Metamath Proof Explorer


Theorem prmreclem6

Description: Lemma for prmrec . If the series F was convergent, there would be some k such that the sum starting from k + 1 sums to less than 1 / 2 ; this is a sufficient hypothesis for prmreclem5 to produce the contradictory bound N / 2 < ( 2 ^ k ) sqrt N , which is false for N = 2 ^ ( 2 k + 2 ) . (Contributed by Mario Carneiro, 6-Aug-2014)

Ref Expression
Hypothesis prmrec.1 โŠข ๐น = ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( ๐‘› โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘› ) , 0 ) )
Assertion prmreclem6 ยฌ seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prmrec.1 โŠข ๐น = ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( ๐‘› โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘› ) , 0 ) )
2 nnuz โŠข โ„• = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 )
3 1zzd โŠข ( โŠค โ†’ 1 โˆˆ โ„ค )
4 nnrecre โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ( 1 / ๐‘› ) โˆˆ โ„ )
5 4 adantl โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 1 / ๐‘› ) โˆˆ โ„ )
6 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
7 ifcl โŠข ( ( ( 1 / ๐‘› ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โˆˆ โ„ ) โ†’ if ( ๐‘› โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘› ) , 0 ) โˆˆ โ„ )
8 5 6 7 sylancl โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ if ( ๐‘› โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘› ) , 0 ) โˆˆ โ„ )
9 8 1 fmptd โŠข ( โŠค โ†’ ๐น : โ„• โŸถ โ„ )
10 9 ffvelcdmda โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) โˆˆ โ„ )
11 2 3 10 serfre โŠข ( โŠค โ†’ seq 1 ( + , ๐น ) : โ„• โŸถ โ„ )
12 11 mptru โŠข seq 1 ( + , ๐น ) : โ„• โŸถ โ„
13 frn โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) : โ„• โŸถ โ„ โ†’ ran seq 1 ( + , ๐น ) โŠ† โ„ )
14 12 13 mp1i โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ ran seq 1 ( + , ๐น ) โŠ† โ„ )
15 1nn โŠข 1 โˆˆ โ„•
16 12 fdmi โŠข dom seq 1 ( + , ๐น ) = โ„•
17 15 16 eleqtrri โŠข 1 โˆˆ dom seq 1 ( + , ๐น )
18 ne0i โŠข ( 1 โˆˆ dom seq 1 ( + , ๐น ) โ†’ dom seq 1 ( + , ๐น ) โ‰  โˆ… )
19 dm0rn0 โŠข ( dom seq 1 ( + , ๐น ) = โˆ… โ†” ran seq 1 ( + , ๐น ) = โˆ… )
20 19 necon3bii โŠข ( dom seq 1 ( + , ๐น ) โ‰  โˆ… โ†” ran seq 1 ( + , ๐น ) โ‰  โˆ… )
21 18 20 sylib โŠข ( 1 โˆˆ dom seq 1 ( + , ๐น ) โ†’ ran seq 1 ( + , ๐น ) โ‰  โˆ… )
22 17 21 mp1i โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ ran seq 1 ( + , ๐น ) โ‰  โˆ… )
23 1zzd โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ 1 โˆˆ โ„ค )
24 climdm โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†” seq 1 ( + , ๐น ) โ‡ ( โ‡ โ€˜ seq 1 ( + , ๐น ) ) )
25 24 biimpi โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ seq 1 ( + , ๐น ) โ‡ ( โ‡ โ€˜ seq 1 ( + , ๐น ) ) )
26 12 a1i โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ seq 1 ( + , ๐น ) : โ„• โŸถ โ„ )
27 26 ffvelcdmda โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ )
28 2 23 25 27 climrecl โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ ( โ‡ โ€˜ seq 1 ( + , ๐น ) ) โˆˆ โ„ )
29 simpr โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
30 25 adantr โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ seq 1 ( + , ๐น ) โ‡ ( โ‡ โ€˜ seq 1 ( + , ๐น ) ) )
31 eleq1w โŠข ( ๐‘› = ๐‘— โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„™ โ†” ๐‘— โˆˆ โ„™ ) )
32 oveq2 โŠข ( ๐‘› = ๐‘— โ†’ ( 1 / ๐‘› ) = ( 1 / ๐‘— ) )
33 31 32 ifbieq1d โŠข ( ๐‘› = ๐‘— โ†’ if ( ๐‘› โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘› ) , 0 ) = if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) )
34 prmnn โŠข ( ๐‘— โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘— โˆˆ โ„• )
35 34 adantl โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„™ ) โ†’ ๐‘— โˆˆ โ„• )
36 35 nnrecred โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( 1 / ๐‘— ) โˆˆ โ„ )
37 6 a1i โŠข ( ( โŠค โˆง ยฌ ๐‘— โˆˆ โ„™ ) โ†’ 0 โˆˆ โ„ )
38 36 37 ifclda โŠข ( โŠค โ†’ if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆˆ โ„ )
39 38 mptru โŠข if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆˆ โ„
40 39 elexi โŠข if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆˆ V
41 33 1 40 fvmpt โŠข ( ๐‘— โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) = if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) )
42 41 adantl โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) = if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) )
43 39 a1i โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆˆ โ„ )
44 42 43 eqeltrd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) โˆˆ โ„ )
45 44 adantlr โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) โˆˆ โ„ )
46 nnrp โŠข ( ๐‘— โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘— โˆˆ โ„+ )
47 46 adantl โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐‘— โˆˆ โ„+ )
48 47 rpreccld โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 1 / ๐‘— ) โˆˆ โ„+ )
49 48 rpge0d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ 0 โ‰ค ( 1 / ๐‘— ) )
50 0le0 โŠข 0 โ‰ค 0
51 breq2 โŠข ( ( 1 / ๐‘— ) = if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โ†’ ( 0 โ‰ค ( 1 / ๐‘— ) โ†” 0 โ‰ค if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) ) )
52 breq2 โŠข ( 0 = if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โ†’ ( 0 โ‰ค 0 โ†” 0 โ‰ค if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) ) )
53 51 52 ifboth โŠข ( ( 0 โ‰ค ( 1 / ๐‘— ) โˆง 0 โ‰ค 0 ) โ†’ 0 โ‰ค if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) )
54 49 50 53 sylancl โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ 0 โ‰ค if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) )
55 54 42 breqtrrd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) )
56 55 adantlr โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) )
57 2 29 30 45 56 climserle โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰ค ( โ‡ โ€˜ seq 1 ( + , ๐น ) ) )
58 57 ralrimiva โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰ค ( โ‡ โ€˜ seq 1 ( + , ๐น ) ) )
59 brralrspcev โŠข ( ( ( โ‡ โ€˜ seq 1 ( + , ๐น ) ) โˆˆ โ„ โˆง โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰ค ( โ‡ โ€˜ seq 1 ( + , ๐น ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐‘ฅ )
60 28 58 59 syl2anc โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐‘ฅ )
61 ffn โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) : โ„• โŸถ โ„ โ†’ seq 1 ( + , ๐น ) Fn โ„• )
62 breq1 โŠข ( ๐‘ง = ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ†’ ( ๐‘ง โ‰ค ๐‘ฅ โ†” ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐‘ฅ ) )
63 62 ralrn โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) Fn โ„• โ†’ ( โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ran seq 1 ( + , ๐น ) ๐‘ง โ‰ค ๐‘ฅ โ†” โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐‘ฅ ) )
64 12 61 63 mp2b โŠข ( โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ran seq 1 ( + , ๐น ) ๐‘ง โ‰ค ๐‘ฅ โ†” โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐‘ฅ )
65 64 rexbii โŠข ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ran seq 1 ( + , ๐น ) ๐‘ง โ‰ค ๐‘ฅ โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐‘ฅ )
66 60 65 sylibr โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ran seq 1 ( + , ๐น ) ๐‘ง โ‰ค ๐‘ฅ )
67 14 22 66 suprcld โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆˆ โ„ )
68 2rp โŠข 2 โˆˆ โ„+
69 rpreccl โŠข ( 2 โˆˆ โ„+ โ†’ ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„+ )
70 68 69 ax-mp โŠข ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„+
71 ltsubrp โŠข ( ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆˆ โ„ โˆง ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) )
72 67 70 71 sylancl โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) )
73 halfre โŠข ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„
74 resubcl โŠข ( ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆˆ โ„ โˆง ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) โˆˆ โ„ )
75 67 73 74 sylancl โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) โˆˆ โ„ )
76 suprlub โŠข ( ( ( ran seq 1 ( + , ๐น ) โŠ† โ„ โˆง ran seq 1 ( + , ๐น ) โ‰  โˆ… โˆง โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ran seq 1 ( + , ๐น ) ๐‘ง โ‰ค ๐‘ฅ ) โˆง ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โ†” โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ ran seq 1 ( + , ๐น ) ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ๐‘ฆ ) )
77 14 22 66 75 76 syl31anc โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ ( ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โ†” โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ ran seq 1 ( + , ๐น ) ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ๐‘ฆ ) )
78 72 77 mpbid โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ ran seq 1 ( + , ๐น ) ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ๐‘ฆ )
79 breq2 โŠข ( ๐‘ฆ = ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ†’ ( ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ๐‘ฆ โ†” ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
80 79 rexrn โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) Fn โ„• โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ ran seq 1 ( + , ๐น ) ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ๐‘ฆ โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
81 12 61 80 mp2b โŠข ( โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ ran seq 1 ( + , ๐น ) ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ๐‘ฆ โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) )
82 78 81 sylib โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) )
83 2re โŠข 2 โˆˆ โ„
84 2nn โŠข 2 โˆˆ โ„•
85 nnmulcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘˜ ) โˆˆ โ„• )
86 84 29 85 sylancr โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘˜ ) โˆˆ โ„• )
87 86 peano2nnd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โˆˆ โ„• )
88 87 nnnn0d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โˆˆ โ„•0 )
89 reexpcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„ โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) โˆˆ โ„ )
90 83 88 89 sylancr โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) โˆˆ โ„ )
91 90 ltnrd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ยฌ ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) < ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) )
92 29 adantr โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( 1 / 2 ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
93 peano2nn โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„• )
94 93 adantl โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„• )
95 94 nnnn0d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„•0 )
96 nnexpcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โˆˆ โ„• )
97 84 95 96 sylancr โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โˆˆ โ„• )
98 97 nnsqcld โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„• )
99 98 adantr โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( 1 / 2 ) ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„• )
100 breq1 โŠข ( ๐‘ = ๐‘ค โ†’ ( ๐‘ โˆฅ ๐‘Ÿ โ†” ๐‘ค โˆฅ ๐‘Ÿ ) )
101 100 notbid โŠข ( ๐‘ = ๐‘ค โ†’ ( ยฌ ๐‘ โˆฅ ๐‘Ÿ โ†” ยฌ ๐‘ค โˆฅ ๐‘Ÿ ) )
102 101 cbvralvw โŠข ( โˆ€ ๐‘ โˆˆ ( โ„™ โˆ– ( 1 ... ๐‘˜ ) ) ยฌ ๐‘ โˆฅ ๐‘Ÿ โ†” โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ( โ„™ โˆ– ( 1 ... ๐‘˜ ) ) ยฌ ๐‘ค โˆฅ ๐‘Ÿ )
103 breq2 โŠข ( ๐‘Ÿ = ๐‘› โ†’ ( ๐‘ค โˆฅ ๐‘Ÿ โ†” ๐‘ค โˆฅ ๐‘› ) )
104 103 notbid โŠข ( ๐‘Ÿ = ๐‘› โ†’ ( ยฌ ๐‘ค โˆฅ ๐‘Ÿ โ†” ยฌ ๐‘ค โˆฅ ๐‘› ) )
105 104 ralbidv โŠข ( ๐‘Ÿ = ๐‘› โ†’ ( โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ( โ„™ โˆ– ( 1 ... ๐‘˜ ) ) ยฌ ๐‘ค โˆฅ ๐‘Ÿ โ†” โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ( โ„™ โˆ– ( 1 ... ๐‘˜ ) ) ยฌ ๐‘ค โˆฅ ๐‘› ) )
106 102 105 bitrid โŠข ( ๐‘Ÿ = ๐‘› โ†’ ( โˆ€ ๐‘ โˆˆ ( โ„™ โˆ– ( 1 ... ๐‘˜ ) ) ยฌ ๐‘ โˆฅ ๐‘Ÿ โ†” โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ( โ„™ โˆ– ( 1 ... ๐‘˜ ) ) ยฌ ๐‘ค โˆฅ ๐‘› ) )
107 106 cbvrabv โŠข { ๐‘Ÿ โˆˆ ( 1 ... ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) ) โˆฃ โˆ€ ๐‘ โˆˆ ( โ„™ โˆ– ( 1 ... ๐‘˜ ) ) ยฌ ๐‘ โˆฅ ๐‘Ÿ } = { ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) ) โˆฃ โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ( โ„™ โˆ– ( 1 ... ๐‘˜ ) ) ยฌ ๐‘ค โˆฅ ๐‘› }
108 simpll โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( 1 / 2 ) ) โ†’ seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ )
109 eleq1w โŠข ( ๐‘š = ๐‘— โ†’ ( ๐‘š โˆˆ โ„™ โ†” ๐‘— โˆˆ โ„™ ) )
110 oveq2 โŠข ( ๐‘š = ๐‘— โ†’ ( 1 / ๐‘š ) = ( 1 / ๐‘— ) )
111 109 110 ifbieq1d โŠข ( ๐‘š = ๐‘— โ†’ if ( ๐‘š โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘š ) , 0 ) = if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) )
112 111 cbvsumv โŠข ฮฃ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘š โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘š ) , 0 ) = ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 )
113 simpr โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( 1 / 2 ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( 1 / 2 ) )
114 112 113 eqbrtrid โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( 1 / 2 ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘š โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘š ) , 0 ) < ( 1 / 2 ) )
115 eqid โŠข ( ๐‘ค โˆˆ โ„• โ†ฆ { ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) ) โˆฃ ( ๐‘ค โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ค โˆฅ ๐‘› ) } ) = ( ๐‘ค โˆˆ โ„• โ†ฆ { ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) ) โˆฃ ( ๐‘ค โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ค โˆฅ ๐‘› ) } )
116 1 92 99 107 108 114 115 prmreclem5 โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( 1 / 2 ) ) โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) / 2 ) < ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) ) ) )
117 116 ex โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( 1 / 2 ) โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) / 2 ) < ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) ) ) ) )
118 eqid โŠข ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) )
119 94 nnzd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„ค )
120 eluznn โŠข ( ( ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) โ†’ ๐‘— โˆˆ โ„• )
121 94 120 sylan โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) โ†’ ๐‘— โˆˆ โ„• )
122 121 41 syl โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) = if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) )
123 39 a1i โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) โ†’ if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆˆ โ„ )
124 simpl โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ )
125 41 adantl โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) = if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) )
126 39 recni โŠข if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆˆ โ„‚
127 126 a1i โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆˆ โ„‚ )
128 125 127 eqeltrd โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) โˆˆ โ„‚ )
129 2 94 128 iserex โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†” seq ( ๐‘˜ + 1 ) ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ ) )
130 124 129 mpbid โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ seq ( ๐‘˜ + 1 ) ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ )
131 118 119 122 123 130 isumrecl โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆˆ โ„ )
132 73 a1i โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„ )
133 elfznn โŠข ( ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) โ†’ ๐‘— โˆˆ โ„• )
134 133 adantl โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ ๐‘— โˆˆ โ„• )
135 134 41 syl โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘— ) = if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) )
136 29 2 eleqtrdi โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) )
137 126 a1i โŠข ( ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) ) โ†’ if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆˆ โ„‚ )
138 135 136 137 fsumser โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) = ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) )
139 138 27 eqeltrd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆˆ โ„ )
140 131 132 139 ltadd2d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( 1 / 2 ) โ†” ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) + ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) ) < ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) + ( 1 / 2 ) ) ) )
141 2 118 94 125 127 124 isumsplit โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ โ„• if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) = ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ( ( ๐‘˜ + 1 ) โˆ’ 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) + ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) ) )
142 nncn โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ )
143 142 adantl โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ )
144 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
145 pncan โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐‘˜ + 1 ) โˆ’ 1 ) = ๐‘˜ )
146 143 144 145 sylancl โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘˜ + 1 ) โˆ’ 1 ) = ๐‘˜ )
147 146 oveq2d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 1 ... ( ( ๐‘˜ + 1 ) โˆ’ 1 ) ) = ( 1 ... ๐‘˜ ) )
148 147 sumeq1d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ( ( ๐‘˜ + 1 ) โˆ’ 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) = ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) )
149 148 oveq1d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ( ( ๐‘˜ + 1 ) โˆ’ 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) + ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) ) = ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) + ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) ) )
150 141 149 eqtrd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ โ„• if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) = ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) + ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) ) )
151 150 breq1d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ โ„• if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) + ( 1 / 2 ) ) โ†” ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) + ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) ) < ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) + ( 1 / 2 ) ) ) )
152 140 151 bitr4d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( 1 / 2 ) โ†” ฮฃ ๐‘— โˆˆ โ„• if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) + ( 1 / 2 ) ) ) )
153 eqid โŠข seq 1 ( + , ๐น ) = seq 1 ( + , ๐น )
154 2 153 23 42 43 54 60 isumsup โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ โ„• if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) = sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) )
155 154 67 eqeltrd โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ โ„• if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆˆ โ„ )
156 155 adantr โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ โ„• if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆˆ โ„ )
157 156 132 139 ltsubaddd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ โ„• if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โ†” ฮฃ ๐‘— โˆˆ โ„• if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) + ( 1 / 2 ) ) ) )
158 154 adantr โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ โ„• if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) = sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) )
159 158 oveq1d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ โ„• if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) = ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) )
160 159 138 breq12d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ โ„• if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ... ๐‘˜ ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) โ†” ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
161 152 157 160 3bitr2d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) if ( ๐‘— โˆˆ โ„™ , ( 1 / ๐‘— ) , 0 ) < ( 1 / 2 ) โ†” ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
162 2cn โŠข 2 โˆˆ โ„‚
163 162 a1i โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ 2 โˆˆ โ„‚ )
164 144 a1i โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚ )
165 163 143 164 adddid โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 ยท ( ๐‘˜ + 1 ) ) = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + ( 2 ยท 1 ) ) )
166 94 nncnd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„‚ )
167 mulcom โŠข ( ( ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐‘˜ + 1 ) ยท 2 ) = ( 2 ยท ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
168 166 162 167 sylancl โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘˜ + 1 ) ยท 2 ) = ( 2 ยท ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
169 86 nncnd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
170 169 164 164 addassd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) + 1 ) = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + ( 1 + 1 ) ) )
171 144 2timesi โŠข ( 2 ยท 1 ) = ( 1 + 1 )
172 171 oveq2i โŠข ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + ( 2 ยท 1 ) ) = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + ( 1 + 1 ) )
173 170 172 eqtr4di โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) + 1 ) = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + ( 2 ยท 1 ) ) )
174 165 168 173 3eqtr4d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘˜ + 1 ) ยท 2 ) = ( ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) + 1 ) )
175 174 oveq2d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( ๐‘˜ + 1 ) ยท 2 ) ) = ( 2 โ†‘ ( ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) + 1 ) ) )
176 2nn0 โŠข 2 โˆˆ โ„•0
177 176 a1i โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ 2 โˆˆ โ„•0 )
178 163 177 95 expmuld โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( ๐‘˜ + 1 ) ยท 2 ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) )
179 expp1 โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) + 1 ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) ยท 2 ) )
180 162 88 179 sylancr โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) + 1 ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) ยท 2 ) )
181 175 178 180 3eqtr3d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) ยท 2 ) )
182 181 oveq1d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) / 2 ) = ( ( ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) ยท 2 ) / 2 ) )
183 expcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
184 162 88 183 sylancr โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
185 2ne0 โŠข 2 โ‰  0
186 divcan4 โŠข ( ( ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) ยท 2 ) / 2 ) = ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) )
187 162 185 186 mp3an23 โŠข ( ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) ยท 2 ) / 2 ) = ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) )
188 184 187 syl โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) ยท 2 ) / 2 ) = ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) )
189 182 188 eqtrd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) / 2 ) = ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) )
190 nnnn0 โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
191 190 adantl โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
192 163 95 191 expaddd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) = ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ยท ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) )
193 143 2timesd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘˜ ) = ( ๐‘˜ + ๐‘˜ ) )
194 193 oveq1d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ( ( ๐‘˜ + ๐‘˜ ) + 1 ) )
195 143 143 164 addassd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘˜ + ๐‘˜ ) + 1 ) = ( ๐‘˜ + ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
196 194 195 eqtrd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ( ๐‘˜ + ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
197 196 oveq2d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) = ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) )
198 97 nnrpd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โˆˆ โ„+ )
199 198 rprege0d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) )
200 sqrtsq โŠข ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) โ†’ ( โˆš โ€˜ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) ) = ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
201 199 200 syl โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆš โ€˜ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) ) = ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
202 201 oveq2d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) ) ) = ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ยท ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) )
203 192 197 202 3eqtr4rd โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) ) ) = ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) )
204 189 203 breq12d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) / 2 ) < ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†‘ 2 ) ) ) โ†” ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) < ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) ) )
205 117 161 204 3imtr3d โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) < ( 2 โ†‘ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) ) )
206 91 205 mtod โŠข ( ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ยฌ ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) )
207 206 nrexdv โŠข ( seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ โ†’ ยฌ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( sup ( ran seq 1 ( + , ๐น ) , โ„ , < ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) < ( seq 1 ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) )
208 82 207 pm2.65i โŠข ยฌ seq 1 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡