Theorem cvg1nlemcxze 10754

Description: Lemma for cvg1n 10758. Rearranging an expression related to the rate of convergence. (Contributed by Jim Kingdon, 6-Aug-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
cvg1nlemcxze.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ+)
cvg1nlemcxze.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ+)
cvg1nlemcxze.z	⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ ℕ)
cvg1nlemcxze.e	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℕ)
cvg1nlemcxze.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℕ)
cvg1nlemcxze.1	⊢ (𝜑 → ((((𝐶 · 2) / 𝑋) / 𝑍) + 𝐴) < 𝐸)

Assertion

Ref	Expression
cvg1nlemcxze	⊢ (𝜑 → (𝐶 / (𝐸 · 𝑍)) < (𝑋 / 2))

Proof of Theorem cvg1nlemcxze

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cvg1nlemcxze.c	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ+)
2	1	rpcnd 9485	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
3		2cnd 8793	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
4		cvg1nlemcxze.x	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ+)
5	4	rpcnd 9485	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ℂ)
6	4	rpap0d 9489	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑋 # 0)
7	2, 3, 5, 6	div23apd 8588	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 · 2) / 𝑋) = ((𝐶 / 𝑋) · 2))
8		2rp 9446	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 2 ∈ ℝ+
9	8	a1i 9	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
10	1, 9	rpmulcld 9500	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐶 · 2) ∈ ℝ+)
11	10, 4	rpdivcld 9501	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 · 2) / 𝑋) ∈ ℝ+)
12		cvg1nlemcxze.z	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ ℕ)
13	12	nnrpd 9482	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ ℝ+)
14	11, 13	rpdivcld 9501	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 · 2) / 𝑋) / 𝑍) ∈ ℝ+)
15	14	rpred 9483	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 · 2) / 𝑋) / 𝑍) ∈ ℝ)
16		cvg1nlemcxze.a	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℕ)
17	16	nnred 8733	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
18	15, 17	readdcld 7795	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((((𝐶 · 2) / 𝑋) / 𝑍) + 𝐴) ∈ ℝ)
19		cvg1nlemcxze.e	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℕ)
20	19	nnred 8733	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ)
21	16	nnrpd 9482	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ+)
22	15, 21	ltaddrpd 9517	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 · 2) / 𝑋) / 𝑍) < ((((𝐶 · 2) / 𝑋) / 𝑍) + 𝐴))
23		cvg1nlemcxze.1	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((((𝐶 · 2) / 𝑋) / 𝑍) + 𝐴) < 𝐸)
24	15, 18, 20, 22, 23	lttrd 7888	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 · 2) / 𝑋) / 𝑍) < 𝐸)
25	11	rpred 9483	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 · 2) / 𝑋) ∈ ℝ)
26	25, 20, 13	ltdivmul2d 9536	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((((𝐶 · 2) / 𝑋) / 𝑍) < 𝐸 ↔ ((𝐶 · 2) / 𝑋) < (𝐸 · 𝑍)))
27	24, 26	mpbid 146	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 · 2) / 𝑋) < (𝐸 · 𝑍))
28	7, 27	eqbrtrrd 3952	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 / 𝑋) · 2) < (𝐸 · 𝑍))
29	1	rpred 9483	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
30	29, 4	rerpdivcld 9515	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐶 / 𝑋) ∈ ℝ)
31	19, 12	nnmulcld 8769	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐸 · 𝑍) ∈ ℕ)
32	31	nnred 8733	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐸 · 𝑍) ∈ ℝ)
33	30, 32, 9	ltmuldivd 9531	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 / 𝑋) · 2) < (𝐸 · 𝑍) ↔ (𝐶 / 𝑋) < ((𝐸 · 𝑍) / 2)))
34	28, 33	mpbid 146	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐶 / 𝑋) < ((𝐸 · 𝑍) / 2))
35	29, 9, 32, 4	lt2mul2divd 9552	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 · 2) < ((𝐸 · 𝑍) · 𝑋) ↔ (𝐶 / 𝑋) < ((𝐸 · 𝑍) / 2)))
36	34, 35	mpbird 166	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐶 · 2) < ((𝐸 · 𝑍) · 𝑋))
37	31	nncnd 8734	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐸 · 𝑍) ∈ ℂ)
38	37, 5	mulcomd 7787	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐸 · 𝑍) · 𝑋) = (𝑋 · (𝐸 · 𝑍)))
39	36, 38	breqtrd 3954	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐶 · 2) < (𝑋 · (𝐸 · 𝑍)))
40	4	rpred 9483	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
41	31	nnrpd 9482	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐸 · 𝑍) ∈ ℝ+)
42	29, 9, 40, 41	lt2mul2divd 9552	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 · 2) < (𝑋 · (𝐸 · 𝑍)) ↔ (𝐶 / (𝐸 · 𝑍)) < (𝑋 / 2)))
43	39, 42	mpbid 146	1 ⊢ (𝜑 → (𝐶 / (𝐸 · 𝑍)) < (𝑋 / 2))

Syntax hints:   → wi 4   ∈ wcel 1480   class class class wbr 3929  (class class class)co 5774   + caddc 7623   · cmul 7625   < clt 7800   / cdiv 8432  ℕcn 8720  2c2 8771  ℝ⁺crp 9441

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-sep 4046  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452  ax-cnex 7711  ax-resscn 7712  ax-1cn 7713  ax-1re 7714  ax-icn 7715  ax-addcl 7716  ax-addrcl 7717  ax-mulcl 7718  ax-mulrcl 7719  ax-addcom 7720  ax-mulcom 7721  ax-addass 7722  ax-mulass 7723  ax-distr 7724  ax-i2m1 7725  ax-0lt1 7726  ax-1rid 7727  ax-0id 7728  ax-rnegex 7729  ax-precex 7730  ax-cnre 7731  ax-pre-ltirr 7732  ax-pre-ltwlin 7733  ax-pre-lttrn 7734  ax-pre-apti 7735  ax-pre-ltadd 7736  ax-pre-mulgt0 7737  ax-pre-mulext 7738

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ne 2309  df-nel 2404  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rmo 2424  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-int 3772  df-br 3930  df-opab 3990  df-id 4215  df-po 4218  df-iso 4219  df-xp 4545  df-rel 4546  df-cnv 4547  df-co 4548  df-dm 4549  df-iota 5088  df-fun 5125  df-fv 5131  df-riota 5730  df-ov 5777  df-oprab 5778  df-mpo 5779  df-pnf 7802  df-mnf 7803  df-xr 7804  df-ltxr 7805  df-le 7806  df-sub 7935  df-neg 7936  df-reap 8337  df-ap 8344  df-div 8433  df-inn 8721  df-2 8779  df-rp 9442

This theorem is referenced by:  cvg1nlemres  10757