ ℝ)
14	7, 13	remulcld 10660	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → ((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚)) ∈ ℝ)
15		reflcl 13161	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚)) ∈ ℝ → (⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) ∈ ℝ)
16	14, 15	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) ∈ ℝ)
17	16, 12	nndivred 11679	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → ((⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) / (2↑𝑚)) ∈ ℝ)
18	12	nnnn0d 11943	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (2↑𝑚) ∈ ℕ0)
19	18	nn0ge0d 11946	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → 0 ≤ (2↑𝑚))
20		mulge0 11147	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐹‘𝑦) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝐹‘𝑦)) ∧ ((2↑𝑚) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (2↑𝑚))) → 0 ≤ ((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚)))
21	6, 13, 19, 20	syl12anc 835	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → 0 ≤ ((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚)))
22		flge0nn0 13185	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) → (⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) ∈ ℕ0)
23	14, 21, 22	syl2anc 587	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) ∈ ℕ0)
24	23	nn0ge0d 11946	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → 0 ≤ (⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))))
25	12	nngt0d 11674	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → 0 < (2↑𝑚))
26		divge0 11498	. . . . 5 ⊢ ((((⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚)))) ∧ ((2↑𝑚) ∈ ℝ ∧ 0 < (2↑𝑚))) → 0 ≤ ((⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) / (2↑𝑚)))
27	16, 24, 13, 25, 26	syl22anc 837	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → 0 ≤ ((⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) / (2↑𝑚)))
28		elrege0 12832	. . . 4 ⊢ (((⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) / (2↑𝑚)) ∈ (0[,)+∞) ↔ (((⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) / (2↑𝑚)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ((⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) / (2↑𝑚))))
29	17, 27, 28	sylanbrc 586	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → ((⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) / (2↑𝑚)) ∈ (0[,)+∞))
30	29	ralrimivva 3156	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑚 ∈ ℕ ∀𝑦 ∈ ℝ ((⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) / (2↑𝑚)) ∈ (0[,)+∞))
31		mbfi1fseq.3	. . 3 ⊢ 𝐽 = (𝑚 ∈ ℕ, 𝑦 ∈ ℝ ↦ ((⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) / (2↑𝑚)))
32	31	fmpo 7748	. 2 ⊢ (∀𝑚 ∈ ℕ ∀𝑦 ∈ ℝ ((⌊‘((𝐹‘𝑦) · (2↑𝑚))) / (2↑𝑚)) ∈ (0[,)+∞) ↔ 𝐽:(ℕ × ℝ)⟶(0[,)+∞))
33	30, 32	sylib 221	1 ⊢ (𝜑 → 𝐽:(ℕ × ℝ)⟶(0[,)+∞))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1538   ∈ wcel 2111  ∀wral 3106   class class class wbr 5030   × cxp 5517  ⟶wf 6320  ‘cfv 6324  (class class class)co 7135   ∈ cmpo 7137  ℝcr 10525  0cc0 10526   · cmul 10531  +∞cpnf 10661   < clt 10664   ≤ cle 10665   / cdiv 11286  ℕcn 11625  2c2 11680  ℕ₀cn0 11885  [,)cico 12728  ⌊cfl 13155  ↑cexp 13425  MblFncmbf 24218

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 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-sep 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5231  ax-pr 5295  ax-un 7441  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-nel 3092  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rmo 3114  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-pss 3900  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-uni 4801  df-iun 4883  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-tr 5137  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6116  df-ord 6162  df-on 6163  df-lim 6164  df-suc 6165  df-iota 6283  df-fun 6326  df-fn 6327  df-f 6328  df-f1 6329  df-fo 6330  df-f1o 6331  df-fv 6332  df-riota 7093  df-ov 7138  df-oprab 7139  df-mpo 7140  df-om 7561  df-1st 7671  df-2nd 7672  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-er 8272  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-sup 8890  df-inf 8891  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11626  df-2 11688  df-n0 11886  df-z 11970  df-uz 12232  df-ico 12732  df-fl 13157  df-seq 13365  df-exp 13426

This theorem is referenced by:  mbfi1fseqlem5  24323