Metamath Proof Explorer


Theorem mbfi1fseqlem1

Description: Lemma for mbfi1fseq . (Contributed by Mario Carneiro, 16-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses mbfi1fseq.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ MblFn )
mbfi1fseq.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : โ„ โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) )
mbfi1fseq.3 โŠข ๐ฝ = ( ๐‘š โˆˆ โ„• , ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) / ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) )
Assertion mbfi1fseqlem1 ( ๐œ‘ โ†’ ๐ฝ : ( โ„• ร— โ„ ) โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mbfi1fseq.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ MblFn )
2 mbfi1fseq.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : โ„ โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) )
3 mbfi1fseq.3 โŠข ๐ฝ = ( ๐‘š โˆˆ โ„• , ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) / ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) )
4 simpr โŠข ( ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ )
5 ffvelrn โŠข ( ( ๐น : โ„ โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) )
6 2 4 5 syl2an โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) )
7 elrege0 โŠข ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) โ†” ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
8 6 7 sylib โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
9 8 simpld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„ )
10 2nn โŠข 2 โˆˆ โ„•
11 nnnn0 โŠข ( ๐‘š โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„•0 )
12 nnexpcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„• โˆง ๐‘š โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โ†‘ ๐‘š ) โˆˆ โ„• )
13 10 11 12 sylancr โŠข ( ๐‘š โˆˆ โ„• โ†’ ( 2 โ†‘ ๐‘š ) โˆˆ โ„• )
14 13 ad2antrl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ ( 2 โ†‘ ๐‘š ) โˆˆ โ„• )
15 14 nnred โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ ( 2 โ†‘ ๐‘š ) โˆˆ โ„ )
16 9 15 remulcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) โˆˆ โ„ )
17 reflcl โŠข ( ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) โˆˆ โ„ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) โˆˆ โ„ )
18 16 17 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) โˆˆ โ„ )
19 18 14 nndivred โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) / ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) โˆˆ โ„ )
20 14 nnnn0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ ( 2 โ†‘ ๐‘š ) โˆˆ โ„•0 )
21 20 nn0ge0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( 2 โ†‘ ๐‘š ) )
22 mulge0 โŠข ( ( ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆง ( ( 2 โ†‘ ๐‘š ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) )
23 8 15 21 22 syl12anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) )
24 flge0nn0 โŠข ( ( ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) โˆˆ โ„•0 )
25 16 23 24 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) โˆˆ โ„•0 )
26 25 nn0ge0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) )
27 14 nngt0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ 0 < ( 2 โ†‘ ๐‘š ) )
28 divge0 โŠข ( ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) ) โˆง ( ( 2 โ†‘ ๐‘š ) โˆˆ โ„ โˆง 0 < ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) / ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) )
29 18 26 15 27 28 syl22anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) / ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) )
30 elrege0 โŠข ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) / ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) โ†” ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) / ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) / ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) )
31 19 29 30 sylanbrc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘š โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) / ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) )
32 31 ralrimivva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ โ„• โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) / ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) )
33 3 fmpo โŠข ( โˆ€ ๐‘š โˆˆ โ„• โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) ) / ( 2 โ†‘ ๐‘š ) ) โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) โ†” ๐ฝ : ( โ„• ร— โ„ ) โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) )
34 32 33 sylib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ฝ : ( โ„• ร— โ„ ) โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) )