Metamath Proof Explorer


Theorem abelthlem1

Description: Lemma for abelth . (Contributed by Mario Carneiro, 1-Apr-2015)

Ref Expression
Hypotheses abelth.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด : โ„•0 โŸถ โ„‚ )
abelth.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ seq 0 ( + , ๐ด ) โˆˆ dom โ‡ )
Assertion abelthlem1 ( ๐œ‘ โ†’ 1 โ‰ค sup ( { ๐‘Ÿ โˆˆ โ„ โˆฃ seq 0 ( + , ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) ) ) โ€˜ ๐‘Ÿ ) ) โˆˆ dom โ‡ } , โ„* , < ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 abelth.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด : โ„•0 โŸถ โ„‚ )
2 abelth.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ seq 0 ( + , ๐ด ) โˆˆ dom โ‡ )
3 abs1 โŠข ( abs โ€˜ 1 ) = 1
4 eqid โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) ) ) = ( ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) ) )
5 eqid โŠข sup ( { ๐‘Ÿ โˆˆ โ„ โˆฃ seq 0 ( + , ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) ) ) โ€˜ ๐‘Ÿ ) ) โˆˆ dom โ‡ } , โ„* , < ) = sup ( { ๐‘Ÿ โˆˆ โ„ โˆฃ seq 0 ( + , ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) ) ) โ€˜ ๐‘Ÿ ) ) โˆˆ dom โ‡ } , โ„* , < )
6 1cnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ โ„‚ )
7 1 feqmptd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ) )
8 1 ffvelcdmda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ )
9 8 mulridd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท 1 ) = ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) )
10 9 mpteq2dva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท 1 ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ) )
11 7 10 eqtr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท 1 ) ) )
12 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
13 oveq1 โŠข ( ๐‘ง = 1 โ†’ ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) = ( 1 โ†‘ ๐‘› ) )
14 nn0z โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ค )
15 1exp โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ( 1 โ†‘ ๐‘› ) = 1 )
16 14 15 syl โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 1 โ†‘ ๐‘› ) = 1 )
17 13 16 sylan9eq โŠข ( ( ๐‘ง = 1 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) = 1 )
18 17 oveq2d โŠข ( ( ๐‘ง = 1 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) = ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท 1 ) )
19 18 mpteq2dva โŠข ( ๐‘ง = 1 โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท 1 ) ) )
20 nn0ex โŠข โ„•0 โˆˆ V
21 20 mptex โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท 1 ) ) โˆˆ V
22 19 4 21 fvmpt โŠข ( 1 โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) ) ) โ€˜ 1 ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท 1 ) ) )
23 12 22 ax-mp โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) ) ) โ€˜ 1 ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท 1 ) )
24 11 23 eqtr4di โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด = ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) ) ) โ€˜ 1 ) )
25 24 seqeq3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ seq 0 ( + , ๐ด ) = seq 0 ( + , ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) ) ) โ€˜ 1 ) ) )
26 25 2 eqeltrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ seq 0 ( + , ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) ) ) โ€˜ 1 ) ) โˆˆ dom โ‡ )
27 4 1 5 6 26 radcnvle โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( abs โ€˜ 1 ) โ‰ค sup ( { ๐‘Ÿ โˆˆ โ„ โˆฃ seq 0 ( + , ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) ) ) โ€˜ ๐‘Ÿ ) ) โˆˆ dom โ‡ } , โ„* , < ) )
28 3 27 eqbrtrrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โ‰ค sup ( { ๐‘Ÿ โˆˆ โ„ โˆฃ seq 0 ( + , ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ง โ†‘ ๐‘› ) ) ) ) โ€˜ ๐‘Ÿ ) ) โˆˆ dom โ‡ } , โ„* , < ) )