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Theorem monoord2 11077
Description: Ordering relation for a monotonic sequence, decreasing case. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jul-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
monoord2.1  |-  ( ph  ->  N  e.  ( ZZ>= `  M ) )
monoord2.2  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( M ... N ) )  ->  ( F `  k )  e.  RR )
monoord2.3  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( F `  ( k  +  1 ) )  <_  ( F `  k )
)
Assertion
Ref Expression
monoord2  |-  ( ph  ->  ( F `  N
)  <_  ( F `  M ) )
Distinct variable groups:    k, F    k, M    k, N    ph, k

Proof of Theorem monoord2
Dummy variable  n is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 monoord2.1 . . . 4  |-  ( ph  ->  N  e.  ( ZZ>= `  M ) )
2 monoord2.2 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( M ... N ) )  ->  ( F `  k )  e.  RR )
32renegcld 9210 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( M ... N ) )  ->  -u ( F `
 k )  e.  RR )
4 eqid 2283 . . . . . 6  |-  ( k  e.  ( M ... N )  |->  -u ( F `  k )
)  =  ( k  e.  ( M ... N )  |->  -u ( F `  k )
)
53, 4fmptd 5684 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( k  e.  ( M ... N ) 
|->  -u ( F `  k ) ) : ( M ... N
) --> RR )
6 ffvelrn 5663 . . . . 5  |-  ( ( ( k  e.  ( M ... N ) 
|->  -u ( F `  k ) ) : ( M ... N
) --> RR  /\  n  e.  ( M ... N
) )  ->  (
( k  e.  ( M ... N ) 
|->  -u ( F `  k ) ) `  n )  e.  RR )
75, 6sylan 457 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... N ) )  ->  ( (
k  e.  ( M ... N )  |->  -u ( F `  k ) ) `  n )  e.  RR )
8 monoord2.3 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( F `  ( k  +  1 ) )  <_  ( F `  k )
)
98ralrimiva 2626 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  A. k  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) ( F `  (
k  +  1 ) )  <_  ( F `  k ) )
10 oveq1 5865 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  =  n  ->  (
k  +  1 )  =  ( n  + 
1 ) )
1110fveq2d 5529 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  n  ->  ( F `  ( k  +  1 ) )  =  ( F `  ( n  +  1
) ) )
12 fveq2 5525 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  n  ->  ( F `  k )  =  ( F `  n ) )
1311, 12breq12d 4036 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  n  ->  (
( F `  (
k  +  1 ) )  <_  ( F `  k )  <->  ( F `  ( n  +  1 ) )  <_  ( F `  n )
) )
1413cbvralv 2764 . . . . . . . 8  |-  ( A. k  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) ( F `
 ( k  +  1 ) )  <_ 
( F `  k
)  <->  A. n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) ( F `  (
n  +  1 ) )  <_  ( F `  n ) )
159, 14sylib 188 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  A. n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) ( F `  (
n  +  1 ) )  <_  ( F `  n ) )
1615r19.21bi 2641 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( F `  ( n  +  1 ) )  <_  ( F `  n )
)
17 fzp1elp1 10839 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  ( M ... ( N  -  1
) )  ->  (
n  +  1 )  e.  ( M ... ( ( N  - 
1 )  +  1 ) ) )
1817adantl 452 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( n  +  1 )  e.  ( M ... (
( N  -  1 )  +  1 ) ) )
19 eluzelz 10238 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( N  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  N  e.  ZZ )
201, 19syl 15 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  N  e.  ZZ )
2120zcnd 10118 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  N  e.  CC )
22 ax-1cn 8795 . . . . . . . . . . . 12  |-  1  e.  CC
23 npcan 9060 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  ( ( N  - 
1 )  +  1 )  =  N )
2421, 22, 23sylancl 643 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( N  - 
1 )  +  1 )  =  N )
2524oveq2d 5874 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( M ... (
( N  -  1 )  +  1 ) )  =  ( M ... N ) )
2625adantr 451 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( M ... ( ( N  - 
1 )  +  1 ) )  =  ( M ... N ) )
2718, 26eleqtrd 2359 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( n  +  1 )  e.  ( M ... N
) )
282ralrimiva 2626 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  A. k  e.  ( M ... N ) ( F `  k
)  e.  RR )
2928adantr 451 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  A. k  e.  ( M ... N
) ( F `  k )  e.  RR )
30 fveq2 5525 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  ( n  + 
1 )  ->  ( F `  k )  =  ( F `  ( n  +  1
) ) )
3130eleq1d 2349 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  ( n  + 
1 )  ->  (
( F `  k
)  e.  RR  <->  ( F `  ( n  +  1 ) )  e.  RR ) )
3231rspcv 2880 . . . . . . . 8  |-  ( ( n  +  1 )  e.  ( M ... N )  ->  ( A. k  e.  ( M ... N ) ( F `  k )  e.  RR  ->  ( F `  ( n  +  1 ) )  e.  RR ) )
3327, 29, 32sylc 56 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( F `  ( n  +  1 ) )  e.  RR )
34 fzssp1 10834 . . . . . . . . . 10  |-  ( M ... ( N  - 
1 ) )  C_  ( M ... ( ( N  -  1 )  +  1 ) )
3534, 25syl5sseq 3226 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( M ... ( N  -  1 ) )  C_  ( M ... N ) )
3635sselda 3180 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  n  e.  ( M ... N ) )
3712eleq1d 2349 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  n  ->  (
( F `  k
)  e.  RR  <->  ( F `  n )  e.  RR ) )
3837rspcv 2880 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  ( M ... N )  ->  ( A. k  e.  ( M ... N ) ( F `  k )  e.  RR  ->  ( F `  n )  e.  RR ) )
3936, 29, 38sylc 56 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( F `  n )  e.  RR )
4033, 39lenegd 9351 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( ( F `  ( n  +  1 ) )  <_  ( F `  n )  <->  -u ( F `
 n )  <_  -u ( F `  (
n  +  1 ) ) ) )
4116, 40mpbid 201 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  -u ( F `
 n )  <_  -u ( F `  (
n  +  1 ) ) )
4212negeqd 9046 . . . . . . 7  |-  ( k  =  n  ->  -u ( F `  k )  =  -u ( F `  n ) )
43 negex 9050 . . . . . . 7  |-  -u ( F `  n )  e.  _V
4442, 4, 43fvmpt 5602 . . . . . 6  |-  ( n  e.  ( M ... N )  ->  (
( k  e.  ( M ... N ) 
|->  -u ( F `  k ) ) `  n )  =  -u ( F `  n ) )
4536, 44syl 15 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( (
k  e.  ( M ... N )  |->  -u ( F `  k ) ) `  n )  =  -u ( F `  n ) )
4630negeqd 9046 . . . . . . 7  |-  ( k  =  ( n  + 
1 )  ->  -u ( F `  k )  =  -u ( F `  ( n  +  1
) ) )
47 negex 9050 . . . . . . 7  |-  -u ( F `  ( n  +  1 ) )  e.  _V
4846, 4, 47fvmpt 5602 . . . . . 6  |-  ( ( n  +  1 )  e.  ( M ... N )  ->  (
( k  e.  ( M ... N ) 
|->  -u ( F `  k ) ) `  ( n  +  1
) )  =  -u ( F `  ( n  +  1 ) ) )
4927, 48syl 15 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( (
k  e.  ( M ... N )  |->  -u ( F `  k ) ) `  ( n  +  1 ) )  =  -u ( F `  ( n  +  1
) ) )
5041, 45, 493brtr4d 4053 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  n  e.  ( M ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( (
k  e.  ( M ... N )  |->  -u ( F `  k ) ) `  n )  <_  ( ( k  e.  ( M ... N )  |->  -u ( F `  k )
) `  ( n  +  1 ) ) )
511, 7, 50monoord 11076 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( k  e.  ( M ... N
)  |->  -u ( F `  k ) ) `  M )  <_  (
( k  e.  ( M ... N ) 
|->  -u ( F `  k ) ) `  N ) )
52 eluzfz1 10803 . . . . 5  |-  ( N  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  M  e.  ( M ... N ) )
531, 52syl 15 . . . 4  |-  ( ph  ->  M  e.  ( M ... N ) )
54 fveq2 5525 . . . . . 6  |-  ( k  =  M  ->  ( F `  k )  =  ( F `  M ) )
5554negeqd 9046 . . . . 5  |-  ( k  =  M  ->  -u ( F `  k )  =  -u ( F `  M ) )
56 negex 9050 . . . . 5  |-  -u ( F `  M )  e.  _V
5755, 4, 56fvmpt 5602 . . . 4  |-  ( M  e.  ( M ... N )  ->  (
( k  e.  ( M ... N ) 
|->  -u ( F `  k ) ) `  M )  =  -u ( F `  M ) )
5853, 57syl 15 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( k  e.  ( M ... N
)  |->  -u ( F `  k ) ) `  M )  =  -u ( F `  M ) )
59 eluzfz2 10804 . . . . 5  |-  ( N  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  N  e.  ( M ... N ) )
601, 59syl 15 . . . 4  |-  ( ph  ->  N  e.  ( M ... N ) )
61 fveq2 5525 . . . . . 6  |-  ( k  =  N  ->  ( F `  k )  =  ( F `  N ) )
6261negeqd 9046 . . . . 5  |-  ( k  =  N  ->  -u ( F `  k )  =  -u ( F `  N ) )
63 negex 9050 . . . . 5  |-  -u ( F `  N )  e.  _V
6462, 4, 63fvmpt 5602 . . . 4  |-  ( N  e.  ( M ... N )  ->  (
( k  e.  ( M ... N ) 
|->  -u ( F `  k ) ) `  N )  =  -u ( F `  N ) )
6560, 64syl 15 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( k  e.  ( M ... N
)  |->  -u ( F `  k ) ) `  N )  =  -u ( F `  N ) )
6651, 58, 653brtr3d 4052 . 2  |-  ( ph  -> 
-u ( F `  M )  <_  -u ( F `  N )
)
6761eleq1d 2349 . . . . 5  |-  ( k  =  N  ->  (
( F `  k
)  e.  RR  <->  ( F `  N )  e.  RR ) )
6867rspcv 2880 . . . 4  |-  ( N  e.  ( M ... N )  ->  ( A. k  e.  ( M ... N ) ( F `  k )  e.  RR  ->  ( F `  N )  e.  RR ) )
6960, 28, 68sylc 56 . . 3  |-  ( ph  ->  ( F `  N
)  e.  RR )
7054eleq1d 2349 . . . . 5  |-  ( k  =  M  ->  (
( F `  k
)  e.  RR  <->  ( F `  M )  e.  RR ) )
7170rspcv 2880 . . . 4  |-  ( M  e.  ( M ... N )  ->  ( A. k  e.  ( M ... N ) ( F `  k )  e.  RR  ->  ( F `  M )  e.  RR ) )
7253, 28, 71sylc 56 . . 3  |-  ( ph  ->  ( F `  M
)  e.  RR )
7369, 72lenegd 9351 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( F `  N )  <_  ( F `  M )  <->  -u ( F `  M
)  <_  -u ( F `
 N ) ) )
7466, 73mpbird 223 1  |-  ( ph  ->  ( F `  N
)  <_  ( F `  M ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 358    = wceq 1623    e. wcel 1684   A.wral 2543   class class class wbr 4023    e. cmpt 4077   -->wf 5251   ` cfv 5255  (class class class)co 5858   CCcc 8735   RRcr 8736   1c1 8738    + caddc 8740    <_ cle 8868    - cmin 9037   -ucneg 9038   ZZcz 10024   ZZ>=cuz 10230   ...cfz 10782
This theorem is referenced by:  iseraltlem1  12154  climcndslem1  12308  climcndslem2  12309  dvfsumlem3  19375  emcllem7  20295  climinf  27144
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214  ax-un 4512  ax-cnex 8793  ax-resscn 8794  ax-1cn 8795  ax-icn 8796  ax-addcl 8797  ax-addrcl 8798  ax-mulcl 8799  ax-mulrcl 8800  ax-mulcom 8801  ax-addass 8802  ax-mulass 8803  ax-distr 8804  ax-i2m1 8805  ax-1ne0 8806  ax-1rid 8807  ax-rnegex 8808  ax-rrecex 8809  ax-cnre 8810  ax-pre-lttri 8811  ax-pre-lttrn 8812  ax-pre-ltadd 8813  ax-pre-mulgt0 8814
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-nel 2449  df-ral 2548  df-rex 2549  df-reu 2550  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pss 3168  df-nul 3456  df-if 3566  df-pw 3627  df-sn 3646  df-pr 3647  df-tp 3648  df-op 3649  df-uni 3828  df-iun 3907  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-tr 4114  df-eprel 4305  df-id 4309  df-po 4314  df-so 4315  df-fr 4352  df-we 4354  df-ord 4395  df-on 4396  df-lim 4397  df-suc 4398  df-om 4657  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-1st 6122  df-2nd 6123  df-riota 6304  df-recs 6388  df-rdg 6423  df-er 6660  df-en 6864  df-dom 6865  df-sdom 6866  df-pnf 8869  df-mnf 8870  df-xr 8871  df-ltxr 8872  df-le 8873  df-sub 9039  df-neg 9040  df-nn 9747  df-n0 9966  df-z 10025  df-uz 10231  df-fz 10783
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