Metamath Proof Explorer


Theorem abelthlem4

Description: Lemma for abelth . (Contributed by Mario Carneiro, 31-Mar-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‡ )
abelth.3 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ )
abelth.4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 โ‰ค ๐‘€ )
abelth.5 โŠข ๐‘† = { ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โˆฃ ( abs โ€˜ ( 1 โˆ’ ๐‘ง ) ) โ‰ค ( ๐‘€ ยท ( 1 โˆ’ ( abs โ€˜ ๐‘ง ) ) ) }
abelth.6 โŠข ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† โ†ฆ ฮฃ ๐‘› โˆˆ โ„•0 ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘› ) ) )
Assertion abelthlem4 ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : ๐‘† โŸถ 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 abelth.3 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ )
4 abelth.4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 โ‰ค ๐‘€ )
5 abelth.5 โŠข ๐‘† = { ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โˆฃ ( abs โ€˜ ( 1 โˆ’ ๐‘ง ) ) โ‰ค ( ๐‘€ ยท ( 1 โˆ’ ( abs โ€˜ ๐‘ง ) ) ) }
6 abelth.6 โŠข ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† โ†ฆ ฮฃ ๐‘› โˆˆ โ„•0 ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘› ) ) )
7 nn0uz โŠข โ„•0 = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 )
8 0zd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ 0 โˆˆ โ„ค )
9 fveq2 โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘š ) = ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) )
10 oveq2 โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘š ) = ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘› ) )
11 9 10 oveq12d โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘š ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘š ) ) = ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘› ) ) )
12 eqid โŠข ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘š ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘š ) ) ) = ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘š ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘š ) ) )
13 ovex โŠข ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘› ) ) โˆˆ V
14 11 12 13 fvmpt โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘š ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘š ) ) ) โ€˜ ๐‘› ) = ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘› ) ) )
15 14 adantl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘š ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘š ) ) ) โ€˜ ๐‘› ) = ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘› ) ) )
16 1 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐ด : โ„•0 โŸถ โ„‚ )
17 16 ffvelcdmda โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ )
18 5 ssrab3 โŠข ๐‘† โІ โ„‚
19 18 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โІ โ„‚ )
20 19 sselda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ )
21 expcl โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ )
22 20 21 sylan โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ )
23 17 22 mulcld โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘› ) ) โˆˆ โ„‚ )
24 1 2 3 4 5 abelthlem3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ seq 0 ( + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘š ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘š ) ) ) ) โˆˆ dom โ‡ )
25 7 8 15 23 24 isumcl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ โ„•0 ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘ฅ โ†‘ ๐‘› ) ) โˆˆ โ„‚ )
26 25 6 fmptd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : ๐‘† โŸถ โ„‚ )