Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  resqrexlemnmsq GIF version

Theorem resqrexlemnmsq 10104
 Description: Lemma for resqrex 10113. The difference between the squares of two terms of the sequence. (Contributed by Mario Carneiro and Jim Kingdon, 30-Jul-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
resqrexlemex.seq 𝐹 = seq1((𝑦 ∈ ℝ+, 𝑧 ∈ ℝ+ ↦ ((𝑦 + (𝐴 / 𝑦)) / 2)), (ℕ × {(1 + 𝐴)}), ℝ+)
resqrexlemex.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
resqrexlemex.agt0 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
resqrexlemnmsq.n (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
resqrexlemnmsq.m (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
resqrexlemnmsq.nm (𝜑𝑁𝑀)
Assertion
Ref Expression
resqrexlemnmsq (𝜑 → (((𝐹𝑁)↑2) − ((𝐹𝑀)↑2)) < (((𝐹‘1)↑2) / (4↑(𝑁 − 1))))
Distinct variable groups:   𝑦,𝐴,𝑧   𝜑,𝑦,𝑧   𝑦,𝑀,𝑧   𝑦,𝑁,𝑧
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑦,𝑧)

Proof of Theorem resqrexlemnmsq
StepHypRef Expression
1 resqrexlemex.seq . . . . . . . 8 𝐹 = seq1((𝑦 ∈ ℝ+, 𝑧 ∈ ℝ+ ↦ ((𝑦 + (𝐴 / 𝑦)) / 2)), (ℕ × {(1 + 𝐴)}), ℝ+)
2 resqrexlemex.a . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
3 resqrexlemex.agt0 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
41, 2, 3resqrexlemf 10094 . . . . . . 7 (𝜑𝐹:ℕ⟶ℝ+)
5 resqrexlemnmsq.n . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
64, 5ffvelrnd 5355 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐹𝑁) ∈ ℝ+)
76rpred 8906 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹𝑁) ∈ ℝ)
87resqcld 9780 . . . 4 (𝜑 → ((𝐹𝑁)↑2) ∈ ℝ)
98recnd 7261 . . 3 (𝜑 → ((𝐹𝑁)↑2) ∈ ℂ)
10 resqrexlemnmsq.m . . . . . . 7 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
114, 10ffvelrnd 5355 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐹𝑀) ∈ ℝ+)
1211rpred 8906 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹𝑀) ∈ ℝ)
1312resqcld 9780 . . . 4 (𝜑 → ((𝐹𝑀)↑2) ∈ ℝ)
1413recnd 7261 . . 3 (𝜑 → ((𝐹𝑀)↑2) ∈ ℂ)
152recnd 7261 . . 3 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
169, 14, 15nnncan2d 7573 . 2 (𝜑 → ((((𝐹𝑁)↑2) − 𝐴) − (((𝐹𝑀)↑2) − 𝐴)) = (((𝐹𝑁)↑2) − ((𝐹𝑀)↑2)))
178, 2resubcld 7604 . . . 4 (𝜑 → (((𝐹𝑁)↑2) − 𝐴) ∈ ℝ)
1813, 2resubcld 7604 . . . 4 (𝜑 → (((𝐹𝑀)↑2) − 𝐴) ∈ ℝ)
1917, 18resubcld 7604 . . 3 (𝜑 → ((((𝐹𝑁)↑2) − 𝐴) − (((𝐹𝑀)↑2) − 𝐴)) ∈ ℝ)
20 1nn 8169 . . . . . . . 8 1 ∈ ℕ
2120a1i 9 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ ℕ)
224, 21ffvelrnd 5355 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐹‘1) ∈ ℝ+)
23 2z 8512 . . . . . . 7 2 ∈ ℤ
2423a1i 9 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ ℤ)
2522, 24rpexpcld 9778 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐹‘1)↑2) ∈ ℝ+)
26 4nn 8314 . . . . . . . 8 4 ∈ ℕ
2726a1i 9 . . . . . . 7 (𝜑 → 4 ∈ ℕ)
2827nnrpd 8905 . . . . . 6 (𝜑 → 4 ∈ ℝ+)
295nnzd 8601 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
30 1zzd 8511 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
3129, 30zsubcld 8607 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
3228, 31rpexpcld 9778 . . . . 5 (𝜑 → (4↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ+)
3325, 32rpdivcld 8924 . . . 4 (𝜑 → (((𝐹‘1)↑2) / (4↑(𝑁 − 1))) ∈ ℝ+)
3433rpred 8906 . . 3 (𝜑 → (((𝐹‘1)↑2) / (4↑(𝑁 − 1))) ∈ ℝ)
351, 2, 3resqrexlemover 10097 . . . . . 6 ((𝜑𝑀 ∈ ℕ) → 𝐴 < ((𝐹𝑀)↑2))
3610, 35mpdan 412 . . . . 5 (𝜑𝐴 < ((𝐹𝑀)↑2))
37 difrp 8903 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ ((𝐹𝑀)↑2) ∈ ℝ) → (𝐴 < ((𝐹𝑀)↑2) ↔ (((𝐹𝑀)↑2) − 𝐴) ∈ ℝ+))
382, 13, 37syl2anc 403 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 < ((𝐹𝑀)↑2) ↔ (((𝐹𝑀)↑2) − 𝐴) ∈ ℝ+))
3936, 38mpbid 145 . . . 4 (𝜑 → (((𝐹𝑀)↑2) − 𝐴) ∈ ℝ+)
4017, 39ltsubrpd 8939 . . 3 (𝜑 → ((((𝐹𝑁)↑2) − 𝐴) − (((𝐹𝑀)↑2) − 𝐴)) < (((𝐹𝑁)↑2) − 𝐴))
411, 2, 3resqrexlemcalc3 10103 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑁)↑2) − 𝐴) ≤ (((𝐹‘1)↑2) / (4↑(𝑁 − 1))))
425, 41mpdan 412 . . 3 (𝜑 → (((𝐹𝑁)↑2) − 𝐴) ≤ (((𝐹‘1)↑2) / (4↑(𝑁 − 1))))
4319, 17, 34, 40, 42ltletrd 7646 . 2 (𝜑 → ((((𝐹𝑁)↑2) − 𝐴) − (((𝐹𝑀)↑2) − 𝐴)) < (((𝐹‘1)↑2) / (4↑(𝑁 − 1))))
4416, 43eqbrtrrd 3827 1 (𝜑 → (((𝐹𝑁)↑2) − ((𝐹𝑀)↑2)) < (((𝐹‘1)↑2) / (4↑(𝑁 − 1))))
 Colors of variables: wff set class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 103   = wceq 1285   ∈ wcel 1434  {csn 3416   class class class wbr 3805   × cxp 4389  ‘cfv 4952  (class class class)co 5563   ↦ cmpt2 5565  ℝcr 7094  0cc0 7095  1c1 7096   + caddc 7098   < clt 7267   ≤ cle 7268   − cmin 7398   / cdiv 7879  ℕcn 8158  2c2 8208  4c4 8210  ℤcz 8484  ℝ+crp 8867  seqcseq 9573  ↑cexp 9624 This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 577  ax-in2 578  ax-io 663  ax-5 1377  ax-7 1378  ax-gen 1379  ax-ie1 1423  ax-ie2 1424  ax-8 1436  ax-10 1437  ax-11 1438  ax-i12 1439  ax-bndl 1440  ax-4 1441  ax-13 1445  ax-14 1446  ax-17 1460  ax-i9 1464  ax-ial 1468  ax-i5r 1469  ax-ext 2065  ax-coll 3913  ax-sep 3916  ax-nul 3924  ax-pow 3968  ax-pr 3992  ax-un 4216  ax-setind 4308  ax-iinf 4357  ax-cnex 7181  ax-resscn 7182  ax-1cn 7183  ax-1re 7184  ax-icn 7185  ax-addcl 7186  ax-addrcl 7187  ax-mulcl 7188  ax-mulrcl 7189  ax-addcom 7190  ax-mulcom 7191  ax-addass 7192  ax-mulass 7193  ax-distr 7194  ax-i2m1 7195  ax-0lt1 7196  ax-1rid 7197  ax-0id 7198  ax-rnegex 7199  ax-precex 7200  ax-cnre 7201  ax-pre-ltirr 7202  ax-pre-ltwlin 7203  ax-pre-lttrn 7204  ax-pre-apti 7205  ax-pre-ltadd 7206  ax-pre-mulgt0 7207  ax-pre-mulext 7208 This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-dc 777  df-3or 921  df-3an 922  df-tru 1288  df-fal 1291  df-nf 1391  df-sb 1688  df-eu 1946  df-mo 1947  df-clab 2070  df-cleq 2076  df-clel 2079  df-nfc 2212  df-ne 2250  df-nel 2345  df-ral 2358  df-rex 2359  df-reu 2360  df-rmo 2361  df-rab 2362  df-v 2612  df-sbc 2825  df-csb 2918  df-dif 2984  df-un 2986  df-in 2988  df-ss 2995  df-nul 3268  df-if 3369  df-pw 3402  df-sn 3422  df-pr 3423  df-op 3425  df-uni 3622  df-int 3657  df-iun 3700  df-br 3806  df-opab 3860  df-mpt 3861  df-tr 3896  df-id 4076  df-po 4079  df-iso 4080  df-iord 4149  df-on 4151  df-ilim 4152  df-suc 4154  df-iom 4360  df-xp 4397  df-rel 4398  df-cnv 4399  df-co 4400  df-dm 4401  df-rn 4402  df-res 4403  df-ima 4404  df-iota 4917  df-fun 4954  df-fn 4955  df-f 4956  df-f1 4957  df-fo 4958  df-f1o 4959  df-fv 4960  df-riota 5519  df-ov 5566  df-oprab 5567  df-mpt2 5568  df-1st 5818  df-2nd 5819  df-recs 5974  df-frec 6060  df-pnf 7269  df-mnf 7270  df-xr 7271  df-ltxr 7272  df-le 7273  df-sub 7400  df-neg 7401  df-reap 7794  df-ap 7801  df-div 7880  df-inn 8159  df-2 8217  df-3 8218  df-4 8219  df-n0 8408  df-z 8485  df-uz 8753  df-rp 8868  df-iseq 9574  df-iexp 9625 This theorem is referenced by:  resqrexlemnm  10105
 Copyright terms: Public domain W3C validator