Database
REAL AND COMPLEX NUMBERS
Elementary limits and convergence
Limits
isercolllem1
Next ⟩
isercolllem2
Metamath Proof Explorer
Ascii
Unicode
Theorem
isercolllem1
Description:
Lemma for
isercoll
.
(Contributed by
Mario Carneiro
, 6-Apr-2015)
Ref
Expression
Hypotheses
isercoll.z
⊢
Z
=
ℤ
≥
M
isercoll.m
⊢
φ
→
M
∈
ℤ
isercoll.g
⊢
φ
→
G
:
ℕ
⟶
Z
isercoll.i
⊢
φ
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
<
G
k
+
1
Assertion
isercolllem1
⊢
φ
∧
S
⊆
ℕ
→
G
↾
S
Isom
<
,
<
S
G
S
Proof
Step
Hyp
Ref
Expression
1
isercoll.z
⊢
Z
=
ℤ
≥
M
2
isercoll.m
⊢
φ
→
M
∈
ℤ
3
isercoll.g
⊢
φ
→
G
:
ℕ
⟶
Z
4
isercoll.i
⊢
φ
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
<
G
k
+
1
5
uzssz
⊢
ℤ
≥
M
⊆
ℤ
6
1
5
eqsstri
⊢
Z
⊆
ℤ
7
zssre
⊢
ℤ
⊆
ℝ
8
6
7
sstri
⊢
Z
⊆
ℝ
9
3
ad2antrr
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
G
:
ℕ
⟶
Z
10
simplrl
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
x
∈
ℕ
11
9
10
ffvelcdmd
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
G
x
∈
Z
12
8
11
sselid
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
G
x
∈
ℝ
13
simplrr
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
y
∈
ℕ
14
13
nnred
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
y
∈
ℝ
15
12
14
resubcld
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
G
x
−
y
∈
ℝ
16
10
nnred
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
x
∈
ℝ
17
12
16
resubcld
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
G
x
−
x
∈
ℝ
18
9
13
ffvelcdmd
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
G
y
∈
Z
19
8
18
sselid
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
G
y
∈
ℝ
20
19
14
resubcld
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
G
y
−
y
∈
ℝ
21
simpr
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
x
<
y
22
16
14
12
21
ltsub2dd
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
G
x
−
y
<
G
x
−
x
23
10
nnzd
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
x
∈
ℤ
24
13
nnzd
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
y
∈
ℤ
25
16
14
21
ltled
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
x
≤
y
26
eluz2
⊢
y
∈
ℤ
≥
x
↔
x
∈
ℤ
∧
y
∈
ℤ
∧
x
≤
y
27
23
24
25
26
syl3anbrc
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
y
∈
ℤ
≥
x
28
elfzuz
⊢
k
∈
x
…
y
→
k
∈
ℤ
≥
x
29
eluznn
⊢
x
∈
ℕ
∧
k
∈
ℤ
≥
x
→
k
∈
ℕ
30
10
29
sylan
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℤ
≥
x
→
k
∈
ℕ
31
fveq2
⊢
n
=
k
→
G
n
=
G
k
32
id
⊢
n
=
k
→
n
=
k
33
31
32
oveq12d
⊢
n
=
k
→
G
n
−
n
=
G
k
−
k
34
eqid
⊢
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
=
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
35
ovex
⊢
G
k
−
k
∈
V
36
33
34
35
fvmpt
⊢
k
∈
ℕ
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
k
=
G
k
−
k
37
36
adantl
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
k
=
G
k
−
k
38
9
ffvelcdmda
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
∈
Z
39
8
38
sselid
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
∈
ℝ
40
nnre
⊢
k
∈
ℕ
→
k
∈
ℝ
41
40
adantl
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
k
∈
ℝ
42
39
41
resubcld
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
−
k
∈
ℝ
43
37
42
eqeltrd
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
k
∈
ℝ
44
30
43
syldan
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℤ
≥
x
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
k
∈
ℝ
45
28
44
sylan2
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
x
…
y
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
k
∈
ℝ
46
elfzuz
⊢
k
∈
x
…
y
−
1
→
k
∈
ℤ
≥
x
47
peano2nn
⊢
k
∈
ℕ
→
k
+
1
∈
ℕ
48
ffvelcdm
⊢
G
:
ℕ
⟶
Z
∧
k
+
1
∈
ℕ
→
G
k
+
1
∈
Z
49
9
47
48
syl2an
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
+
1
∈
Z
50
8
49
sselid
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
+
1
∈
ℝ
51
peano2rem
⊢
G
k
+
1
∈
ℝ
→
G
k
+
1
−
1
∈
ℝ
52
50
51
syl
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
+
1
−
1
∈
ℝ
53
4
ad4ant14
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
<
G
k
+
1
54
6
38
sselid
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
∈
ℤ
55
6
49
sselid
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
+
1
∈
ℤ
56
zltlem1
⊢
G
k
∈
ℤ
∧
G
k
+
1
∈
ℤ
→
G
k
<
G
k
+
1
↔
G
k
≤
G
k
+
1
−
1
57
54
55
56
syl2anc
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
<
G
k
+
1
↔
G
k
≤
G
k
+
1
−
1
58
53
57
mpbid
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
≤
G
k
+
1
−
1
59
39
52
41
58
lesub1dd
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
−
k
≤
G
k
+
1
-
1
-
k
60
50
recnd
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
+
1
∈
ℂ
61
1cnd
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
1
∈
ℂ
62
41
recnd
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
k
∈
ℂ
63
60
61
62
sub32d
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
+
1
-
1
-
k
=
G
k
+
1
-
k
-
1
64
60
62
61
subsub4d
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
+
1
-
k
-
1
=
G
k
+
1
−
k
+
1
65
63
64
eqtrd
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
+
1
-
1
-
k
=
G
k
+
1
−
k
+
1
66
59
65
breqtrd
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
G
k
−
k
≤
G
k
+
1
−
k
+
1
67
47
adantl
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
k
+
1
∈
ℕ
68
fveq2
⊢
n
=
k
+
1
→
G
n
=
G
k
+
1
69
id
⊢
n
=
k
+
1
→
n
=
k
+
1
70
68
69
oveq12d
⊢
n
=
k
+
1
→
G
n
−
n
=
G
k
+
1
−
k
+
1
71
ovex
⊢
G
k
+
1
−
k
+
1
∈
V
72
70
34
71
fvmpt
⊢
k
+
1
∈
ℕ
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
k
+
1
=
G
k
+
1
−
k
+
1
73
67
72
syl
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
k
+
1
=
G
k
+
1
−
k
+
1
74
66
37
73
3brtr4d
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℕ
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
k
≤
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
k
+
1
75
30
74
syldan
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
ℤ
≥
x
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
k
≤
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
k
+
1
76
46
75
sylan2
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
∧
k
∈
x
…
y
−
1
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
k
≤
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
k
+
1
77
27
45
76
monoord
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
x
≤
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
y
78
fveq2
⊢
n
=
x
→
G
n
=
G
x
79
id
⊢
n
=
x
→
n
=
x
80
78
79
oveq12d
⊢
n
=
x
→
G
n
−
n
=
G
x
−
x
81
ovex
⊢
G
x
−
x
∈
V
82
80
34
81
fvmpt
⊢
x
∈
ℕ
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
x
=
G
x
−
x
83
10
82
syl
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
x
=
G
x
−
x
84
fveq2
⊢
n
=
y
→
G
n
=
G
y
85
id
⊢
n
=
y
→
n
=
y
86
84
85
oveq12d
⊢
n
=
y
→
G
n
−
n
=
G
y
−
y
87
ovex
⊢
G
y
−
y
∈
V
88
86
34
87
fvmpt
⊢
y
∈
ℕ
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
y
=
G
y
−
y
89
13
88
syl
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
n
∈
ℕ
⟼
G
n
−
n
y
=
G
y
−
y
90
77
83
89
3brtr3d
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
G
x
−
x
≤
G
y
−
y
91
15
17
20
22
90
ltletrd
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
G
x
−
y
<
G
y
−
y
92
12
19
14
ltsub1d
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
G
x
<
G
y
↔
G
x
−
y
<
G
y
−
y
93
91
92
mpbird
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
∧
x
<
y
→
G
x
<
G
y
94
93
ex
⊢
φ
∧
x
∈
ℕ
∧
y
∈
ℕ
→
x
<
y
→
G
x
<
G
y
95
94
ralrimivva
⊢
φ
→
∀
x
∈
ℕ
∀
y
∈
ℕ
x
<
y
→
G
x
<
G
y
96
ss2ralv
⊢
S
⊆
ℕ
→
∀
x
∈
ℕ
∀
y
∈
ℕ
x
<
y
→
G
x
<
G
y
→
∀
x
∈
S
∀
y
∈
S
x
<
y
→
G
x
<
G
y
97
95
96
mpan9
⊢
φ
∧
S
⊆
ℕ
→
∀
x
∈
S
∀
y
∈
S
x
<
y
→
G
x
<
G
y
98
nnssre
⊢
ℕ
⊆
ℝ
99
ltso
⊢
<
Or
ℝ
100
soss
⊢
ℕ
⊆
ℝ
→
<
Or
ℝ
→
<
Or
ℕ
101
98
99
100
mp2
⊢
<
Or
ℕ
102
101
a1i
⊢
φ
∧
S
⊆
ℕ
→
<
Or
ℕ
103
soss
⊢
Z
⊆
ℝ
→
<
Or
ℝ
→
<
Or
Z
104
8
99
103
mp2
⊢
<
Or
Z
105
104
a1i
⊢
φ
∧
S
⊆
ℕ
→
<
Or
Z
106
3
adantr
⊢
φ
∧
S
⊆
ℕ
→
G
:
ℕ
⟶
Z
107
simpr
⊢
φ
∧
S
⊆
ℕ
→
S
⊆
ℕ
108
soisores
⊢
<
Or
ℕ
∧
<
Or
Z
∧
G
:
ℕ
⟶
Z
∧
S
⊆
ℕ
→
G
↾
S
Isom
<
,
<
S
G
S
↔
∀
x
∈
S
∀
y
∈
S
x
<
y
→
G
x
<
G
y
109
102
105
106
107
108
syl22anc
⊢
φ
∧
S
⊆
ℕ
→
G
↾
S
Isom
<
,
<
S
G
S
↔
∀
x
∈
S
∀
y
∈
S
x
<
y
→
G
x
<
G
y
110
97
109
mpbird
⊢
φ
∧
S
⊆
ℕ
→
G
↾
S
Isom
<
,
<
S
G
S