MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  monoord2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem monoord2 12947
Description: Ordering relation for a monotonic sequence, decreasing case. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jul-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
monoord2.1 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
monoord2.2 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
monoord2.3 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ≤ (𝐹𝑘))
Assertion
Ref Expression
monoord2 (𝜑 → (𝐹𝑁) ≤ (𝐹𝑀))
Distinct variable groups:   𝑘,𝐹   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝜑,𝑘

Proof of Theorem monoord2
Dummy variable 𝑛 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 monoord2.1 . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
2 monoord2.2 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
32renegcld 10570 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → -(𝐹𝑘) ∈ ℝ)
4 eqid 2724 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘)) = (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))
53, 4fmptd 6500 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘)):(𝑀...𝑁)⟶ℝ)
65ffvelrnda 6474 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...𝑁)) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))‘𝑛) ∈ ℝ)
7 monoord2.3 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ≤ (𝐹𝑘))
87ralrimiva 3068 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))(𝐹‘(𝑘 + 1)) ≤ (𝐹𝑘))
9 oveq1 6772 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑛 → (𝑘 + 1) = (𝑛 + 1))
109fveq2d 6308 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑛 → (𝐹‘(𝑘 + 1)) = (𝐹‘(𝑛 + 1)))
11 fveq2 6304 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑛 → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑛))
1210, 11breq12d 4773 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑛 → ((𝐹‘(𝑘 + 1)) ≤ (𝐹𝑘) ↔ (𝐹‘(𝑛 + 1)) ≤ (𝐹𝑛)))
1312cbvralv 3274 . . . . . . . 8 (∀𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))(𝐹‘(𝑘 + 1)) ≤ (𝐹𝑘) ↔ ∀𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))(𝐹‘(𝑛 + 1)) ≤ (𝐹𝑛))
148, 13sylib 208 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))(𝐹‘(𝑛 + 1)) ≤ (𝐹𝑛))
1514r19.21bi 3034 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝐹‘(𝑛 + 1)) ≤ (𝐹𝑛))
16 fzp1elp1 12508 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1)) → (𝑛 + 1) ∈ (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)))
1716adantl 473 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝑛 + 1) ∈ (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)))
18 eluzelz 11810 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑁 ∈ ℤ)
191, 18syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
2019zcnd 11596 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
21 ax-1cn 10107 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℂ
22 npcan 10403 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2320, 21, 22sylancl 697 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2423oveq2d 6781 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)) = (𝑀...𝑁))
2524adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)) = (𝑀...𝑁))
2617, 25eleqtrd 2805 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝑛 + 1) ∈ (𝑀...𝑁))
272ralrimiva 3068 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹𝑘) ∈ ℝ)
2827adantr 472 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → ∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹𝑘) ∈ ℝ)
29 fveq2 6304 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = (𝑛 + 1) → (𝐹𝑘) = (𝐹‘(𝑛 + 1)))
3029eleq1d 2788 . . . . . . . . 9 (𝑘 = (𝑛 + 1) → ((𝐹𝑘) ∈ ℝ ↔ (𝐹‘(𝑛 + 1)) ∈ ℝ))
3130rspcv 3409 . . . . . . . 8 ((𝑛 + 1) ∈ (𝑀...𝑁) → (∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹𝑘) ∈ ℝ → (𝐹‘(𝑛 + 1)) ∈ ℝ))
3226, 28, 31sylc 65 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝐹‘(𝑛 + 1)) ∈ ℝ)
33 fzssp1 12498 . . . . . . . . . 10 (𝑀...(𝑁 − 1)) ⊆ (𝑀...((𝑁 − 1) + 1))
3433, 24syl5sseq 3759 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀...(𝑁 − 1)) ⊆ (𝑀...𝑁))
3534sselda 3709 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → 𝑛 ∈ (𝑀...𝑁))
3611eleq1d 2788 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑛 → ((𝐹𝑘) ∈ ℝ ↔ (𝐹𝑛) ∈ ℝ))
3736rspcv 3409 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) → (∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹𝑘) ∈ ℝ → (𝐹𝑛) ∈ ℝ))
3835, 28, 37sylc 65 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝐹𝑛) ∈ ℝ)
3932, 38lenegd 10719 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → ((𝐹‘(𝑛 + 1)) ≤ (𝐹𝑛) ↔ -(𝐹𝑛) ≤ -(𝐹‘(𝑛 + 1))))
4015, 39mpbid 222 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → -(𝐹𝑛) ≤ -(𝐹‘(𝑛 + 1)))
4111negeqd 10388 . . . . . . 7 (𝑘 = 𝑛 → -(𝐹𝑘) = -(𝐹𝑛))
42 negex 10392 . . . . . . 7 -(𝐹𝑛) ∈ V
4341, 4, 42fvmpt 6396 . . . . . 6 (𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))‘𝑛) = -(𝐹𝑛))
4435, 43syl 17 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))‘𝑛) = -(𝐹𝑛))
4529negeqd 10388 . . . . . . 7 (𝑘 = (𝑛 + 1) → -(𝐹𝑘) = -(𝐹‘(𝑛 + 1)))
46 negex 10392 . . . . . . 7 -(𝐹‘(𝑛 + 1)) ∈ V
4745, 4, 46fvmpt 6396 . . . . . 6 ((𝑛 + 1) ∈ (𝑀...𝑁) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))‘(𝑛 + 1)) = -(𝐹‘(𝑛 + 1)))
4826, 47syl 17 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))‘(𝑛 + 1)) = -(𝐹‘(𝑛 + 1)))
4940, 44, 483brtr4d 4792 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))‘𝑛) ≤ ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))‘(𝑛 + 1)))
501, 6, 49monoord 12946 . . 3 (𝜑 → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))‘𝑀) ≤ ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))‘𝑁))
51 eluzfz1 12462 . . . . 5 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑀 ∈ (𝑀...𝑁))
521, 51syl 17 . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ (𝑀...𝑁))
53 fveq2 6304 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑀 → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑀))
5453negeqd 10388 . . . . 5 (𝑘 = 𝑀 → -(𝐹𝑘) = -(𝐹𝑀))
55 negex 10392 . . . . 5 -(𝐹𝑀) ∈ V
5654, 4, 55fvmpt 6396 . . . 4 (𝑀 ∈ (𝑀...𝑁) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))‘𝑀) = -(𝐹𝑀))
5752, 56syl 17 . . 3 (𝜑 → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))‘𝑀) = -(𝐹𝑀))
58 eluzfz2 12463 . . . . 5 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
591, 58syl 17 . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
60 fveq2 6304 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑁 → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑁))
6160negeqd 10388 . . . . 5 (𝑘 = 𝑁 → -(𝐹𝑘) = -(𝐹𝑁))
62 negex 10392 . . . . 5 -(𝐹𝑁) ∈ V
6361, 4, 62fvmpt 6396 . . . 4 (𝑁 ∈ (𝑀...𝑁) → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))‘𝑁) = -(𝐹𝑁))
6459, 63syl 17 . . 3 (𝜑 → ((𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ -(𝐹𝑘))‘𝑁) = -(𝐹𝑁))
6550, 57, 643brtr3d 4791 . 2 (𝜑 → -(𝐹𝑀) ≤ -(𝐹𝑁))
6660eleq1d 2788 . . . . 5 (𝑘 = 𝑁 → ((𝐹𝑘) ∈ ℝ ↔ (𝐹𝑁) ∈ ℝ))
6766rspcv 3409 . . . 4 (𝑁 ∈ (𝑀...𝑁) → (∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹𝑘) ∈ ℝ → (𝐹𝑁) ∈ ℝ))
6859, 27, 67sylc 65 . . 3 (𝜑 → (𝐹𝑁) ∈ ℝ)
6953eleq1d 2788 . . . . 5 (𝑘 = 𝑀 → ((𝐹𝑘) ∈ ℝ ↔ (𝐹𝑀) ∈ ℝ))
7069rspcv 3409 . . . 4 (𝑀 ∈ (𝑀...𝑁) → (∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹𝑘) ∈ ℝ → (𝐹𝑀) ∈ ℝ))
7152, 27, 70sylc 65 . . 3 (𝜑 → (𝐹𝑀) ∈ ℝ)
7268, 71lenegd 10719 . 2 (𝜑 → ((𝐹𝑁) ≤ (𝐹𝑀) ↔ -(𝐹𝑀) ≤ -(𝐹𝑁)))
7365, 72mpbird 247 1 (𝜑 → (𝐹𝑁) ≤ (𝐹𝑀))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383   = wceq 1596  wcel 2103  wral 3014   class class class wbr 4760  cmpt 4837  cfv 6001  (class class class)co 6765  cc 10047  cr 10048  1c1 10050   + caddc 10052  cle 10188  cmin 10379  -cneg 10380  cz 11490  cuz 11800  ...cfz 12440
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1835  ax-4 1850  ax-5 1952  ax-6 2018  ax-7 2054  ax-8 2105  ax-9 2112  ax-10 2132  ax-11 2147  ax-12 2160  ax-13 2355  ax-ext 2704  ax-sep 4889  ax-nul 4897  ax-pow 4948  ax-pr 5011  ax-un 7066  ax-cnex 10105  ax-resscn 10106  ax-1cn 10107  ax-icn 10108  ax-addcl 10109  ax-addrcl 10110  ax-mulcl 10111  ax-mulrcl 10112  ax-mulcom 10113  ax-addass 10114  ax-mulass 10115  ax-distr 10116  ax-i2m1 10117  ax-1ne0 10118  ax-1rid 10119  ax-rnegex 10120  ax-rrecex 10121  ax-cnre 10122  ax-pre-lttri 10123  ax-pre-lttrn 10124  ax-pre-ltadd 10125  ax-pre-mulgt0 10126
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1599  df-ex 1818  df-nf 1823  df-sb 2011  df-eu 2575  df-mo 2576  df-clab 2711  df-cleq 2717  df-clel 2720  df-nfc 2855  df-ne 2897  df-nel 3000  df-ral 3019  df-rex 3020  df-reu 3021  df-rab 3023  df-v 3306  df-sbc 3542  df-csb 3640  df-dif 3683  df-un 3685  df-in 3687  df-ss 3694  df-pss 3696  df-nul 4024  df-if 4195  df-pw 4268  df-sn 4286  df-pr 4288  df-tp 4290  df-op 4292  df-uni 4545  df-iun 4630  df-br 4761  df-opab 4821  df-mpt 4838  df-tr 4861  df-id 5128  df-eprel 5133  df-po 5139  df-so 5140  df-fr 5177  df-we 5179  df-xp 5224  df-rel 5225  df-cnv 5226  df-co 5227  df-dm 5228  df-rn 5229  df-res 5230  df-ima 5231  df-pred 5793  df-ord 5839  df-on 5840  df-lim 5841  df-suc 5842  df-iota 5964  df-fun 6003  df-fn 6004  df-f 6005  df-f1 6006  df-fo 6007  df-f1o 6008  df-fv 6009  df-riota 6726  df-ov 6768  df-oprab 6769  df-mpt2 6770  df-om 7183  df-1st 7285  df-2nd 7286  df-wrecs 7527  df-recs 7588  df-rdg 7626  df-er 7862  df-en 8073  df-dom 8074  df-sdom 8075  df-pnf 10189  df-mnf 10190  df-xr 10191  df-ltxr 10192  df-le 10193  df-sub 10381  df-neg 10382  df-nn 11134  df-n0 11406  df-z 11491  df-uz 11801  df-fz 12441
This theorem is referenced by:  iseraltlem1  14532  climcndslem1  14701  climcndslem2  14702  dvfsumlem3  23911  emcllem7  24848  climinf  40258
  Copyright terms: Public domain W3C validator