Metamath Proof Explorer


Theorem knoppcnlem11

Description: Lemma for knoppcn . (Contributed by Asger C. Ipsen, 4-Apr-2021) (Revised by Asger C. Ipsen, 5-Jul-2021)

Ref Expression
Hypotheses knoppcnlem11.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( abs โ€˜ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ + ( 1 / 2 ) ) ) โˆ’ ๐‘ฅ ) ) )
knoppcnlem11.f โŠข ๐น = ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ถ โ†‘ ๐‘› ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ( 2 ยท ๐‘ ) โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ฆ ) ) ) ) )
knoppcnlem11.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
knoppcnlem11.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
Assertion knoppcnlem11 ( ๐œ‘ โ†’ seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) : โ„•0 โŸถ ( โ„ โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 knoppcnlem11.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( abs โ€˜ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ + ( 1 / 2 ) ) ) โˆ’ ๐‘ฅ ) ) )
2 knoppcnlem11.f โŠข ๐น = ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ถ โ†‘ ๐‘› ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ( 2 ยท ๐‘ ) โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ฆ ) ) ) ) )
3 knoppcnlem11.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
4 knoppcnlem11.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
5 3 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
6 4 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
7 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
8 1 2 5 6 7 knoppcnlem7 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ๐‘ค โˆˆ โ„ โ†ฆ ( seq 0 ( + , ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
9 eqidd โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘ค โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) โ€˜ ๐‘™ ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) โ€˜ ๐‘™ ) )
10 simplr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘ค โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
11 elnn0uz โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†” ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
12 10 11 sylib โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘ค โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
13 5 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘ค โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
14 6 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘ค โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
15 simplr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘ค โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ ๐‘ค โˆˆ โ„ )
16 elfzuz โŠข ( ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) โ†’ ๐‘™ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
17 nn0uz โŠข โ„•0 = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 )
18 16 17 eleqtrrdi โŠข ( ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) โ†’ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 )
19 18 adantl โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘ค โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 )
20 1 2 13 14 15 19 knoppcnlem3 โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘ค โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆˆ โ„ )
21 20 recnd โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘ค โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆˆ โ„‚ )
22 9 12 21 fsumser โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘ค โˆˆ โ„ ) โ†’ ฮฃ ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) โ€˜ ๐‘™ ) = ( seq 0 ( + , ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) )
23 22 eqcomd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘ค โˆˆ โ„ ) โ†’ ( seq 0 ( + , ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ฮฃ ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) โ€˜ ๐‘™ ) )
24 23 mpteq2dva โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘ค โˆˆ โ„ โ†ฆ ( seq 0 ( + , ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) = ( ๐‘ค โˆˆ โ„ โ†ฆ ฮฃ ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) โ€˜ ๐‘™ ) ) )
25 8 24 eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ๐‘ค โˆˆ โ„ โ†ฆ ฮฃ ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) โ€˜ ๐‘™ ) ) )
26 eqid โŠข ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld ) = ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld )
27 retopon โŠข ( topGen โ€˜ ran (,) ) โˆˆ ( TopOn โ€˜ โ„ )
28 27 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( topGen โ€˜ ran (,) ) โˆˆ ( TopOn โ€˜ โ„ ) )
29 fzfid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 0 ... ๐‘˜ ) โˆˆ Fin )
30 5 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
31 6 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
32 18 adantl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 )
33 1 2 30 31 32 knoppcnlem10 โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ ( ๐‘ค โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) โ€˜ ๐‘™ ) ) โˆˆ ( ( topGen โ€˜ ran (,) ) Cn ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld ) ) )
34 26 28 29 33 fsumcn โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘ค โˆˆ โ„ โ†ฆ ฮฃ ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) โ€˜ ๐‘™ ) ) โˆˆ ( ( topGen โ€˜ ran (,) ) Cn ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld ) ) )
35 ax-resscn โŠข โ„ โІ โ„‚
36 ssid โŠข โ„‚ โІ โ„‚
37 35 36 pm3.2i โŠข ( โ„ โІ โ„‚ โˆง โ„‚ โІ โ„‚ )
38 26 tgioo2 โŠข ( topGen โ€˜ ran (,) ) = ( ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld ) โ†พt โ„ )
39 26 cnfldtopon โŠข ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld ) โˆˆ ( TopOn โ€˜ โ„‚ )
40 39 toponrestid โŠข ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld ) = ( ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld ) โ†พt โ„‚ )
41 26 38 40 cncfcn โŠข ( ( โ„ โІ โ„‚ โˆง โ„‚ โІ โ„‚ ) โ†’ ( โ„ โ€“cnโ†’ โ„‚ ) = ( ( topGen โ€˜ ran (,) ) Cn ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld ) ) )
42 37 41 ax-mp โŠข ( โ„ โ€“cnโ†’ โ„‚ ) = ( ( topGen โ€˜ ran (,) ) Cn ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld ) )
43 34 42 eleqtrrdi โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘ค โˆˆ โ„ โ†ฆ ฮฃ ๐‘™ โˆˆ ( 0 ... ๐‘˜ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ค ) โ€˜ ๐‘™ ) ) โˆˆ ( โ„ โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
44 25 43 eqeltrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ ( โ„ โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
45 44 fmpttd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) : โ„•0 โŸถ ( โ„ โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
46 0z โŠข 0 โˆˆ โ„ค
47 seqfn โŠข ( 0 โˆˆ โ„ค โ†’ seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) Fn ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
48 46 47 ax-mp โŠข seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) Fn ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 )
49 17 fneq2i โŠข ( seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) Fn โ„•0 โ†” seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) Fn ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
50 48 49 mpbir โŠข seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) Fn โ„•0
51 dffn5 โŠข ( seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) Fn โ„•0 โ†” seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
52 50 51 mpbi โŠข seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) )
53 52 feq1i โŠข ( seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) : โ„•0 โŸถ ( โ„ โ€“cnโ†’ โ„‚ ) โ†” ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) : โ„•0 โŸถ ( โ„ โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
54 45 53 sylibr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ seq 0 ( โˆ˜f + , ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) : โ„•0 โŸถ ( โ„ โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )