products/sources/formale sprachen/Coq/theories/Reals image not shown  

Quellcode-Bibliothek

© Kompilation durch diese Firma

[Weder Korrektheit noch Funktionsfähigkeit der Software werden zugesichert.]

Datei: PartSum.v   Sprache: Coq

Original von: Coq©

(************************************************************************)
(*         *   The Coq Proof Assistant / The Coq Development Team       *)
(*  v      *   INRIA, CNRS and contributors - Copyright 1999-2018       *)
(* <O___,, *       (see CREDITS file for the list of authors)           *)
(*   \VV/  **************************************************************)
(*    //   *    This file is distributed under the terms of the         *)
(*         *     GNU Lesser General Public License Version 2.1          *)
(*         *     (see LICENSE file for the text of the license)         *)
(************************************************************************)

Require Import Rbase.
Require Import Rfunctions.
Require Import Rseries.
Require Import Rcomplete.
Require Import Max.
Local Open Scope R_scope.

Lemma tech1 :
  forall (An:nat -> R) (N:nat),
    (forall n:nat, (n <= N)%nat -> 0 < An n) -> 0 < sum_f_R0 An N.
Proof.
  introsinduction  N as [| N HrecN].
  simplapply H; apply le_n.
  simplapply Rplus_lt_0_compat.
  apply HrecN; introsapply H; apply le_S; assumption.
  apply H; apply le_n.
Qed.

(* Chasles' relation *)
Lemma tech2 :
  forall (An:nat -> R) (m n:nat),
    (m < n)%nat ->
    sum_f_R0 An n =
    sum_f_R0 An m + sum_f_R0 (fun i:nat => An (S m + i)%nat) (n - S m).
Proof.
  introsinduction  n as [| n Hrecn].
  elim (lt_n_O _ H).
  cut ((m < n)%nat \/ m = n).
  introelim H0; intro.
  replace (sum_f_R0 An (S n)) with (sum_f_R0 An n + An (S n));
  [ idtac | reflexivity ].
  replace (S n - S m)%nat with (S (n - S m)).
  replace (sum_f_R0 (fun i:nat => An (S m + i)%nat) (S (n - S m))) with
  (sum_f_R0 (fun i:nat => An (S m + i)%nat) (n - S m) +
    An (S m + S (n - S m))%nat); [ idtac | reflexivity ].
  replace (S m + S (n - S m))%nat with (S n).
  rewrite (Hrecn H1).
  ring.
  apply INR_eq; rewrite S_INR; rewrite plus_INR; do 2 rewrite S_INR;
    rewrite minus_INR.
  rewrite S_INR; ring.
  apply lt_le_S; assumption.
  apply INR_eq; rewrite S_INR; repeat rewrite minus_INR.
  repeat rewrite S_INR; ring.
  apply le_n_S; apply lt_le_weak; assumption.
  apply lt_le_S; assumption.
  rewrite H1; rewrite <- minus_n_n; simpl.
  replace (n + 0)%nat with n; [ reflexivity | ring ].
  inversion H.
  rightreflexivity.
  leftapply lt_le_trans with (S m); [ apply lt_n_Sn | assumption ].
Qed.

(* Sum of geometric sequences *)
Lemma tech3 :
  forall (k:R) (N:nat),
    k <> 1 -> sum_f_R0 (fun i:nat => k ^ i) N = (1 - k ^ S N) / (1 - k).
Proof.
  introscut (1 - k <> 0).
  introinduction  N as [| N HrecN].
  simplrewrite Rmult_1_r; unfold Rdiv; rewrite <- Rinv_r_sym.
  reflexivity.
  apply H0.
  replace (sum_f_R0 (fun i:nat => k ^ i) (S N)) with
  (sum_f_R0 (fun i:nat => k ^ i) N + k ^ S N); [ idtac | reflexivity ];
  rewrite HrecN;
    replace ((1 - k ^ S N) / (1 - k) + k ^ S N) with
    ((1 - k ^ S N + (1 - k) * k ^ S N) / (1 - k)).
  apply Rmult_eq_reg_l with (1 - k).
  unfold Rdiv; do 2 rewrite <- (Rmult_comm (/ (1 - k)));
    repeat rewrite <- Rmult_assoc; rewrite <- Rinv_r_sym;
      [ do 2 rewrite Rmult_1_l; simpl; ring | apply H0 ].
  apply H0.
  unfold Rdiv; rewrite Rmult_plus_distr_r; rewrite (Rmult_comm (1 - k));
    repeat rewrite Rmult_assoc; rewrite <- Rinv_r_sym.
  rewrite Rmult_1_r; reflexivity.
  apply H0.
  apply Rminus_eq_contra; redintroelim H; symmetry ;
    assumption.
Qed.

Lemma tech4 :
  forall (An:nat -> R) (k:R) (N:nat),
    0 <= k -> (forall i:nat, An (S i) < k * An i) -> An N <= An 0%nat * k ^ N.
Proof.
  introsinduction  N as [| N HrecN].
  simplright; ring.
  apply Rle_trans with (k * An N).
  leftapply (H0 N).
  replace (S N) with (N + 1)%nat; [ idtac | ring ].
  rewrite pow_add; simplrewrite Rmult_1_r;
    replace (An 0%nat * (k ^ N * k)) with (k * (An 0%nat * k ^ N));
    [ idtac | ring ]; apply Rmult_le_compat_l.
  assumption.
  apply HrecN.
Qed.

Lemma tech5 :
  forall (An:nat -> R) (N:nat), sum_f_R0 An (S N) = sum_f_R0 An N + An (S N).
Proof.
  introsreflexivity.
Qed.

Lemma tech6 :
  forall (An:nat -> R) (k:R) (N:nat),
    0 <= k ->
    (forall i:nat, An (S i) < k * An i) ->
    sum_f_R0 An N <= An 0%nat * sum_f_R0 (fun i:nat => k ^ i) N.
Proof.
  introsinduction  N as [| N HrecN].
  simplright; ring.
  apply Rle_trans with (An 0%nat * sum_f_R0 (fun i:nat => k ^ i) N + An (S N)).
  rewrite tech5; do 2 rewrite <- (Rplus_comm (An (S N)));
    apply Rplus_le_compat_l.
  apply HrecN.
  rewrite tech5; rewrite Rmult_plus_distr_l; apply Rplus_le_compat_l.
  apply tech4; assumption.
Qed.

Lemma tech7 : forall r1 r2:R, r1 <> 0 -> r2 <> 0 -> r1 <> r2 -> / r1 <> / r2.
Proof.
  introsredintro.
  assert (H3 := Rmult_eq_compat_l r1 _ _ H2).
  rewrite <- Rinv_r_sym in H3; [ idtac | assumption ].
  assert (H4 := Rmult_eq_compat_l r2 _ _ H3).
  rewrite Rmult_1_r in H4; rewrite <- Rmult_assoc in H4.
  rewrite Rinv_r_simpl_m in H4; [ idtac | assumption ].
  elim H1; symmetry ; assumption.
Qed.

Lemma tech11 :
  forall (An Bn Cn:nat -> R) (N:nat),
    (forall i:nat, An i = Bn i - Cn i) ->
    sum_f_R0 An N = sum_f_R0 Bn N - sum_f_R0 Cn N.
Proof.
  introsinduction  N as [| N HrecN].
  simplapply H.
  do 3 rewrite tech5; rewrite HrecN; rewrite (H (S N)); ring.
Qed.

Lemma tech12 :
  forall (An:nat -> R) (x l:R),
    Un_cv (fun N:nat => sum_f_R0 (fun i:nat => An i * x ^ i) N) l ->
    Pser An x l.
Proof.
  introsunfold Pser; unfold infinite_sum; unfold Un_cv in H;
    assumption.
Qed.

Lemma scal_sum :
  forall (An:nat -> R) (N:nat) (x:R),
    x * sum_f_R0 An N = sum_f_R0 (fun i:nat => An i * x) N.
Proof.
  introsinduction  N as [| N HrecN].
  simpl; ring.
  do 2 rewrite tech5.
  rewrite Rmult_plus_distr_l; rewrite <- HrecN; ring.
Qed.

Lemma decomp_sum :
  forall (An:nat -> R) (N:nat),
    (0 < N)%nat ->
    sum_f_R0 An N = An 0%nat + sum_f_R0 (fun i:nat => An (S i)) (pred N).
Proof.
  introsinduction  N as [| N HrecN].
  elim (lt_irrefl _ H).
  cut ((0 < N)%nat \/ N = 0%nat).
  introelim H0; intro.
  cut (S (pred N) = pred (S N)).
  introrewrite <- H2.
  do 2 rewrite tech5.
  replace (S (S (pred N))) with (S N).
  rewrite (HrecN H1); ring.
  rewrite H2; simplreflexivity.
  destruct (O_or_S N) as [(m,<-)|<-].
  simplreflexivity.
  elim (lt_irrefl _ H1).
  rewrite H1; simplreflexivity.
  inversion H.
  rightreflexivity.
  leftapply lt_le_trans with 1%nat; [ apply lt_O_Sn | assumption ].
Qed.

Lemma plus_sum :
  forall (An Bn:nat -> R) (N:nat),
    sum_f_R0 (fun i:nat => An i + Bn i) N = sum_f_R0 An N + sum_f_R0 Bn N.
Proof.
  introsinduction  N as [| N HrecN].
  simpl; ring.
  do 3 rewrite tech5; rewrite HrecN; ring.
Qed.

Lemma sum_eq :
  forall (An Bn:nat -> R) (N:nat),
    (forall i:nat, (i <= N)%nat -> An i = Bn i) ->
    sum_f_R0 An N = sum_f_R0 Bn N.
Proof.
  introsinduction  N as [| N HrecN].
  simplapply H; apply le_n.
  do 2 rewrite tech5; rewrite HrecN.
  rewrite (H (S N)); [ reflexivity | apply le_n ].
  introsapply H; apply le_trans with N; [ assumption | apply le_n_Sn ].
Qed.

(* Unicity of the limit defined by convergent series *)
Lemma uniqueness_sum :
  forall (An:nat -> R) (l1 l2:R),
    infinite_sum An l1 -> infinite_sum An l2 -> l1 = l2.
Proof.
  unfold infinite_sum; intros.
  case (Req_dec l1 l2); intro.
  assumption.
  cut (0 < Rabs ((l1 - l2) / 2)); [ intro | apply Rabs_pos_lt ].
  elim (H (Rabs ((l1 - l2) / 2)) H2); intros.
  elim (H0 (Rabs ((l1 - l2) / 2)) H2); intros.
  set (N := max x0 x); cut (N >= x0)%nat.
  cut (N >= x)%nat.
  introsassert (H7 := H3 N H5); assert (H8 := H4 N H6).
  cut (Rabs (l1 - l2) <= R_dist (sum_f_R0 An N) l1 + R_dist (sum_f_R0 An N) l2).
  introassert (H10 := Rplus_lt_compat _ _ _ _ H7 H8);
    assert (H11 := Rle_lt_trans _ _ _ H9 H10); unfold Rdiv in H11;
      rewrite Rabs_mult in H11.
  cut (Rabs (/ 2) = / 2).
  introrewrite H12 in H11; assert (H13 := double_var); unfold Rdiv in H13;
    rewrite <- H13 in H11.
  elim (Rlt_irrefl _ H11).
  apply Rabs_right; leftchange (0 < / 2); apply Rinv_0_lt_compat;
    cut (0%nat <> 2%nat);
      [ intro H20; generalize (lt_INR_0 2 (neq_O_lt 2 H20)); unfold INR;
        intro; assumption
        | discriminate ].
  unfold R_dist; rewrite <- (Rabs_Ropp (sum_f_R0 An N - l1));
    rewrite Ropp_minus_distr'.
  replace (l1 - l2) with (l1 - sum_f_R0 An N + (sum_f_R0 An N - l2));
  [ idtac | ring ].
  apply Rabs_triang.
  unfold ge; unfold N; apply le_max_r.
  unfold ge; unfold N; apply le_max_l.
  unfold Rdiv; apply prod_neq_R0.
  apply Rminus_eq_contra; assumption.
  apply Rinv_neq_0_compat; discrR.
Qed.

Lemma minus_sum :
  forall (An Bn:nat -> R) (N:nat),
    sum_f_R0 (fun i:nat => An i - Bn i) N = sum_f_R0 An N - sum_f_R0 Bn N.
Proof.
  introsinduction  N as [| N HrecN].
  simpl; ring.
  do 3 rewrite tech5; rewrite HrecN; ring.
Qed.

Lemma sum_decomposition :
  forall (An:nat -> R) (N:nat),
    sum_f_R0 (fun l:nat => An (2 * l)%nat) (S N) +
    sum_f_R0 (fun l:nat => An (S (2 * l))) N = sum_f_R0 An (2 * S N).
Proof.
  intros.
  induction  N as [| N HrecN].
  simpl; ring.
  rewrite tech5.
  rewrite (tech5 (fun l:nat => An (S (2 * l))) N).
  replace (2 * S (S N))%nat with (S (S (2 * S N))).
  rewrite (tech5 An (S (2 * S N))).
  rewrite (tech5 An (2 * S N)).
  rewrite <- HrecN.
  ring.
  ring.
Qed.

Lemma sum_Rle :
  forall (An Bn:nat -> R) (N:nat),
    (forall n:nat, (n <= N)%nat -> An n <= Bn n) ->
    sum_f_R0 An N <= sum_f_R0 Bn N.
Proof.
  intros.
  induction  N as [| N HrecN].
  simplapply H.
  apply le_n.
  do 2 rewrite tech5.
  apply Rle_trans with (sum_f_R0 An N + Bn (S N)).
  apply Rplus_le_compat_l.
  apply H.
  apply le_n.
  do 2 rewrite <- (Rplus_comm (Bn (S N))).
  apply Rplus_le_compat_l.
  apply HrecN.
  introsapply H.
  apply le_trans with N; [ assumption | apply le_n_Sn ].
Qed.

Lemma Rsum_abs :
  forall (An:nat -> R) (N:nat),
    Rabs (sum_f_R0 An N) <= sum_f_R0 (fun l:nat => Rabs (An l)) N.
Proof.
  intros.
  induction  N as [| N HrecN].
  simpl.
  rightreflexivity.
  do 2 rewrite tech5.
  apply Rle_trans with (Rabs (sum_f_R0 An N) + Rabs (An (S N))).
  apply Rabs_triang.
  do 2 rewrite <- (Rplus_comm (Rabs (An (S N)))).
  apply Rplus_le_compat_l.
  apply HrecN.
Qed.

Lemma sum_cte :
  forall (x:R) (N:nat), sum_f_R0 (fun _:nat => x) N = x * INR (S N).
Proof.
  intros.
  induction  N as [| N HrecN].
  simpl; ring.
  rewrite tech5.
  rewrite HrecN; repeat rewrite S_INR; ring.
Qed.

(**********)
Lemma sum_growing :
  forall (An Bn:nat -> R) (N:nat),
    (forall n:nat, An n <= Bn n) -> sum_f_R0 An N <= sum_f_R0 Bn N.
Proof.
  intros.
  induction  N as [| N HrecN].
  simplapply H.
  do 2 rewrite tech5.
  apply Rle_trans with (sum_f_R0 An N + Bn (S N)).
  apply Rplus_le_compat_l; apply H.
  do 2 rewrite <- (Rplus_comm (Bn (S N))).
  apply Rplus_le_compat_l; apply HrecN.
Qed.

(**********)
Lemma Rabs_triang_gen :
  forall (An:nat -> R) (N:nat),
    Rabs (sum_f_R0 An N) <= sum_f_R0 (fun i:nat => Rabs (An i)) N.
Proof.
  intros.
  induction  N as [| N HrecN].
  simpl.
  rightreflexivity.
  do 2 rewrite tech5.
  apply Rle_trans with (Rabs (sum_f_R0 An N) + Rabs (An (S N))).
  apply Rabs_triang.
  do 2 rewrite <- (Rplus_comm (Rabs (An (S N)))).
  apply Rplus_le_compat_l; apply HrecN.
Qed.

(**********)
Lemma cond_pos_sum :
  forall (An:nat -> R) (N:nat),
    (forall n:nat, 0 <= An n) -> 0 <= sum_f_R0 An N.
Proof.
  intros.
  induction  N as [| N HrecN].
  simplapply H.
  rewrite tech5.
  apply Rplus_le_le_0_compat.
  apply HrecN.
  apply H.
Qed.

(* Cauchy's criterion for series *)
Definition Cauchy_crit_series (An:nat -> R) : Prop :=
  Cauchy_crit (fun N:nat => sum_f_R0 An N).

(* If (|An|) satisfies the Cauchy's criterion for series, then (An) too *)
Lemma cauchy_abs :
  forall An:nat -> R,
    Cauchy_crit_series (fun i:nat => Rabs (An i)) -> Cauchy_crit_series An.
Proof.
  unfold Cauchy_crit_series; unfold Cauchy_crit.
  intros.
  elim (H eps H0); intros.
  exists x.
  intros.
  cut
    (R_dist (sum_f_R0 An n) (sum_f_R0 An m) <=
      R_dist (sum_f_R0 (fun i:nat => Rabs (An i)) n)
      (sum_f_R0 (fun i:nat => Rabs (An i)) m)).
  intro.
  apply Rle_lt_trans with
    (R_dist (sum_f_R0 (fun i:nat => Rabs (An i)) n)
      (sum_f_R0 (fun i:nat => Rabs (An i)) m)).
  assumption.
  apply H1; assumption.
  destruct (lt_eq_lt_dec n m) as [[ | -> ]|].
  rewrite (tech2 An n m); [ idtac | assumption ].
  rewrite (tech2 (fun i:nat => Rabs (An i)) n m); [ idtac | assumption ].
  unfold R_dist.
  unfold Rminus.
  do 2 rewrite Ropp_plus_distr.
  do 2 rewrite <- Rplus_assoc.
  do 2 rewrite Rplus_opp_r.
  do 2 rewrite Rplus_0_l.
  do 2 rewrite Rabs_Ropp.
  rewrite
    (Rabs_right (sum_f_R0 (fun i:nat => Rabs (An (S n + i)%nat)) (m - S n)))
    .
  set (Bn := fun i:nat => An (S n + i)%nat).
  replace (fun i:nat => Rabs (An (S n + i)%nat)) with
  (fun i:nat => Rabs (Bn i)).
  apply Rabs_triang_gen.
  unfold Bn; reflexivity.
  apply Rle_ge.
  apply cond_pos_sum.
  introapply Rabs_pos.
  unfold R_dist.
  unfold Rminus; do 2 rewrite Rplus_opp_r.
  rewrite Rabs_R0; rightreflexivity.
  rewrite (tech2 An m n); [ idtac | assumption ].
  rewrite (tech2 (fun i:nat => Rabs (An i)) m n); [ idtac | assumption ].
  unfold R_dist.
  unfold Rminus.
  do 2 rewrite Rplus_assoc.
  rewrite (Rplus_comm (sum_f_R0 An m)).
  rewrite (Rplus_comm (sum_f_R0 (fun i:nat => Rabs (An i)) m)).
  do 2 rewrite Rplus_assoc.
  do 2 rewrite Rplus_opp_l.
  do 2 rewrite Rplus_0_r.
  rewrite
    (Rabs_right (sum_f_R0 (fun i:nat => Rabs (An (S m + i)%nat)) (n - S m)))
    .
  set (Bn := fun i:nat => An (S m + i)%nat).
  replace (fun i:nat => Rabs (An (S m + i)%nat)) with
  (fun i:nat => Rabs (Bn i)).
  apply Rabs_triang_gen.
  unfold Bn; reflexivity.
  apply Rle_ge.
  apply cond_pos_sum.
  introapply Rabs_pos.
Qed.

(**********)
Lemma cv_cauchy_1 :
  forall An:nat -> R,
    { l:R | Un_cv (fun N:nat => sum_f_R0 An N) l } ->
    Cauchy_crit_series An.
Proof.
  intros An (x,p).
  unfold Un_cv in p.
  unfold Cauchy_crit_series; unfold Cauchy_crit.
  intros.
  cut (0 < eps / 2).
  intro.
  elim (p (eps / 2) H0); intros.
  exists x0.
  intros.
  apply Rle_lt_trans with (R_dist (sum_f_R0 An n) x + R_dist (sum_f_R0 An m) x).
  unfold R_dist.
  replace (sum_f_R0 An n - sum_f_R0 An m) with
  (sum_f_R0 An n - x + - (sum_f_R0 An m - x)); [ idtac | ring ].
  rewrite <- (Rabs_Ropp (sum_f_R0 An m - x)).
  apply Rabs_triang.
  apply Rlt_le_trans with (eps / 2 + eps / 2).
  apply Rplus_lt_compat.
  apply H1; assumption.
  apply H1; assumption.
  rightsymmetry ; apply double_var.
  unfold Rdiv; apply Rmult_lt_0_compat;
    [ assumption | apply Rinv_0_lt_compat; prove_sup0 ].
Qed.

Lemma cv_cauchy_2 :
  forall An:nat -> R,
    Cauchy_crit_series An ->
    { l:R | Un_cv (fun N:nat => sum_f_R0 An N) l }.
Proof.
  intros.
  apply R_complete.
  unfold Cauchy_crit_series in H.
  exact H.
Qed.

(**********)
Lemma sum_eq_R0 :
  forall (An:nat -> R) (N:nat),
    (forall n:nat, (n <= N)%nat -> An n = 0) -> sum_f_R0 An N = 0.
Proof.
  introsinduction  N as [| N HrecN].
  simplapply H; apply le_n.
  rewrite tech5; rewrite HrecN;
    [ rewrite Rplus_0_l; apply H; apply le_n
      | introsapply H; apply le_trans with N; [ assumption | apply le_n_Sn ] ].
Qed.

Definition SP (fn:nat -> R -> R) (N:nat) (x:R) : R :=
  sum_f_R0 (fun k:nat => fn k x) N.

(**********)
Lemma sum_incr :
  forall (An:nat -> R) (N:nat) (l:R),
    Un_cv (fun n:nat => sum_f_R0 An n) l ->
    (forall n:nat, 0 <= An n) -> sum_f_R0 An N <= l.
Proof.
  introsdestruct (total_order_T (sum_f_R0 An N) l) as [[Hlt|Heq]|Hgt].
  leftapply Hlt.
  rightapply Heq.
  cut (Un_growing (fun n:nat => sum_f_R0 An n)).
  introset (l1 := sum_f_R0 An N) in Hgt.
  unfold Un_cv in H; cut (0 < l1 - l).
  introelim (H _ H2); intros.
  set (N0 := max x N); cut (N0 >= x)%nat.
  introassert (H5 := H3 N0 H4).
  cut (l1 <= sum_f_R0 An N0).
  introunfold R_dist in H5; rewrite Rabs_right in H5.
  cut (sum_f_R0 An N0 < l1).
  introelim (Rlt_irrefl _ (Rlt_le_trans _ _ _ H7 H6)).
  apply Rplus_lt_reg_l with (- l).
  do 2 rewrite (Rplus_comm (- l)).
  apply H5.
  apply Rle_ge; apply Rplus_le_reg_l with l.
  rewrite Rplus_0_r; replace (l + (sum_f_R0 An N0 - l)) with (sum_f_R0 An N0);
    [ idtac | ring ]; apply Rle_trans with l1.
  leftapply Hgt.
  apply H6.
  unfold l1; apply Rge_le;
    apply (growing_prop (fun k:nat => sum_f_R0 An k)).
  apply H1.
  unfold ge, N0; apply le_max_r.
  unfold ge, N0; apply le_max_l.
  apply Rplus_lt_reg_l with l; rewrite Rplus_0_r;
    replace (l + (l1 - l)) with l1; [ apply Hgt | ring ].
  unfold Un_growing; introsimpl;
    pattern (sum_f_R0 An n) at 1; rewrite <- Rplus_0_r;
      apply Rplus_le_compat_l; apply H0.
Qed.

(**********)
Lemma sum_cv_maj :
  forall (An:nat -> R) (fn:nat -> R -> R) (x l1 l2:R),
    Un_cv (fun n:nat => SP fn n x) l1 ->
    Un_cv (fun n:nat => sum_f_R0 An n) l2 ->
    (forall n:nat, Rabs (fn n x) <= An n) -> Rabs l1 <= l2.
Proof.
  introsdestruct (total_order_T (Rabs l1) l2) as [[Hlt|Heq]|Hgt].
  leftapply Hlt.
  rightapply Heq.
  cut (forall n0:nat, Rabs (SP fn n0 x) <= sum_f_R0 An n0).
  introcut (0 < (Rabs l1 - l2) / 2).
  introunfold Un_cv in H, H0.
  elim (H _ H3); intros Na H4.
  elim (H0 _ H3); intros Nb H5.
  set (N := max Na Nb).
  unfold R_dist in H4, H5.
  cut (Rabs (sum_f_R0 An N - l2) < (Rabs l1 - l2) / 2).
  introcut (Rabs (Rabs l1 - Rabs (SP fn N x)) < (Rabs l1 - l2) / 2).
  introcut (sum_f_R0 An N < (Rabs l1 + l2) / 2).
  introcut ((Rabs l1 + l2) / 2 < Rabs (SP fn N x)).
  introcut (sum_f_R0 An N < Rabs (SP fn N x)).
  introassert (H11 := H2 N).
  elim (Rlt_irrefl _ (Rle_lt_trans _ _ _ H11 H10)).
  apply Rlt_trans with ((Rabs l1 + l2) / 2); assumption.
  destruct (Rcase_abs (Rabs l1 - Rabs (SP fn N x))) as [Hlt|Hge].
  apply Rlt_trans with (Rabs l1).
  apply Rmult_lt_reg_l with 2.
  prove_sup0.
  unfold Rdiv; rewrite (Rmult_comm 2); rewrite Rmult_assoc;
    rewrite <- Rinv_l_sym.
  rewrite Rmult_1_r; rewrite double; apply Rplus_lt_compat_l; apply Hgt.
  discrR.
  apply (Rminus_lt _ _ Hlt).
  rewrite (Rabs_right _ Hge) in H7.
  apply Rplus_lt_reg_l with ((Rabs l1 - l2) / 2 - Rabs (SP fn N x)).
  replace ((Rabs l1 - l2) / 2 - Rabs (SP fn N x) + (Rabs l1 + l2) / 2) with
  (Rabs l1 - Rabs (SP fn N x)).
  unfold Rminus; rewrite Rplus_assoc; rewrite Rplus_opp_l;
    rewrite Rplus_0_r; apply H7.
  unfold Rdiv; rewrite Rmult_plus_distr_r;
    rewrite <- (Rmult_comm (/ 2)); rewrite Rmult_minus_distr_l;
      repeat rewrite (Rmult_comm (/ 2)); pattern (Rabs l1) at 1;
        rewrite double_var; unfold Rdiv in |- *; ring.
  destruct (Rcase_abs (sum_f_R0 An N - l2)) as [Hlt|Hge].
  apply Rlt_trans with l2.
  apply (Rminus_lt _ _ Hlt).
  apply Rmult_lt_reg_l with 2.
  prove_sup0.
  rewrite (double l2); unfold Rdiv; rewrite (Rmult_comm 2);
    rewrite Rmult_assoc; rewrite <- Rinv_l_sym.
  rewrite Rmult_1_r; rewrite (Rplus_comm (Rabs l1)); apply Rplus_lt_compat_l;
    apply Hgt.
  discrR.
  rewrite (Rabs_right _ Hge) in H6; apply Rplus_lt_reg_l with (- l2).
  replace (- l2 + (Rabs l1 + l2) / 2) with ((Rabs l1 - l2) / 2).
  rewrite Rplus_comm; apply H6.
  unfold Rdiv; rewrite <- (Rmult_comm (/ 2));
    rewrite Rmult_minus_distr_l; rewrite Rmult_plus_distr_r;
      pattern l2 at 2; rewrite double_var;
        repeat rewrite (Rmult_comm (/ 2)); rewrite Ropp_plus_distr;
          unfold Rdiv; ring.
  apply Rle_lt_trans with (Rabs (SP fn N x - l1)).
  rewrite <- Rabs_Ropp; rewrite Ropp_minus_distr'; apply Rabs_triang_inv2.
  apply H4; unfold ge, N; apply le_max_l.
  apply H5; unfold ge, N; apply le_max_r.
  unfold Rdiv; apply Rmult_lt_0_compat.
  apply Rplus_lt_reg_l with l2.
  rewrite Rplus_0_r; replace (l2 + (Rabs l1 - l2)) with (Rabs l1);
    [ apply Hgt | ring ].
  apply Rinv_0_lt_compat; prove_sup0.
  introsinduction  n0 as [| n0 Hrecn0].
  unfold SP; simplapply H1.
  unfold SP; simpl.
  apply Rle_trans with
    (Rabs (sum_f_R0 (fun k:nat => fn k x) n0) + Rabs (fn (S n0) x)).
  apply Rabs_triang.
  apply Rle_trans with (sum_f_R0 An n0 + Rabs (fn (S n0) x)).
  do 2 rewrite <- (Rplus_comm (Rabs (fn (S n0) x))).
  apply Rplus_le_compat_l; apply Hrecn0.
  apply Rplus_le_compat_l; apply H1.
Qed.

¤ Dauer der Verarbeitung: 0.28 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤





Download des
Quellennavigators
Download des
sprechenden Kalenders

in der Quellcodebibliothek suchen




Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.


Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.


Bot Zugriff