Metamath Proof Explorer


Theorem iprodclim3

Description: The sequence of partial finite product of a converging infinite product converge to the infinite product of the series. Note that j must not occur in A . (Contributed by Scott Fenton, 18-Dec-2017)

Ref Expression
Hypotheses iprodclim3.1 โŠข ๐‘ = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ )
iprodclim3.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค )
iprodclim3.3 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ ๐‘› โˆˆ ๐‘ โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) )
iprodclim3.4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ dom โ‡ )
iprodclim3.5 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
iprodclim3.6 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) = โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ๐ด )
Assertion iprodclim3 ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โ‡ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ๐ด )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iprodclim3.1 โŠข ๐‘ = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ )
2 iprodclim3.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค )
3 iprodclim3.3 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ ๐‘› โˆˆ ๐‘ โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) )
4 iprodclim3.4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ dom โ‡ )
5 iprodclim3.5 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
6 iprodclim3.6 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) = โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ๐ด )
7 climdm โŠข ( ๐น โˆˆ dom โ‡ โ†” ๐น โ‡ ( โ‡ โ€˜ ๐น ) )
8 4 7 sylib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โ‡ ( โ‡ โ€˜ ๐น ) )
9 prodfc โŠข โˆ ๐‘š โˆˆ ๐‘ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) = โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ๐ด
10 eqidd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘š โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) = ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) )
11 5 fmpttd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) : ๐‘ โŸถ โ„‚ )
12 11 ffvelcdmda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘š โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) โˆˆ โ„‚ )
13 1 2 3 10 12 iprod โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ ๐‘š โˆˆ ๐‘ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) = ( โ‡ โ€˜ seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) ) )
14 9 13 eqtr3id โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ๐ด = ( โ‡ โ€˜ seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) ) )
15 seqex โŠข seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) โˆˆ V
16 15 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) โˆˆ V )
17 fvres โŠข ( ๐‘š โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โ†’ ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ†พ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ) โ€˜ ๐‘š ) = ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) )
18 fzssuz โŠข ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ )
19 18 1 sseqtrri โŠข ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โŠ† ๐‘
20 resmpt โŠข ( ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โŠ† ๐‘ โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ†พ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โ†ฆ ๐ด ) )
21 19 20 ax-mp โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ†พ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โ†ฆ ๐ด )
22 21 fveq1i โŠข ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ†พ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ) โ€˜ ๐‘š ) = ( ( ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š )
23 17 22 eqtr3di โŠข ( ๐‘š โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) = ( ( ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) )
24 23 prodeq2i โŠข โˆ ๐‘š โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) = โˆ ๐‘š โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ( ( ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š )
25 prodfc โŠข โˆ ๐‘š โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ( ( ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) = โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ๐ด
26 24 25 eqtri โŠข โˆ ๐‘š โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) = โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ๐ด
27 eqidd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) = ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) )
28 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐‘— โˆˆ ๐‘ )
29 28 1 eleqtrdi โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ ) )
30 elfzuz โŠข ( ๐‘š โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โ†’ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ ) )
31 30 1 eleqtrrdi โŠข ( ๐‘š โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โ†’ ๐‘š โˆˆ ๐‘ )
32 31 12 sylan2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘š โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) โˆˆ โ„‚ )
33 32 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) โˆˆ โ„‚ )
34 27 29 33 fprodser โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ โˆ ๐‘š โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) โ€˜ ๐‘š ) = ( seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) โ€˜ ๐‘— ) )
35 26 34 eqtr3id โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ๐ด = ( seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) โ€˜ ๐‘— ) )
36 6 35 eqtr2d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) โ€˜ ๐‘— ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) )
37 1 16 4 2 36 climeq โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) โ‡ ๐‘ฅ โ†” ๐น โ‡ ๐‘ฅ ) )
38 37 iotabidv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ„ฉ ๐‘ฅ seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) โ‡ ๐‘ฅ ) = ( โ„ฉ ๐‘ฅ ๐น โ‡ ๐‘ฅ ) )
39 df-fv โŠข ( โ‡ โ€˜ seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) ) = ( โ„ฉ ๐‘ฅ seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) โ‡ ๐‘ฅ )
40 df-fv โŠข ( โ‡ โ€˜ ๐น ) = ( โ„ฉ ๐‘ฅ ๐น โ‡ ๐‘ฅ )
41 38 39 40 3eqtr4g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ‡ โ€˜ seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ๐ด ) ) ) = ( โ‡ โ€˜ ๐น ) )
42 14 41 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ๐ด = ( โ‡ โ€˜ ๐น ) )
43 8 42 breqtrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โ‡ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ๐ด )