Metamath Proof Explorer


Theorem prodfdiv

Description: The quotient of two infinite products. (Contributed by Scott Fenton, 15-Jan-2018)

Ref Expression
Hypotheses prodfdiv.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ ) )
prodfdiv.2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
prodfdiv.3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
prodfdiv.4 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 )
prodfdiv.5 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐ป โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
Assertion prodfdiv ( ๐œ‘ โ†’ ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐ป ) โ€˜ ๐‘ ) = ( ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐น ) โ€˜ ๐‘ ) / ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐บ ) โ€˜ ๐‘ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prodfdiv.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ ) )
2 prodfdiv.2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
3 prodfdiv.3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
4 prodfdiv.4 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 )
5 prodfdiv.5 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐ป โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
6 fveq2 โŠข ( ๐‘› = ๐‘˜ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) )
7 6 oveq2d โŠข ( ๐‘› = ๐‘˜ โ†’ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
8 eqid โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) = ( ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) )
9 ovex โŠข ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) โˆˆ V
10 7 8 9 fvmpt โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
11 10 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
12 1 3 4 11 prodfrec โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ ) = ( 1 / ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐บ ) โ€˜ ๐‘ ) ) )
13 12 oveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐น ) โ€˜ ๐‘ ) ยท ( seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ ) ) = ( ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐น ) โ€˜ ๐‘ ) ยท ( 1 / ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐บ ) โ€˜ ๐‘ ) ) ) )
14 eleq1w โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โ†” ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) )
15 14 anbi2d โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†” ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) ) )
16 fveq2 โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) )
17 16 eleq1d โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ โ†” ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ ) )
18 15 17 imbi12d โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ ) โ†” ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ ) ) )
19 18 3 chvarvv โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ )
20 16 neeq1d โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 โ†” ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) โ‰  0 ) )
21 15 20 imbi12d โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 ) โ†” ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) โ‰  0 ) ) )
22 21 4 chvarvv โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) โ‰  0 )
23 19 22 reccld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) โˆˆ โ„‚ )
24 23 fmpttd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) : ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โŸถ โ„‚ )
25 24 ffvelcdmda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
26 2 3 4 divrecd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) )
27 11 oveq2d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) )
28 26 5 27 3eqtr4d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐ป โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
29 1 2 25 28 prodfmul โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐ป ) โ€˜ ๐‘ ) = ( ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐น ) โ€˜ ๐‘ ) ยท ( seq ๐‘€ ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘ ) โ†ฆ ( 1 / ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ ) ) )
30 mulcl โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐‘˜ ยท ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„‚ )
31 30 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ) ) โ†’ ( ๐‘˜ ยท ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„‚ )
32 1 2 31 seqcl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐น ) โ€˜ ๐‘ ) โˆˆ โ„‚ )
33 1 3 31 seqcl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐บ ) โ€˜ ๐‘ ) โˆˆ โ„‚ )
34 1 3 4 prodfn0 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐บ ) โ€˜ ๐‘ ) โ‰  0 )
35 32 33 34 divrecd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐น ) โ€˜ ๐‘ ) / ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐บ ) โ€˜ ๐‘ ) ) = ( ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐น ) โ€˜ ๐‘ ) ยท ( 1 / ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐บ ) โ€˜ ๐‘ ) ) ) )
36 13 29 35 3eqtr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐ป ) โ€˜ ๐‘ ) = ( ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐น ) โ€˜ ๐‘ ) / ( seq ๐‘€ ( ยท , ๐บ ) โ€˜ ๐‘ ) ) )