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Theorem monoord2

Description: Ordering relation for a monotonic sequence, decreasing case. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jul-2014)

Ref Expression
Hypotheses monoord2.1 ⊢ φ → N ∈ ℤ ≥ M
monoord2.2 ⊢ φ ∧ k ∈ M … N → F ⁡ k ∈ ℝ
monoord2.3 ⊢ φ ∧ k ∈ M … N − 1 → F ⁡ k + 1 ≤ F ⁡ k
Assertion monoord2 ⊢ φ → F ⁡ N ≤ F ⁡ M

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 monoord2.1 ⊢ φ → N ∈ ℤ ≥ M
2 monoord2.2 ⊢ φ ∧ k ∈ M … N → F ⁡ k ∈ ℝ
3 monoord2.3 ⊢ φ ∧ k ∈ M … N − 1 → F ⁡ k + 1 ≤ F ⁡ k
4 2 renegcld ⊢ φ ∧ k ∈ M … N → − F ⁡ k ∈ ℝ
5 4 fmpttd ⊢ φ → k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k : M … N ⟶ ℝ
6 5 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ n ∈ M … N → k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k ⁡ n ∈ ℝ
7 3 ralrimiva ⊢ φ → ∀ k ∈ M … N − 1 F ⁡ k + 1 ≤ F ⁡ k
8 fvoveq1 ⊢ k = n → F ⁡ k + 1 = F ⁡ n + 1
9 fveq2 ⊢ k = n → F ⁡ k = F ⁡ n
10 8 9 breq12d ⊢ k = n → F ⁡ k + 1 ≤ F ⁡ k ↔ F ⁡ n + 1 ≤ F ⁡ n
11 10 cbvralvw ⊢ ∀ k ∈ M … N − 1 F ⁡ k + 1 ≤ F ⁡ k ↔ ∀ n ∈ M … N − 1 F ⁡ n + 1 ≤ F ⁡ n
12 7 11 sylib ⊢ φ → ∀ n ∈ M … N − 1 F ⁡ n + 1 ≤ F ⁡ n
13 12 r19.21bi ⊢ φ ∧ n ∈ M … N − 1 → F ⁡ n + 1 ≤ F ⁡ n
14 fveq2 ⊢ k = n + 1 → F ⁡ k = F ⁡ n + 1
15 14 eleq1d ⊢ k = n + 1 → F ⁡ k ∈ ℝ ↔ F ⁡ n + 1 ∈ ℝ
16 2 ralrimiva ⊢ φ → ∀ k ∈ M … N F ⁡ k ∈ ℝ
17 16 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ M … N − 1 → ∀ k ∈ M … N F ⁡ k ∈ ℝ
18 fzp1elp1 ⊢ n ∈ M … N − 1 → n + 1 ∈ M … N - 1 + 1
19 18 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ M … N − 1 → n + 1 ∈ M … N - 1 + 1
20 eluzelz ⊢ N ∈ ℤ ≥ M → N ∈ ℤ
21 1 20 syl ⊢ φ → N ∈ ℤ
22 21 zcnd ⊢ φ → N ∈ ℂ
23 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
24 npcan ⊢ N ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ → N - 1 + 1 = N
25 22 23 24 sylancl ⊢ φ → N - 1 + 1 = N
26 25 oveq2d ⊢ φ → M … N - 1 + 1 = M … N
27 26 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ M … N − 1 → M … N - 1 + 1 = M … N
28 19 27 eleqtrd ⊢ φ ∧ n ∈ M … N − 1 → n + 1 ∈ M … N
29 15 17 28 rspcdva ⊢ φ ∧ n ∈ M … N − 1 → F ⁡ n + 1 ∈ ℝ
30 9 eleq1d ⊢ k = n → F ⁡ k ∈ ℝ ↔ F ⁡ n ∈ ℝ
31 fzssp1 ⊢ M … N − 1 ⊆ M … N - 1 + 1
32 31 26 sseqtrid ⊢ φ → M … N − 1 ⊆ M … N
33 32 sselda ⊢ φ ∧ n ∈ M … N − 1 → n ∈ M … N
34 30 17 33 rspcdva ⊢ φ ∧ n ∈ M … N − 1 → F ⁡ n ∈ ℝ
35 29 34 lenegd ⊢ φ ∧ n ∈ M … N − 1 → F ⁡ n + 1 ≤ F ⁡ n ↔ − F ⁡ n ≤ − F ⁡ n + 1
36 13 35 mpbid ⊢ φ ∧ n ∈ M … N − 1 → − F ⁡ n ≤ − F ⁡ n + 1
37 9 negeqd ⊢ k = n → − F ⁡ k = − F ⁡ n
38 eqid ⊢ k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k = k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k
39 negex ⊢ − F ⁡ n ∈ V
40 37 38 39 fvmpt ⊢ n ∈ M … N → k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k ⁡ n = − F ⁡ n
41 33 40 syl ⊢ φ ∧ n ∈ M … N − 1 → k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k ⁡ n = − F ⁡ n
42 14 negeqd ⊢ k = n + 1 → − F ⁡ k = − F ⁡ n + 1
43 negex ⊢ − F ⁡ n + 1 ∈ V
44 42 38 43 fvmpt ⊢ n + 1 ∈ M … N → k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k ⁡ n + 1 = − F ⁡ n + 1
45 28 44 syl ⊢ φ ∧ n ∈ M … N − 1 → k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k ⁡ n + 1 = − F ⁡ n + 1
46 36 41 45 3brtr4d ⊢ φ ∧ n ∈ M … N − 1 → k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k ⁡ n ≤ k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k ⁡ n + 1
47 1 6 46 monoord ⊢ φ → k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k ⁡ M ≤ k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k ⁡ N
48 eluzfz1 ⊢ N ∈ ℤ ≥ M → M ∈ M … N
49 1 48 syl ⊢ φ → M ∈ M … N
50 fveq2 ⊢ k = M → F ⁡ k = F ⁡ M
51 50 negeqd ⊢ k = M → − F ⁡ k = − F ⁡ M
52 negex ⊢ − F ⁡ M ∈ V
53 51 38 52 fvmpt ⊢ M ∈ M … N → k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k ⁡ M = − F ⁡ M
54 49 53 syl ⊢ φ → k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k ⁡ M = − F ⁡ M
55 eluzfz2 ⊢ N ∈ ℤ ≥ M → N ∈ M … N
56 1 55 syl ⊢ φ → N ∈ M … N
57 fveq2 ⊢ k = N → F ⁡ k = F ⁡ N
58 57 negeqd ⊢ k = N → − F ⁡ k = − F ⁡ N
59 negex ⊢ − F ⁡ N ∈ V
60 58 38 59 fvmpt ⊢ N ∈ M … N → k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k ⁡ N = − F ⁡ N
61 56 60 syl ⊢ φ → k ∈ M … N ⟼ − F ⁡ k ⁡ N = − F ⁡ N
62 47 54 61 3brtr3d ⊢ φ → − F ⁡ M ≤ − F ⁡ N
63 57 eleq1d ⊢ k = N → F ⁡ k ∈ ℝ ↔ F ⁡ N ∈ ℝ
64 63 16 56 rspcdva ⊢ φ → F ⁡ N ∈ ℝ
65 50 eleq1d ⊢ k = M → F ⁡ k ∈ ℝ ↔ F ⁡ M ∈ ℝ
66 65 16 49 rspcdva ⊢ φ → F ⁡ M ∈ ℝ
67 64 66 lenegd ⊢ φ → F ⁡ N ≤ F ⁡ M ↔ − F ⁡ M ≤ − F ⁡ N
68 62 67 mpbird ⊢ φ → F ⁡ N ≤ F ⁡ M