Users' Mathboxes Mathbox for Jeff Madsen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  rrndstprj2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rrndstprj2 38858
Description: Bound on the distance between two points in Euclidean space given bounds on the distances in each coordinate. This theorem and rrndstprj1 38857 can be used to show that the supremum norm and Euclidean norm are equivalent. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.) (Revised by Mario Carneiro, 13-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
rrnval.1 𝑋 = (ℝ ↑m 𝐼)
rrndstprj1.1 𝑀 = ((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))
Assertion
Ref Expression
rrndstprj2 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (𝐹(ℝn‘𝐼)𝐺) < (𝑅 · (√‘(♯‘𝐼))))
Distinct variable groups:   𝑛,𝐺   𝑛,𝐼   𝑛,𝑀   𝑅,𝑛   𝑛,𝐹
Allowed substitution hint:   𝑋(𝑛)

Proof of Theorem rrndstprj2
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpl1 1210 . . . 4 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}))
21eldifad 4051 . . 3 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 𝐼 ∈ Fin)
3 simpl2 1211 . . 3 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 𝐹 ∈ 𝑋)
4 simpl3 1212 . . 3 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 𝐺 ∈ 𝑋)
5 rrnval.1 . . . 4 𝑋 = (ℝ ↑m 𝐼)
65rrnmval 38855 . . 3 ((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) → (𝐹(ℝn‘𝐼)𝐺) = (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)))
72, 3, 4, 6syl3anc 1398 . 2 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (𝐹(ℝn‘𝐼)𝐺) = (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)))
8 eldifsni 4749 . . . . . 6 (𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) → 𝐼 ≠ ∅)
91, 8syl 18 . . . . 5 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 𝐼 ≠ ∅)
103, 5eleqtrdi 2870 . . . . . . . . 9 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 𝐹 ∈ (ℝ ↑m 𝐼))
11 elmapi 8872 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → 𝐹:𝐼⟶ℝ)
1210, 11syl 18 . . . . . . . 8 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 𝐹:𝐼⟶ℝ)
1312ffvelcdmda 7084 . . . . . . 7 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
144, 5eleqtrdi 2870 . . . . . . . . 9 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 𝐺 ∈ (ℝ ↑m 𝐼))
15 elmapi 8872 . . . . . . . . 9 (𝐺 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → 𝐺:𝐼⟶ℝ)
1614, 15syl 18 . . . . . . . 8 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 𝐺:𝐼⟶ℝ)
1716ffvelcdmda 7084 . . . . . . 7 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℝ)
1813, 17resubcld 11747 . . . . . 6 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → ((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘)) ∈ ℝ)
1918resqcld 14271 . . . . 5 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2) ∈ ℝ)
20 simprl 783 . . . . . . . 8 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 𝑅 ∈ ℝ+)
2120rpred 13167 . . . . . . 7 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 𝑅 ∈ ℝ)
2221resqcld 14271 . . . . . 6 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (𝑅↑2) ∈ ℝ)
2322adantr 486 . . . . 5 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝑅↑2) ∈ ℝ)
24 absresq 15474 . . . . . . 7 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘)) ∈ ℝ → ((abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘)))↑2) = (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
2518, 24syl 18 . . . . . 6 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → ((abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘)))↑2) = (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
26 rrndstprj1.1 . . . . . . . . . 10 𝑀 = ((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))
2726remetdval 25113 . . . . . . . . 9 (((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐺‘𝑘) ∈ ℝ) → ((𝐹‘𝑘)𝑀(𝐺‘𝑘)) = (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))))
2813, 17, 27syl2anc 596 . . . . . . . 8 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → ((𝐹‘𝑘)𝑀(𝐺‘𝑘)) = (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))))
29 simprr 785 . . . . . . . . 9 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)
30 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘 → (𝐹‘𝑛) = (𝐹‘𝑘))
31 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘 → (𝐺‘𝑛) = (𝐺‘𝑘))
3230, 31oveq12d 7438 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑘 → ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) = ((𝐹‘𝑘)𝑀(𝐺‘𝑘)))
3332breq1d 5112 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑘 → (((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅 ↔ ((𝐹‘𝑘)𝑀(𝐺‘𝑘)) < 𝑅))
3433rspccva 3575 . . . . . . . . 9 ((∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅 ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → ((𝐹‘𝑘)𝑀(𝐺‘𝑘)) < 𝑅)
3529, 34sylan 592 . . . . . . . 8 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → ((𝐹‘𝑘)𝑀(𝐺‘𝑘)) < 𝑅)
3628, 35eqbrtrrd 5128 . . . . . . 7 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))) < 𝑅)
3718recnd 11340 . . . . . . . . 9 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → ((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘)) ∈ ℂ)
3837abscld 15611 . . . . . . . 8 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))) ∈ ℝ)
3921adantr 486 . . . . . . . 8 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → 𝑅 ∈ ℝ)
4037absge0d 15619 . . . . . . . 8 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → 0 ≤ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))))
4120rpge0d 13171 . . . . . . . . 9 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 0 ≤ 𝑅)
4241adantr 486 . . . . . . . 8 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → 0 ≤ 𝑅)
4338, 39, 40, 42lt2sqd 14403 . . . . . . 7 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → ((abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))) < 𝑅 ↔ ((abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘)))↑2) < (𝑅↑2)))
4436, 43mpbid 235 . . . . . 6 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → ((abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘)))↑2) < (𝑅↑2))
4525, 44eqbrtrrd 5128 . . . . 5 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2) < (𝑅↑2))
462, 9, 19, 23, 45fsumlt 15972 . . . 4 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2) < Σ𝑘 ∈ 𝐼 (𝑅↑2))
472, 19fsumrecl 15905 . . . . 5 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2) ∈ ℝ)
4818sqge0d 14283 . . . . . 6 ((((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → 0 ≤ (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
492, 19, 48fsumge0 15967 . . . . 5 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 0 ≤ Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
50 resqrtth 15427 . . . . 5 ((Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)) → ((√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))↑2) = Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
5147, 49, 50syl2anc 596 . . . 4 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → ((√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))↑2) = Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
52 hashnncl 14513 . . . . . . . . . . . 12 (𝐼 ∈ Fin → ((♯‘𝐼) ∈ ℕ ↔ 𝐼 ≠ ∅))
532, 52syl 18 . . . . . . . . . . 11 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → ((♯‘𝐼) ∈ ℕ ↔ 𝐼 ≠ ∅))
549, 53mpbird 260 . . . . . . . . . 10 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (♯‘𝐼) ∈ ℕ)
5554nnrpd 13165 . . . . . . . . 9 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (♯‘𝐼) ∈ ℝ+)
5655rpred 13167 . . . . . . . 8 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (♯‘𝐼) ∈ ℝ)
5755rpge0d 13171 . . . . . . . 8 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 0 ≤ (♯‘𝐼))
58 resqrtth 15427 . . . . . . . 8 (((♯‘𝐼) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (♯‘𝐼)) → ((√‘(♯‘𝐼))↑2) = (♯‘𝐼))
5956, 57, 58syl2anc 596 . . . . . . 7 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → ((√‘(♯‘𝐼))↑2) = (♯‘𝐼))
6059oveq2d 7436 . . . . . 6 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → ((𝑅↑2) · ((√‘(♯‘𝐼))↑2)) = ((𝑅↑2) · (♯‘𝐼)))
6122recnd 11340 . . . . . . 7 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (𝑅↑2) ∈ ℂ)
6255rpcnd 13169 . . . . . . 7 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (♯‘𝐼) ∈ ℂ)
6361, 62mulcomd 11333 . . . . . 6 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → ((𝑅↑2) · (♯‘𝐼)) = ((♯‘𝐼) · (𝑅↑2)))
6460, 63eqtrd 2795 . . . . 5 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → ((𝑅↑2) · ((√‘(♯‘𝐼))↑2)) = ((♯‘𝐼) · (𝑅↑2)))
6520rpcnd 13169 . . . . . 6 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 𝑅 ∈ ℂ)
6655rpsqrtcld 15584 . . . . . . 7 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (√‘(♯‘𝐼)) ∈ ℝ+)
6766rpcnd 13169 . . . . . 6 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (√‘(♯‘𝐼)) ∈ ℂ)
6865, 67sqmuld 14304 . . . . 5 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → ((𝑅 · (√‘(♯‘𝐼)))↑2) = ((𝑅↑2) · ((√‘(♯‘𝐼))↑2)))
69 fsumconst 15961 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑅↑2) ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ 𝐼 (𝑅↑2) = ((♯‘𝐼) · (𝑅↑2)))
702, 61, 69syl2anc 596 . . . . 5 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → Σ𝑘 ∈ 𝐼 (𝑅↑2) = ((♯‘𝐼) · (𝑅↑2)))
7164, 68, 703eqtr4d 2805 . . . 4 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → ((𝑅 · (√‘(♯‘𝐼)))↑2) = Σ𝑘 ∈ 𝐼 (𝑅↑2))
7246, 51, 713brtr4d 5136 . . 3 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → ((√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))↑2) < ((𝑅 · (√‘(♯‘𝐼)))↑2))
7347, 49resqrtcld 15590 . . . 4 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)) ∈ ℝ)
7420, 66rpmulcld 13183 . . . . 5 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (𝑅 · (√‘(♯‘𝐼))) ∈ ℝ+)
7574rpred 13167 . . . 4 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (𝑅 · (√‘(♯‘𝐼))) ∈ ℝ)
7647, 49sqrtge0d 15593 . . . 4 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 0 ≤ (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)))
7774rpge0d 13171 . . . 4 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → 0 ≤ (𝑅 · (√‘(♯‘𝐼))))
7873, 75, 76, 77lt2sqd 14403 . . 3 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → ((√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)) < (𝑅 · (√‘(♯‘𝐼))) ↔ ((√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))↑2) < ((𝑅 · (√‘(♯‘𝐼)))↑2)))
7972, 78mpbird 260 . 2 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)) < (𝑅 · (√‘(♯‘𝐼))))
807, 79eqbrtrd 5126 1 (((𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝐼 ((𝐹‘𝑛)𝑀(𝐺‘𝑛)) < 𝑅)) → (𝐹(ℝn‘𝐼)𝐺) < (𝑅 · (√‘(♯‘𝐼))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ∀wral 3076   ∖ cdif 4045  ∅c0 4278  {csn 4584   class class class wbr 5102   × cxp 5648   ↾ cres 5652   ∘ ccom 5654  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ↑m cmap 8850  Fincfn 8976  ℂcc 11201  ℝcr 11202  0cc0 11203   · cmul 11208   < clt 11346   ≤ cle 11347   − cmin 11544  ℕcn 12338  2c2 12400  ℝ+crp 13123  ↑cexp 14207  ♯chash 14477  √csqrt 15405  abscabs 15406  Σcsu 15858  ℝncrrn 38852
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-inf2 9645  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-pre-sup 11281
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-er 8720  df-map 8852  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-sup 9437  df-oi 9507  df-card 10023  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-div 11977  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-n0 12610  df-z 12697  df-uz 12969  df-rp 13124  df-ico 13485  df-fz 13643  df-fzo 13792  df-seq 14148  df-exp 14208  df-hash 14478  df-cj 15271  df-re 15272  df-im 15273  df-sqrt 15407  df-abs 15408  df-clim 15660  df-sum 15859  df-rrn 38853
This theorem is used by:  rrncmslem  38859  rrnequiv  38862
  Copyright terms: Public domain W3C validator