ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  climserile GIF version

Theorem climserile 10183
Description: The partial sums of a converging infinite series with nonnegative terms are bounded by its limit. (Contributed by Jim Kingdon, 22-Aug-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
clim2ser.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
climserile.2 (𝜑𝑁𝑍)
climserile.3 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ⇝ 𝐴)
climserile.4 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
climserile.5 ((𝜑𝑘𝑍) → 0 ≤ (𝐹𝑘))
Assertion
Ref Expression
climserile (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘𝑁) ≤ 𝐴)
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝑘,𝐹   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝜑,𝑘   𝑘,𝑍

Proof of Theorem climserile
Dummy variables 𝑗 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 clim2ser.1 . 2 𝑍 = (ℤ𝑀)
2 climserile.2 . 2 (𝜑𝑁𝑍)
3 climserile.3 . 2 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹, ℂ) ⇝ 𝐴)
42, 1syl6eleq 2171 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
5 eluzel2 8624 . . . . . 6 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑀 ∈ ℤ)
64, 5syl 14 . . . . 5 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
7 climserile.4 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
81, 6, 7iserfre 9454 . . . 4 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹, ℝ):𝑍⟶ℝ)
9 cnex 7097 . . . . . . 7 ℂ ∈ V
109a1i 9 . . . . . 6 (𝜑 → ℂ ∈ V)
11 ax-resscn 7068 . . . . . . 7 ℝ ⊆ ℂ
1211a1i 9 . . . . . 6 (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
131eleq2i 2145 . . . . . . 7 (𝑘𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑀))
1413, 7sylan2br 282 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ𝑀)) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
15 readdcl 7099 . . . . . . 7 ((𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝑘 + 𝑥) ∈ ℝ)
1615adantl 271 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → (𝑘 + 𝑥) ∈ ℝ)
17 addcl 7098 . . . . . . 7 ((𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝑘 + 𝑥) ∈ ℂ)
1817adantl 271 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ)) → (𝑘 + 𝑥) ∈ ℂ)
196, 10, 12, 14, 16, 18iseqss 9446 . . . . 5 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹, ℝ) = seq𝑀( + , 𝐹, ℂ))
2019feq1d 5054 . . . 4 (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹, ℝ):𝑍⟶ℝ ↔ seq𝑀( + , 𝐹, ℂ):𝑍⟶ℝ))
218, 20mpbid 145 . . 3 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹, ℂ):𝑍⟶ℝ)
2221ffvelrnda 5323 . 2 ((𝜑𝑗𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘𝑗) ∈ ℝ)
231peano2uzs 8672 . . . . 5 (𝑗𝑍 → (𝑗 + 1) ∈ 𝑍)
24 fveq2 5198 . . . . . . . . 9 (𝑘 = (𝑗 + 1) → (𝐹𝑘) = (𝐹‘(𝑗 + 1)))
2524breq2d 3797 . . . . . . . 8 (𝑘 = (𝑗 + 1) → (0 ≤ (𝐹𝑘) ↔ 0 ≤ (𝐹‘(𝑗 + 1))))
2625imbi2d 228 . . . . . . 7 (𝑘 = (𝑗 + 1) → ((𝜑 → 0 ≤ (𝐹𝑘)) ↔ (𝜑 → 0 ≤ (𝐹‘(𝑗 + 1)))))
27 climserile.5 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝑍) → 0 ≤ (𝐹𝑘))
2827expcom 114 . . . . . . 7 (𝑘𝑍 → (𝜑 → 0 ≤ (𝐹𝑘)))
2926, 28vtoclga 2664 . . . . . 6 ((𝑗 + 1) ∈ 𝑍 → (𝜑 → 0 ≤ (𝐹‘(𝑗 + 1))))
3029impcom 123 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑗 + 1) ∈ 𝑍) → 0 ≤ (𝐹‘(𝑗 + 1)))
3123, 30sylan2 280 . . . 4 ((𝜑𝑗𝑍) → 0 ≤ (𝐹‘(𝑗 + 1)))
3224eleq1d 2147 . . . . . . . . 9 (𝑘 = (𝑗 + 1) → ((𝐹𝑘) ∈ ℝ ↔ (𝐹‘(𝑗 + 1)) ∈ ℝ))
3332imbi2d 228 . . . . . . . 8 (𝑘 = (𝑗 + 1) → ((𝜑 → (𝐹𝑘) ∈ ℝ) ↔ (𝜑 → (𝐹‘(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)))
347expcom 114 . . . . . . . 8 (𝑘𝑍 → (𝜑 → (𝐹𝑘) ∈ ℝ))
3533, 34vtoclga 2664 . . . . . . 7 ((𝑗 + 1) ∈ 𝑍 → (𝜑 → (𝐹‘(𝑗 + 1)) ∈ ℝ))
3635impcom 123 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗 + 1) ∈ 𝑍) → (𝐹‘(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)
3723, 36sylan2 280 . . . . 5 ((𝜑𝑗𝑍) → (𝐹‘(𝑗 + 1)) ∈ ℝ)
3822, 37addge01d 7633 . . . 4 ((𝜑𝑗𝑍) → (0 ≤ (𝐹‘(𝑗 + 1)) ↔ (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘𝑗) ≤ ((seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘𝑗) + (𝐹‘(𝑗 + 1)))))
3931, 38mpbid 145 . . 3 ((𝜑𝑗𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘𝑗) ≤ ((seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘𝑗) + (𝐹‘(𝑗 + 1))))
40 simpr 108 . . . . 5 ((𝜑𝑗𝑍) → 𝑗𝑍)
4140, 1syl6eleq 2171 . . . 4 ((𝜑𝑗𝑍) → 𝑗 ∈ (ℤ𝑀))
429a1i 9 . . . 4 ((𝜑𝑗𝑍) → ℂ ∈ V)
4314adantlr 460 . . . . 5 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑀)) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
4443recnd 7147 . . . 4 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑀)) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
4517adantl 271 . . . 4 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ (𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ)) → (𝑘 + 𝑥) ∈ ℂ)
4641, 42, 44, 45iseqp1 9445 . . 3 ((𝜑𝑗𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘(𝑗 + 1)) = ((seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘𝑗) + (𝐹‘(𝑗 + 1))))
4739, 46breqtrrd 3811 . 2 ((𝜑𝑗𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘𝑗) ≤ (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘(𝑗 + 1)))
481, 2, 3, 22, 47climub 10182 1 (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹, ℂ)‘𝑁) ≤ 𝐴)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 102   = wceq 1284  wcel 1433  Vcvv 2601  wss 2973   class class class wbr 3785  wf 4918  cfv 4922  (class class class)co 5532  cc 6979  cr 6980  0cc0 6981  1c1 6982   + caddc 6984  cle 7154  cz 8351  cuz 8619  seqcseq 9431  cli 10117
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 576  ax-in2 577  ax-io 662  ax-5 1376  ax-7 1377  ax-gen 1378  ax-ie1 1422  ax-ie2 1423  ax-8 1435  ax-10 1436  ax-11 1437  ax-i12 1438  ax-bndl 1439  ax-4 1440  ax-13 1444  ax-14 1445  ax-17 1459  ax-i9 1463  ax-ial 1467  ax-i5r 1468  ax-ext 2063  ax-coll 3893  ax-sep 3896  ax-nul 3904  ax-pow 3948  ax-pr 3964  ax-un 4188  ax-setind 4280  ax-iinf 4329  ax-cnex 7067  ax-resscn 7068  ax-1cn 7069  ax-1re 7070  ax-icn 7071  ax-addcl 7072  ax-addrcl 7073  ax-mulcl 7074  ax-mulrcl 7075  ax-addcom 7076  ax-mulcom 7077  ax-addass 7078  ax-mulass 7079  ax-distr 7080  ax-i2m1 7081  ax-0lt1 7082  ax-1rid 7083  ax-0id 7084  ax-rnegex 7085  ax-precex 7086  ax-cnre 7087  ax-pre-ltirr 7088  ax-pre-ltwlin 7089  ax-pre-lttrn 7090  ax-pre-apti 7091  ax-pre-ltadd 7092  ax-pre-mulgt0 7093  ax-pre-mulext 7094  ax-arch 7095  ax-caucvg 7096
This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-dc 776  df-3or 920  df-3an 921  df-tru 1287  df-fal 1290  df-nf 1390  df-sb 1686  df-eu 1944  df-mo 1945  df-clab 2068  df-cleq 2074  df-clel 2077  df-nfc 2208  df-ne 2246  df-nel 2340  df-ral 2353  df-rex 2354  df-reu 2355  df-rmo 2356  df-rab 2357  df-v 2603  df-sbc 2816  df-csb 2909  df-dif 2975  df-un 2977  df-in 2979  df-ss 2986  df-nul 3252  df-if 3352  df-pw 3384  df-sn 3404  df-pr 3405  df-op 3407  df-uni 3602  df-int 3637  df-iun 3680  df-br 3786  df-opab 3840  df-mpt 3841  df-tr 3876  df-id 4048  df-po 4051  df-iso 4052  df-iord 4121  df-on 4123  df-suc 4126  df-iom 4332  df-xp 4369  df-rel 4370  df-cnv 4371  df-co 4372  df-dm 4373  df-rn 4374  df-res 4375  df-ima 4376  df-iota 4887  df-fun 4924  df-fn 4925  df-f 4926  df-f1 4927  df-fo 4928  df-f1o 4929  df-fv 4930  df-riota 5488  df-ov 5535  df-oprab 5536  df-mpt2 5537  df-1st 5787  df-2nd 5788  df-recs 5943  df-frec 6001  df-pnf 7155  df-mnf 7156  df-xr 7157  df-ltxr 7158  df-le 7159  df-sub 7281  df-neg 7282  df-reap 7675  df-ap 7682  df-div 7761  df-inn 8040  df-2 8098  df-3 8099  df-4 8100  df-n0 8289  df-z 8352  df-uz 8620  df-rp 8735  df-fz 9030  df-iseq 9432  df-iexp 9476  df-cj 9729  df-re 9730  df-im 9731  df-rsqrt 9884  df-abs 9885  df-clim 10118
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator