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Theorem fprodntriv

Description: A non-triviality lemma for finite sequences. (Contributed by Scott Fenton, 16-Dec-2017)

Ref Expression
Hypotheses fprodntriv.1 ⊢ Z = ℤ ≥ M
fprodntriv.2 ⊢ φ → N ∈ Z
fprodntriv.3 ⊢ φ → A ⊆ M … N
Assertion fprodntriv ⊢ φ → ∃ n ∈ Z ∃ y y ≠ 0 ∧ seq n × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fprodntriv.1 ⊢ Z = ℤ ≥ M
2 fprodntriv.2 ⊢ φ → N ∈ Z
3 fprodntriv.3 ⊢ φ → A ⊆ M … N
4 2 1 eleqtrdi ⊢ φ → N ∈ ℤ ≥ M
5 peano2uz ⊢ N ∈ ℤ ≥ M → N + 1 ∈ ℤ ≥ M
6 4 5 syl ⊢ φ → N + 1 ∈ ℤ ≥ M
7 6 1 eleqtrrdi ⊢ φ → N + 1 ∈ Z
8 ax-1ne0 ⊢ 1 ≠ 0
9 eqid ⊢ ℤ ≥ N + 1 = ℤ ≥ N + 1
10 eluzelz ⊢ N ∈ ℤ ≥ M → N ∈ ℤ
11 10 1 eleq2s ⊢ N ∈ Z → N ∈ ℤ
12 2 11 syl ⊢ φ → N ∈ ℤ
13 12 peano2zd ⊢ φ → N + 1 ∈ ℤ
14 seqex ⊢ seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ∈ V
15 14 a1i ⊢ φ → seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ∈ V
16 1cnd ⊢ φ → 1 ∈ ℂ
17 simpr ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 → n ∈ ℤ ≥ N + 1
18 3 ad2antrr ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → A ⊆ M … N
19 12 ad2antrr ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → N ∈ ℤ
20 19 zred ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → N ∈ ℝ
21 19 peano2zd ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → N + 1 ∈ ℤ
22 21 zred ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → N + 1 ∈ ℝ
23 elfzelz ⊢ m ∈ N + 1 … n → m ∈ ℤ
24 23 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → m ∈ ℤ
25 24 zred ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → m ∈ ℝ
26 20 ltp1d ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → N < N + 1
27 elfzle1 ⊢ m ∈ N + 1 … n → N + 1 ≤ m
28 27 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → N + 1 ≤ m
29 20 22 25 26 28 ltletrd ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → N < m
30 20 25 ltnled ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → N < m ↔ ¬ m ≤ N
31 29 30 mpbid ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → ¬ m ≤ N
32 31 intnand ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → ¬ M ≤ m ∧ m ≤ N
33 32 intnand ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → ¬ M ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ ∧ m ∈ ℤ ∧ M ≤ m ∧ m ≤ N
34 elfz2 ⊢ m ∈ M … N ↔ M ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ ∧ m ∈ ℤ ∧ M ≤ m ∧ m ≤ N
35 33 34 sylnibr ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → ¬ m ∈ M … N
36 18 35 ssneldd ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → ¬ m ∈ A
37 36 iffalsed ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → if m ∈ A ⦋ m / k⦌ B 1 = 1
38 fzssuz ⊢ N + 1 … n ⊆ ℤ ≥ N + 1
39 6 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 → N + 1 ∈ ℤ ≥ M
40 uzss ⊢ N + 1 ∈ ℤ ≥ M → ℤ ≥ N + 1 ⊆ ℤ ≥ M
41 39 40 syl ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 → ℤ ≥ N + 1 ⊆ ℤ ≥ M
42 41 1 sseqtrrdi ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 → ℤ ≥ N + 1 ⊆ Z
43 38 42 sstrid ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 → N + 1 … n ⊆ Z
44 43 sselda ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → m ∈ Z
45 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
46 37 45 eqeltrdi ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → if m ∈ A ⦋ m / k⦌ B 1 ∈ ℂ
47 nfcv ⊢ Ⅎ _ k m
48 nfv ⊢ Ⅎ k m ∈ A
49 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ k ⦋ m / k⦌ B
50 nfcv ⊢ Ⅎ _ k 1
51 48 49 50 nfif ⊢ Ⅎ _ k if m ∈ A ⦋ m / k⦌ B 1
52 eleq1w ⊢ k = m → k ∈ A ↔ m ∈ A
53 csbeq1a ⊢ k = m → B = ⦋ m / k⦌ B
54 52 53 ifbieq1d ⊢ k = m → if k ∈ A B 1 = if m ∈ A ⦋ m / k⦌ B 1
55 eqid ⊢ k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 = k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1
56 47 51 54 55 fvmptf ⊢ m ∈ Z ∧ if m ∈ A ⦋ m / k⦌ B 1 ∈ ℂ → k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⁡ m = if m ∈ A ⦋ m / k⦌ B 1
57 44 46 56 syl2anc ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⁡ m = if m ∈ A ⦋ m / k⦌ B 1
58 elfzuz ⊢ m ∈ N + 1 … n → m ∈ ℤ ≥ N + 1
59 58 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → m ∈ ℤ ≥ N + 1
60 1ex ⊢ 1 ∈ V
61 60 fvconst2 ⊢ m ∈ ℤ ≥ N + 1 → ℤ ≥ N + 1 × 1 ⁡ m = 1
62 59 61 syl ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → ℤ ≥ N + 1 × 1 ⁡ m = 1
63 37 57 62 3eqtr4d ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 ∧ m ∈ N + 1 … n → k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⁡ m = ℤ ≥ N + 1 × 1 ⁡ m
64 17 63 seqfveq ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 → seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⁡ n = seq N + 1 × ℤ ≥ N + 1 × 1 ⁡ n
65 9 prodf1 ⊢ n ∈ ℤ ≥ N + 1 → seq N + 1 × ℤ ≥ N + 1 × 1 ⁡ n = 1
66 65 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 → seq N + 1 × ℤ ≥ N + 1 × 1 ⁡ n = 1
67 64 66 eqtrd ⊢ φ ∧ n ∈ ℤ ≥ N + 1 → seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⁡ n = 1
68 9 13 15 16 67 climconst ⊢ φ → seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ 1
69 neeq1 ⊢ y = 1 → y ≠ 0 ↔ 1 ≠ 0
70 breq2 ⊢ y = 1 → seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y ↔ seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ 1
71 69 70 anbi12d ⊢ y = 1 → y ≠ 0 ∧ seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y ↔ 1 ≠ 0 ∧ seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ 1
72 60 71 spcev ⊢ 1 ≠ 0 ∧ seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ 1 → ∃ y y ≠ 0 ∧ seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y
73 8 68 72 sylancr ⊢ φ → ∃ y y ≠ 0 ∧ seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y
74 seqeq1 ⊢ n = N + 1 → seq n × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 = seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1
75 74 breq1d ⊢ n = N + 1 → seq n × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y ↔ seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y
76 75 anbi2d ⊢ n = N + 1 → y ≠ 0 ∧ seq n × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y ↔ y ≠ 0 ∧ seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y
77 76 exbidv ⊢ n = N + 1 → ∃ y y ≠ 0 ∧ seq n × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y ↔ ∃ y y ≠ 0 ∧ seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y
78 77 rspcev ⊢ N + 1 ∈ Z ∧ ∃ y y ≠ 0 ∧ seq N + 1 × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y → ∃ n ∈ Z ∃ y y ≠ 0 ∧ seq n × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y
79 7 73 78 syl2anc ⊢ φ → ∃ n ∈ Z ∃ y y ≠ 0 ∧ seq n × k ∈ Z ⟼ if k ∈ A B 1 ⇝ y