Metamath Proof Explorer


Theorem isermulc2

Description: Multiplication of an infinite series by a constant. (Contributed by Paul Chapman, 14-Nov-2007) (Revised by Mario Carneiro, 1-Feb-2014)

Ref Expression
Hypotheses clim2ser.1 โŠข ๐‘ = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ )
isermulc2.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค )
isermulc2.4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
isermulc2.5 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ seq ๐‘€ ( + , ๐น ) โ‡ ๐ด )
isermulc2.6 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
isermulc2.7 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ๐ถ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
Assertion isermulc2 ( ๐œ‘ โ†’ seq ๐‘€ ( + , ๐บ ) โ‡ ( ๐ถ ยท ๐ด ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 clim2ser.1 โŠข ๐‘ = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ )
2 isermulc2.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค )
3 isermulc2.4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
4 isermulc2.5 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ seq ๐‘€ ( + , ๐น ) โ‡ ๐ด )
5 isermulc2.6 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
6 isermulc2.7 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ๐ถ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
7 seqex โŠข seq ๐‘€ ( + , ๐บ ) โˆˆ V
8 7 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ seq ๐‘€ ( + , ๐บ ) โˆˆ V )
9 1 2 5 serf โŠข ( ๐œ‘ โ†’ seq ๐‘€ ( + , ๐น ) : ๐‘ โŸถ โ„‚ )
10 9 ffvelcdmda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( seq ๐‘€ ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘— ) โˆˆ โ„‚ )
11 addcl โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐‘˜ + ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„‚ )
12 11 adantl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ) ) โ†’ ( ๐‘˜ + ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„‚ )
13 3 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
14 adddi โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ถ ยท ( ๐‘˜ + ๐‘ฅ ) ) = ( ( ๐ถ ยท ๐‘˜ ) + ( ๐ถ ยท ๐‘ฅ ) ) )
15 14 3expb โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„‚ โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ) ) โ†’ ( ๐ถ ยท ( ๐‘˜ + ๐‘ฅ ) ) = ( ( ๐ถ ยท ๐‘˜ ) + ( ๐ถ ยท ๐‘ฅ ) ) )
16 13 15 sylan โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ) ) โ†’ ( ๐ถ ยท ( ๐‘˜ + ๐‘ฅ ) ) = ( ( ๐ถ ยท ๐‘˜ ) + ( ๐ถ ยท ๐‘ฅ ) ) )
17 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐‘— โˆˆ ๐‘ )
18 17 1 eleqtrdi โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐‘— โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ ) )
19 elfzuz โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ ) )
20 19 1 eleqtrrdi โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘ )
21 20 5 sylan2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
22 21 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
23 20 6 sylan2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ๐ถ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
24 23 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘€ ... ๐‘— ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ๐ถ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
25 12 16 18 22 24 seqdistr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( seq ๐‘€ ( + , ๐บ ) โ€˜ ๐‘— ) = ( ๐ถ ยท ( seq ๐‘€ ( + , ๐น ) โ€˜ ๐‘— ) ) )
26 1 2 4 3 8 10 25 climmulc2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ seq ๐‘€ ( + , ๐บ ) โ‡ ( ๐ถ ยท ๐ด ) )