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Theorem hashnzfzclim 37543
 Description: As the upper bound 𝐾 of the constraint interval (𝐽...𝐾) in hashnzfz 37541 increases, the resulting count of multiples tends to (𝐾 / 𝑀) —that is, there are approximately (𝐾 / 𝑀) multiples of 𝑀 in a finite interval of integers. (Contributed by Steve Rodriguez, 20-Jan-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
hashnzfzclim.m (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
hashnzfzclim.j (𝜑𝐽 ∈ ℤ)
Assertion
Ref Expression
hashnzfzclim (𝜑 → (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1)) ↦ ((#‘(( ∥ “ {𝑀}) ∩ (𝐽...𝑘))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀))
Distinct variable groups:   𝑘,𝐽   𝑘,𝑀   𝜑,𝑘

Proof of Theorem hashnzfzclim
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 hashnzfzclim.m . . . . . 6 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
21adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1))) → 𝑀 ∈ ℕ)
3 hashnzfzclim.j . . . . . 6 (𝜑𝐽 ∈ ℤ)
43adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1))) → 𝐽 ∈ ℤ)
5 simpr 476 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1))) → 𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1)))
62, 4, 5hashnzfz 37541 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1))) → (#‘(( ∥ “ {𝑀}) ∩ (𝐽...𝑘))) = ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))))
76oveq1d 6564 . . 3 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1))) → ((#‘(( ∥ “ {𝑀}) ∩ (𝐽...𝑘))) / 𝑘) = (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘))
87mpteq2dva 4672 . 2 (𝜑 → (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1)) ↦ ((#‘(( ∥ “ {𝑀}) ∩ (𝐽...𝑘))) / 𝑘)) = (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1)) ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)))
9 nnuz 11599 . . . . 5 ℕ = (ℤ‘1)
10 1z 11284 . . . . . 6 1 ∈ ℤ
1110a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
121nncnd 10913 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀 ∈ ℂ)
131nnne0d 10942 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀 ≠ 0)
1412, 13reccld 10673 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 / 𝑀) ∈ ℂ)
159eqimss2i 3623 . . . . . . . . . 10 (ℤ‘1) ⊆ ℕ
16 nnex 10903 . . . . . . . . . 10 ℕ ∈ V
1715, 16climconst2 14127 . . . . . . . . 9 (((1 / 𝑀) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℤ) → (ℕ × {(1 / 𝑀)}) ⇝ (1 / 𝑀))
1814, 10, 17sylancl 693 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℕ × {(1 / 𝑀)}) ⇝ (1 / 𝑀))
1916mptex 6390 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑘))) ∈ V
2019a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑘))) ∈ V)
21 ax-1cn 9873 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℂ
22 divcnv 14424 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℂ → (𝑘 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑘)) ⇝ 0)
2321, 22mp1i 13 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑘)) ⇝ 0)
24 ovex 6577 . . . . . . . . . . 11 (1 / 𝑀) ∈ V
2524fvconst2 6374 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ℕ → ((ℕ × {(1 / 𝑀)})‘𝑥) = (1 / 𝑀))
2625adantl 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((ℕ × {(1 / 𝑀)})‘𝑥) = (1 / 𝑀))
2714adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (1 / 𝑀) ∈ ℂ)
2826, 27eqeltrd 2688 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((ℕ × {(1 / 𝑀)})‘𝑥) ∈ ℂ)
29 eqidd 2611 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (𝑘 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑘)) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑘)))
30 oveq2 6557 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑥 → (1 / 𝑘) = (1 / 𝑥))
3130adantl 481 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑥 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑥) → (1 / 𝑘) = (1 / 𝑥))
32 simpr 476 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → 𝑥 ∈ ℕ)
33 ovex 6577 . . . . . . . . . . . 12 (1 / 𝑥) ∈ V
3433a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (1 / 𝑥) ∈ V)
3529, 31, 32, 34fvmptd 6197 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑘))‘𝑥) = (1 / 𝑥))
3632nnrecred 10943 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (1 / 𝑥) ∈ ℝ)
3735, 36eqeltrd 2688 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑘))‘𝑥) ∈ ℝ)
3837recnd 9947 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑘))‘𝑥) ∈ ℂ)
39 eqidd 2611 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑘))) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑘))))
4030oveq2d 6565 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑥 → ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑘)) = ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑥)))
4140adantl 481 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑥) → ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑘)) = ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑥)))
42 ovex 6577 . . . . . . . . . . 11 ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑥)) ∈ V
4342a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑥)) ∈ V)
4439, 41, 32, 43fvmptd 6197 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑘)))‘𝑥) = ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑥)))
4526, 35oveq12d 6567 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (((ℕ × {(1 / 𝑀)})‘𝑥) − ((𝑘 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑘))‘𝑥)) = ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑥)))
4644, 45eqtr4d 2647 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑘)))‘𝑥) = (((ℕ × {(1 / 𝑀)})‘𝑥) − ((𝑘 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑘))‘𝑥)))
479, 11, 18, 20, 23, 28, 38, 46climsub 14212 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑘))) ⇝ ((1 / 𝑀) − 0))
4814subid1d 10260 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 / 𝑀) − 0) = (1 / 𝑀))
4947, 48breqtrd 4609 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑘))) ⇝ (1 / 𝑀))
5016mptex 6390 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘)) ∈ V
5150a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘)) ∈ V)
521nnrecred 10943 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 / 𝑀) ∈ ℝ)
5352adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (1 / 𝑀) ∈ ℝ)
54 nnre 10904 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ℕ → 𝑥 ∈ ℝ)
5554adantl 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → 𝑥 ∈ ℝ)
56 nnne0 10930 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ℕ → 𝑥 ≠ 0)
5756adantl 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → 𝑥 ≠ 0)
5855, 57rereccld 10731 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (1 / 𝑥) ∈ ℝ)
5953, 58resubcld 10337 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑥)) ∈ ℝ)
6044, 59eqeltrd 2688 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑘)))‘𝑥) ∈ ℝ)
61 eqidd 2611 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘)) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘)))
62 oveq1 6556 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑥 → (𝑘 / 𝑀) = (𝑥 / 𝑀))
6362fveq2d 6107 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑥 → (⌊‘(𝑘 / 𝑀)) = (⌊‘(𝑥 / 𝑀)))
64 id 22 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑥𝑘 = 𝑥)
6563, 64oveq12d 6567 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑥 → ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘) = ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥))
6665adantl 481 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑥) → ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘) = ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥))
67 ovex 6577 . . . . . . . . 9 ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥) ∈ V
6867a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥) ∈ V)
6961, 66, 32, 68fvmptd 6197 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘))‘𝑥) = ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥))
701adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℕ)
7155, 70nndivred 10946 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (𝑥 / 𝑀) ∈ ℝ)
72 reflcl 12459 . . . . . . . . 9 ((𝑥 / 𝑀) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑥 / 𝑀)) ∈ ℝ)
7371, 72syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑥 / 𝑀)) ∈ ℝ)
7473, 55, 57redivcld 10732 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥) ∈ ℝ)
7569, 74eqeltrd 2688 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘))‘𝑥) ∈ ℝ)
7671recnd 9947 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (𝑥 / 𝑀) ∈ ℂ)
77 1cnd 9935 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → 1 ∈ ℂ)
78 nncn 10905 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℕ → 𝑥 ∈ ℂ)
7978adantl 481 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → 𝑥 ∈ ℂ)
8076, 77, 79, 57divsubdird 10719 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (((𝑥 / 𝑀) − 1) / 𝑥) = (((𝑥 / 𝑀) / 𝑥) − (1 / 𝑥)))
8112adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℂ)
8213adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → 𝑀 ≠ 0)
8379, 81, 82divrecd 10683 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (𝑥 / 𝑀) = (𝑥 · (1 / 𝑀)))
8483oveq1d 6564 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑥 / 𝑀) / 𝑥) = ((𝑥 · (1 / 𝑀)) / 𝑥))
8527, 79, 57divcan3d 10685 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑥 · (1 / 𝑀)) / 𝑥) = (1 / 𝑀))
8684, 85eqtrd 2644 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑥 / 𝑀) / 𝑥) = (1 / 𝑀))
8786oveq1d 6564 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (((𝑥 / 𝑀) / 𝑥) − (1 / 𝑥)) = ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑥)))
8880, 87eqtrd 2644 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (((𝑥 / 𝑀) − 1) / 𝑥) = ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑥)))
89 1red 9934 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → 1 ∈ ℝ)
9071, 89resubcld 10337 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑥 / 𝑀) − 1) ∈ ℝ)
91 nnrp 11718 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℕ → 𝑥 ∈ ℝ+)
9291adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → 𝑥 ∈ ℝ+)
9373, 89readdcld 9948 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) + 1) ∈ ℝ)
94 flle 12462 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑥 / 𝑀) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑥 / 𝑀)) ≤ (𝑥 / 𝑀))
9571, 94syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑥 / 𝑀)) ≤ (𝑥 / 𝑀))
96 flflp1 12470 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥 / 𝑀) ∈ ℝ ∧ (𝑥 / 𝑀) ∈ ℝ) → ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) ≤ (𝑥 / 𝑀) ↔ (𝑥 / 𝑀) < ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) + 1)))
9771, 71, 96syl2anc 691 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) ≤ (𝑥 / 𝑀) ↔ (𝑥 / 𝑀) < ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) + 1)))
9895, 97mpbid 221 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (𝑥 / 𝑀) < ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) + 1))
9971, 93, 89, 98ltsub1dd 10518 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑥 / 𝑀) − 1) < (((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) + 1) − 1))
10073recnd 9947 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑥 / 𝑀)) ∈ ℂ)
101100, 77pncand 10272 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) + 1) − 1) = (⌊‘(𝑥 / 𝑀)))
10299, 101breqtrd 4609 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑥 / 𝑀) − 1) < (⌊‘(𝑥 / 𝑀)))
10390, 73, 92, 102ltdiv1dd 11805 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (((𝑥 / 𝑀) − 1) / 𝑥) < ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥))
10488, 103eqbrtrrd 4607 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑥)) < ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥))
10559, 74, 104ltled 10064 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑥)) ≤ ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥))
106 simpr 476 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑥 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑥) → 𝑘 = 𝑥)
107106oveq1d 6564 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑥) → (𝑘 / 𝑀) = (𝑥 / 𝑀))
108107fveq2d 6107 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑥) → (⌊‘(𝑘 / 𝑀)) = (⌊‘(𝑥 / 𝑀)))
109108, 106oveq12d 6567 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑥) → ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘) = ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥))
11061, 109, 32, 68fvmptd 6197 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘))‘𝑥) = ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥))
111105, 44, 1103brtr4d 4615 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝑀) − (1 / 𝑘)))‘𝑥) ≤ ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘))‘𝑥))
11273, 71, 92, 95lediv1dd 11806 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥) ≤ ((𝑥 / 𝑀) / 𝑥))
113112, 86breqtrd 4609 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥) ≤ (1 / 𝑀))
114110, 113eqbrtrd 4605 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘))‘𝑥) ≤ (1 / 𝑀))
1159, 11, 49, 51, 60, 75, 111, 114climsqz 14219 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀))
11616mptex 6390 . . . . . 6 (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ∈ V
117116a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ∈ V)
1183zred 11358 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐽 ∈ ℝ)
119 1red 9934 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
120118, 119resubcld 10337 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐽 − 1) ∈ ℝ)
121120, 1nndivred 10946 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐽 − 1) / 𝑀) ∈ ℝ)
122121flcld 12461 . . . . . . 7 (𝜑 → (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) ∈ ℤ)
123122zcnd 11359 . . . . . 6 (𝜑 → (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) ∈ ℂ)
124 divcnv 14424 . . . . . 6 ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) ∈ ℂ → (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑘)) ⇝ 0)
125123, 124syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑘)) ⇝ 0)
12675recnd 9947 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘))‘𝑥) ∈ ℂ)
127 eqidd 2611 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑘)) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑘)))
128 oveq2 6557 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝑥 → ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑘) = ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑥))
129128adantl 481 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑥) → ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑘) = ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑥))
130 ovex 6577 . . . . . . . 8 ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑥) ∈ V
131130a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑥) ∈ V)
132127, 129, 32, 131fvmptd 6197 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑘))‘𝑥) = ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑥))
133123adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) ∈ ℂ)
134133, 79, 57divcld 10680 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑥) ∈ ℂ)
135132, 134eqeltrd 2688 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑘))‘𝑥) ∈ ℂ)
136100, 133, 79, 57divsubdird 10719 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑥) = (((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥) − ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑥)))
137 eqidd 2611 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)))
13863oveq1d 6564 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑥 → ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) = ((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))))
139138, 64oveq12d 6567 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝑥 → (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘) = (((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑥))
140139adantl 481 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑥) → (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘) = (((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑥))
141 ovex 6577 . . . . . . . 8 (((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑥) ∈ V
142141a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑥) ∈ V)
143137, 140, 32, 142fvmptd 6197 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘))‘𝑥) = (((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑥))
14469, 132oveq12d 6567 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘))‘𝑥) − ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑘))‘𝑥)) = (((⌊‘(𝑥 / 𝑀)) / 𝑥) − ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑥)))
145136, 143, 1443eqtr4d 2654 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘))‘𝑥) = (((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) / 𝑘))‘𝑥) − ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀)) / 𝑘))‘𝑥)))
1469, 11, 115, 117, 125, 126, 135, 145climsub 14212 . . . 4 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ ((1 / 𝑀) − 0))
147146, 48breqtrd 4609 . . 3 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀))
148 uzssz 11583 . . . . . . 7 (ℤ‘(𝐽 − 1)) ⊆ ℤ
149 resmpt 5369 . . . . . . 7 ((ℤ‘(𝐽 − 1)) ⊆ ℤ → ((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ (ℤ‘(𝐽 − 1))) = (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1)) ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)))
150148, 149ax-mp 5 . . . . . 6 ((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ (ℤ‘(𝐽 − 1))) = (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1)) ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘))
151150breq1i 4590 . . . . 5 (((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ (ℤ‘(𝐽 − 1))) ⇝ (1 / 𝑀) ↔ (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1)) ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀))
1523, 11zsubcld 11363 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐽 − 1) ∈ ℤ)
153 zex 11263 . . . . . . 7 ℤ ∈ V
154153mptex 6390 . . . . . 6 (𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ∈ V
155 climres 14154 . . . . . 6 (((𝐽 − 1) ∈ ℤ ∧ (𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ∈ V) → (((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ (ℤ‘(𝐽 − 1))) ⇝ (1 / 𝑀) ↔ (𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀)))
156152, 154, 155sylancl 693 . . . . 5 (𝜑 → (((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ (ℤ‘(𝐽 − 1))) ⇝ (1 / 𝑀) ↔ (𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀)))
157151, 156syl5bbr 273 . . . 4 (𝜑 → ((𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1)) ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀) ↔ (𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀)))
1589reseq2i 5314 . . . . . 6 ((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ ℕ) = ((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ (ℤ‘1))
159158breq1i 4590 . . . . 5 (((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ ℕ) ⇝ (1 / 𝑀) ↔ ((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ (ℤ‘1)) ⇝ (1 / 𝑀))
160 nnssz 11274 . . . . . . 7 ℕ ⊆ ℤ
161 resmpt 5369 . . . . . . 7 (ℕ ⊆ ℤ → ((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ ℕ) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)))
162160, 161ax-mp 5 . . . . . 6 ((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ ℕ) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘))
163162breq1i 4590 . . . . 5 (((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ ℕ) ⇝ (1 / 𝑀) ↔ (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀))
164 climres 14154 . . . . . 6 ((1 ∈ ℤ ∧ (𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ∈ V) → (((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ (ℤ‘1)) ⇝ (1 / 𝑀) ↔ (𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀)))
16510, 154, 164mp2an 704 . . . . 5 (((𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ↾ (ℤ‘1)) ⇝ (1 / 𝑀) ↔ (𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀))
166159, 163, 1653bitr3i 289 . . . 4 ((𝑘 ∈ ℕ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀) ↔ (𝑘 ∈ ℤ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀))
167157, 166syl6bbr 277 . . 3 (𝜑 → ((𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1)) ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀) ↔ (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀)))
168147, 167mpbird 246 . 2 (𝜑 → (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1)) ↦ (((⌊‘(𝑘 / 𝑀)) − (⌊‘((𝐽 − 1) / 𝑀))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀))
1698, 168eqbrtrd 4605 1 (𝜑 → (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝐽 − 1)) ↦ ((#‘(( ∥ “ {𝑀}) ∩ (𝐽...𝑘))) / 𝑘)) ⇝ (1 / 𝑀))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780  Vcvv 3173   ∩ cin 3539   ⊆ wss 3540  {csn 4125   class class class wbr 4583   ↦ cmpt 4643   × cxp 5036   ↾ cres 5040   “ cima 5041  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  ℂcc 9813  ℝcr 9814  0cc0 9815  1c1 9816   + caddc 9818   · cmul 9820   < clt 9953   ≤ cle 9954   − cmin 10145   / cdiv 10563  ℕcn 10897  ℤcz 11254  ℤ≥cuz 11563  ℝ+crp 11708  ...cfz 12197  ⌊cfl 12453  #chash 12979   ⇝ cli 14063   ∥ cdvds 14821 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-er 7629  df-pm 7747  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-sup 8231  df-inf 8232  df-card 8648  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-rp 11709  df-fz 12198  df-fl 12455  df-seq 12664  df-exp 12723  df-hash 12980  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-clim 14067  df-rlim 14068  df-dvds 14822 This theorem is referenced by: (None)
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