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Theorem ftalem1 20857
Description: Lemma for fta 20864: "growth lemma". There exists some  r such that  F is arbitrarily close in proportion to its dominant term. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
ftalem.1  |-  A  =  (coeff `  F )
ftalem.2  |-  N  =  (deg `  F )
ftalem.3  |-  ( ph  ->  F  e.  (Poly `  S ) )
ftalem.4  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
ftalem1.5  |-  ( ph  ->  E  e.  RR+ )
ftalem1.6  |-  T  =  ( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  /  E )
Assertion
Ref Expression
ftalem1  |-  ( ph  ->  E. r  e.  RR  A. x  e.  CC  (
r  <  ( abs `  x )  ->  ( abs `  ( ( F `
 x )  -  ( ( A `  N )  x.  (
x ^ N ) ) ) )  < 
( E  x.  (
( abs `  x
) ^ N ) ) ) )
Distinct variable groups:    k, r, x, A    E, r    k, N, r, x    k, F, r, x    ph, k, x    S, k    T, k, r, x
Allowed substitution hints:    ph( r)    S( x, r)    E( x, k)

Proof of Theorem ftalem1
StepHypRef Expression
1 ftalem1.6 . . . 4  |-  T  =  ( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  /  E )
2 fzfid 11314 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( 0 ... ( N  -  1 ) )  e.  Fin )
3 ftalem.3 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  F  e.  (Poly `  S ) )
4 ftalem.1 . . . . . . . . . 10  |-  A  =  (coeff `  F )
54coef3 20153 . . . . . . . . 9  |-  ( F  e.  (Poly `  S
)  ->  A : NN0
--> CC )
63, 5syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  A : NN0 --> CC )
7 elfznn0 11085 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) )  ->  k  e.  NN0 )
8 ffvelrn 5870 . . . . . . . 8  |-  ( ( A : NN0 --> CC  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( A `  k
)  e.  CC )
96, 7, 8syl2an 465 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( A `  k )  e.  CC )
109abscld 12240 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( abs `  ( A `  k ) )  e.  RR )
112, 10fsumrecl 12530 . . . . 5  |-  ( ph  -> 
sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  e.  RR )
12 ftalem1.5 . . . . 5  |-  ( ph  ->  E  e.  RR+ )
1311, 12rerpdivcld 10677 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  /  E )  e.  RR )
141, 13syl5eqel 2522 . . 3  |-  ( ph  ->  T  e.  RR )
15 1re 9092 . . 3  |-  1  e.  RR
16 ifcl 3777 . . 3  |-  ( ( T  e.  RR  /\  1  e.  RR )  ->  if ( 1  <_  T ,  T , 
1 )  e.  RR )
1714, 15, 16sylancl 645 . 2  |-  ( ph  ->  if ( 1  <_  T ,  T , 
1 )  e.  RR )
183adantr 453 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  F  e.  (Poly `  S
) )
19 simprl 734 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  x  e.  CC )
20 ftalem.2 . . . . . . . . . . 11  |-  N  =  (deg `  F )
214, 20coeid2 20160 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F  e.  (Poly `  S )  /\  x  e.  CC )  ->  ( F `  x )  =  sum_ k  e.  ( 0 ... N ) ( ( A `  k )  x.  (
x ^ k ) ) )
2218, 19, 21syl2anc 644 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( F `  x
)  =  sum_ k  e.  ( 0 ... N
) ( ( A `
 k )  x.  ( x ^ k
) ) )
23 ftalem.4 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
2423nnnn0d 10276 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  N  e.  NN0 )
2524adantr 453 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  N  e.  NN0 )
26 nn0uz 10522 . . . . . . . . . . 11  |-  NN0  =  ( ZZ>= `  0 )
2725, 26syl6eleq 2528 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  N  e.  ( ZZ>= ` 
0 ) )
28 elfznn0 11085 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  ( 0 ... N )  ->  k  e.  NN0 )
296adantr 453 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  A : NN0 --> CC )
3029, 8sylan 459 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( A `  k
)  e.  CC )
31 expcl 11401 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( x  e.  CC  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( x ^ k
)  e.  CC )
3219, 31sylan 459 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( x ^ k
)  e.  CC )
3330, 32mulcld 9110 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( ( A `  k )  x.  (
x ^ k ) )  e.  CC )
3428, 33sylan2 462 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... N ) )  ->  ( ( A `
 k )  x.  ( x ^ k
) )  e.  CC )
35 fveq2 5730 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  =  N  ->  ( A `  k )  =  ( A `  N ) )
36 oveq2 6091 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  =  N  ->  (
x ^ k )  =  ( x ^ N ) )
3735, 36oveq12d 6101 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  N  ->  (
( A `  k
)  x.  ( x ^ k ) )  =  ( ( A `
 N )  x.  ( x ^ N
) ) )
3827, 34, 37fsumm1 12539 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  sum_ k  e.  ( 0 ... N ) ( ( A `  k
)  x.  ( x ^ k ) )  =  ( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( ( A `
 k )  x.  ( x ^ k
) )  +  ( ( A `  N
)  x.  ( x ^ N ) ) ) )
3922, 38eqtrd 2470 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( F `  x
)  =  ( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( ( A `  k
)  x.  ( x ^ k ) )  +  ( ( A `
 N )  x.  ( x ^ N
) ) ) )
4039oveq1d 6098 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( F `  x )  -  (
( A `  N
)  x.  ( x ^ N ) ) )  =  ( (
sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( ( A `  k )  x.  (
x ^ k ) )  +  ( ( A `  N )  x.  ( x ^ N ) ) )  -  ( ( A `
 N )  x.  ( x ^ N
) ) ) )
41 fzfid 11314 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( 0 ... ( N  -  1 ) )  e.  Fin )
427, 33sylan2 462 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( ( A `
 k )  x.  ( x ^ k
) )  e.  CC )
4341, 42fsumcl 12529 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( ( A `  k
)  x.  ( x ^ k ) )  e.  CC )
4429, 25ffvelrnd 5873 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( A `  N
)  e.  CC )
4519, 25expcld 11525 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( x ^ N
)  e.  CC )
4644, 45mulcld 9110 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( A `  N )  x.  (
x ^ N ) )  e.  CC )
4743, 46pncand 9414 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( ( A `
 k )  x.  ( x ^ k
) )  +  ( ( A `  N
)  x.  ( x ^ N ) ) )  -  ( ( A `  N )  x.  ( x ^ N ) ) )  =  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( ( A `  k )  x.  (
x ^ k ) ) )
4840, 47eqtrd 2470 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( F `  x )  -  (
( A `  N
)  x.  ( x ^ N ) ) )  =  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( ( A `
 k )  x.  ( x ^ k
) ) )
4948fveq2d 5734 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( abs `  (
( F `  x
)  -  ( ( A `  N )  x.  ( x ^ N ) ) ) )  =  ( abs `  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( ( A `  k )  x.  (
x ^ k ) ) ) )
5043abscld 12240 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( abs `  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( ( A `  k
)  x.  ( x ^ k ) ) )  e.  RR )
5142abscld 12240 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  (
( A `  k
)  x.  ( x ^ k ) ) )  e.  RR )
5241, 51fsumrecl 12530 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( abs `  ( ( A `  k )  x.  ( x ^
k ) ) )  e.  RR )
5312adantr 453 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  E  e.  RR+ )
5453rpred 10650 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  E  e.  RR )
5519abscld 12240 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( abs `  x
)  e.  RR )
5655, 25reexpcld 11542 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( abs `  x
) ^ N )  e.  RR )
5754, 56remulcld 9118 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( E  x.  (
( abs `  x
) ^ N ) )  e.  RR )
5841, 42fsumabs 12582 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( abs `  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( ( A `  k
)  x.  ( x ^ k ) ) )  <_  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  (
( A `  k
)  x.  ( x ^ k ) ) ) )
5911adantr 453 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( abs `  ( A `
 k ) )  e.  RR )
6023adantr 453 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  N  e.  NN )
61 nnm1nn0 10263 . . . . . . . . . 10  |-  ( N  e.  NN  ->  ( N  -  1 )  e.  NN0 )
6260, 61syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( N  -  1 )  e.  NN0 )
6355, 62reexpcld 11542 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) )  e.  RR )
6459, 63remulcld 9118 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  x.  ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  e.  RR )
6510adantlr 697 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  ( A `  k )
)  e.  RR )
6663adantr 453 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( ( abs `  x ) ^ ( N  -  1 ) )  e.  RR )
6765, 66remulcld 9118 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( ( abs `  ( A `  k
) )  x.  (
( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) ) )  e.  RR )
6830, 32absmuld 12258 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( abs `  (
( A `  k
)  x.  ( x ^ k ) ) )  =  ( ( abs `  ( A `
 k ) )  x.  ( abs `  (
x ^ k ) ) ) )
697, 68sylan2 462 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  (
( A `  k
)  x.  ( x ^ k ) ) )  =  ( ( abs `  ( A `
 k ) )  x.  ( abs `  (
x ^ k ) ) ) )
707, 32sylan2 462 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( x ^
k )  e.  CC )
7170abscld 12240 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  (
x ^ k ) )  e.  RR )
727, 30sylan2 462 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( A `  k )  e.  CC )
7372absge0d 12248 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  0  <_  ( abs `  ( A `  k ) ) )
74 absexp 12111 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( x  e.  CC  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( abs `  (
x ^ k ) )  =  ( ( abs `  x ) ^ k ) )
7519, 7, 74syl2an 465 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  (
x ^ k ) )  =  ( ( abs `  x ) ^ k ) )
7655adantr 453 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  x
)  e.  RR )
7715a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
1  e.  RR )
7817adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  e.  RR )
79 max1 10775 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( 1  e.  RR  /\  T  e.  RR )  ->  1  <_  if (
1  <_  T ,  T ,  1 ) )
8015, 14, 79sylancr 646 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  1  <_  if (
1  <_  T ,  T ,  1 ) )
8180adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
1  <_  if (
1  <_  T ,  T ,  1 ) )
82 simprr 735 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) )
8377, 78, 55, 81, 82lelttrd 9230 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
1  <  ( abs `  x ) )
8477, 55, 83ltled 9223 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
1  <_  ( abs `  x ) )
8584adantr 453 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  1  <_  ( abs `  x ) )
86 elfzuz3 11058 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) )  ->  ( N  -  1 )  e.  ( ZZ>= `  k
) )
8786adantl 454 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( N  - 
1 )  e.  (
ZZ>= `  k ) )
8876, 85, 87leexp2ad 11557 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( ( abs `  x ) ^ k
)  <_  ( ( abs `  x ) ^
( N  -  1 ) ) )
8975, 88eqbrtrd 4234 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  (
x ^ k ) )  <_  ( ( abs `  x ) ^
( N  -  1 ) ) )
9071, 66, 65, 73, 89lemul2ad 9953 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( ( abs `  ( A `  k
) )  x.  ( abs `  ( x ^
k ) ) )  <_  ( ( abs `  ( A `  k
) )  x.  (
( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) ) ) )
9169, 90eqbrtrd 4234 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  (
( A `  k
)  x.  ( x ^ k ) ) )  <_  ( ( abs `  ( A `  k ) )  x.  ( ( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) ) ) )
9241, 51, 67, 91fsumle 12580 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( abs `  ( ( A `  k )  x.  ( x ^
k ) ) )  <_  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( ( abs `  ( A `  k )
)  x.  ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) ) ) )
9363recnd 9116 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) )  e.  CC )
9465recnd 9116 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  ( A `  k )
)  e.  CC )
9541, 93, 94fsummulc1 12570 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  x.  ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  =  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( ( abs `  ( A `  k )
)  x.  ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) ) ) )
9692, 95breqtrrd 4240 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( abs `  ( ( A `  k )  x.  ( x ^
k ) ) )  <_  ( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  x.  ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) ) ) )
9714adantr 453 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  T  e.  RR )
98 max2 10777 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( 1  e.  RR  /\  T  e.  RR )  ->  T  <_  if (
1  <_  T ,  T ,  1 ) )
9915, 14, 98sylancr 646 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  T  <_  if (
1  <_  T ,  T ,  1 ) )
10099adantr 453 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  T  <_  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 ) )
10197, 78, 55, 100, 82lelttrd 9230 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  T  <  ( abs `  x
) )
1021, 101syl5eqbrr 4248 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  /  E )  <  ( abs `  x
) )
10359, 55, 53ltdivmuld 10697 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  /  E )  <  ( abs `  x
)  <->  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  <  ( E  x.  ( abs `  x
) ) ) )
104102, 103mpbid 203 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( abs `  ( A `
 k ) )  <  ( E  x.  ( abs `  x ) ) )
10554, 55remulcld 9118 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( E  x.  ( abs `  x ) )  e.  RR )
10662nn0zd 10375 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( N  -  1 )  e.  ZZ )
107 0re 9093 . . . . . . . . . . . . 13  |-  0  e.  RR
108107a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
0  e.  RR )
109 0lt1 9552 . . . . . . . . . . . . 13  |-  0  <  1
110109a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
0  <  1 )
111108, 77, 55, 110, 83lttrd 9233 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
0  <  ( abs `  x ) )
112 expgt0 11415 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( abs `  x
)  e.  RR  /\  ( N  -  1
)  e.  ZZ  /\  0  <  ( abs `  x
) )  ->  0  <  ( ( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) ) )
11355, 106, 111, 112syl3anc 1185 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
0  <  ( ( abs `  x ) ^
( N  -  1 ) ) )
114 ltmul1 9862 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  e.  RR  /\  ( E  x.  ( abs `  x ) )  e.  RR  /\  (
( ( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) )  e.  RR  /\  0  <  ( ( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) ) ) )  ->  ( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( abs `  ( A `
 k ) )  <  ( E  x.  ( abs `  x ) )  <->  ( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  x.  ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  <  ( ( E  x.  ( abs `  x
) )  x.  (
( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) ) ) ) )
11559, 105, 63, 113, 114syl112anc 1189 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  <  ( E  x.  ( abs `  x
) )  <->  ( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( abs `  ( A `
 k ) )  x.  ( ( abs `  x ) ^ ( N  -  1 ) ) )  <  (
( E  x.  ( abs `  x ) )  x.  ( ( abs `  x ) ^ ( N  -  1 ) ) ) ) )
116104, 115mpbid 203 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  x.  ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  <  ( ( E  x.  ( abs `  x
) )  x.  (
( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) ) ) )
11755recnd 9116 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( abs `  x
)  e.  CC )
118 expm1t 11410 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( abs `  x
)  e.  CC  /\  N  e.  NN )  ->  ( ( abs `  x
) ^ N )  =  ( ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) )  x.  ( abs `  x
) ) )
119117, 60, 118syl2anc 644 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( abs `  x
) ^ N )  =  ( ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) )  x.  ( abs `  x
) ) )
12093, 117mulcomd 9111 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( ( abs `  x ) ^ ( N  -  1 ) )  x.  ( abs `  x ) )  =  ( ( abs `  x
)  x.  ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) ) ) )
121119, 120eqtrd 2470 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( abs `  x
) ^ N )  =  ( ( abs `  x )  x.  (
( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) ) ) )
122121oveq2d 6099 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( E  x.  (
( abs `  x
) ^ N ) )  =  ( E  x.  ( ( abs `  x )  x.  (
( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) ) ) ) )
12354recnd 9116 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  E  e.  CC )
124123, 117, 93mulassd 9113 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( E  x.  ( abs `  x ) )  x.  ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  =  ( E  x.  ( ( abs `  x
)  x.  ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) ) ) ) )
125122, 124eqtr4d 2473 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( E  x.  (
( abs `  x
) ^ N ) )  =  ( ( E  x.  ( abs `  x ) )  x.  ( ( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) ) ) )
126116, 125breqtrrd 4240 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  x.  ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  <  ( E  x.  ( ( abs `  x
) ^ N ) ) )
12752, 64, 57, 96, 126lelttrd 9230 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( abs `  ( ( A `  k )  x.  ( x ^
k ) ) )  <  ( E  x.  ( ( abs `  x
) ^ N ) ) )
12850, 52, 57, 58, 127lelttrd 9230 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( abs `  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( ( A `  k
)  x.  ( x ^ k ) ) )  <  ( E  x.  ( ( abs `  x ) ^ N
) ) )
12949, 128eqbrtrd 4234 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( abs `  (
( F `  x
)  -  ( ( A `  N )  x.  ( x ^ N ) ) ) )  <  ( E  x.  ( ( abs `  x ) ^ N
) ) )
130129expr 600 . . 3  |-  ( (
ph  /\  x  e.  CC )  ->  ( if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
)  ->  ( abs `  ( ( F `  x )  -  (
( A `  N
)  x.  ( x ^ N ) ) ) )  <  ( E  x.  ( ( abs `  x ) ^ N ) ) ) )
131130ralrimiva 2791 . 2  |-  ( ph  ->  A. x  e.  CC  ( if ( 1  <_  T ,  T , 
1 )  <  ( abs `  x )  -> 
( abs `  (
( F `  x
)  -  ( ( A `  N )  x.  ( x ^ N ) ) ) )  <  ( E  x.  ( ( abs `  x ) ^ N
) ) ) )
132 breq1 4217 . . . . 5  |-  ( r  =  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  -> 
( r  <  ( abs `  x )  <->  if (
1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )
133132imbi1d 310 . . . 4  |-  ( r  =  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  -> 
( ( r  < 
( abs `  x
)  ->  ( abs `  ( ( F `  x )  -  (
( A `  N
)  x.  ( x ^ N ) ) ) )  <  ( E  x.  ( ( abs `  x ) ^ N ) ) )  <-> 
( if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  < 
( abs `  x
)  ->  ( abs `  ( ( F `  x )  -  (
( A `  N
)  x.  ( x ^ N ) ) ) )  <  ( E  x.  ( ( abs `  x ) ^ N ) ) ) ) )
134133ralbidv 2727 . . 3  |-  ( r  =  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  -> 
( A. x  e.  CC  ( r  < 
( abs `  x
)  ->  ( abs `  ( ( F `  x )  -  (
( A `  N
)  x.  ( x ^ N ) ) ) )  <  ( E  x.  ( ( abs `  x ) ^ N ) ) )  <->  A. x  e.  CC  ( if ( 1  <_  T ,  T , 
1 )  <  ( abs `  x )  -> 
( abs `  (
( F `  x
)  -  ( ( A `  N )  x.  ( x ^ N ) ) ) )  <  ( E  x.  ( ( abs `  x ) ^ N
) ) ) ) )
135134rspcev 3054 . 2  |-  ( ( if ( 1  <_  T ,  T , 
1 )  e.  RR  /\ 
A. x  e.  CC  ( if ( 1  <_  T ,  T , 
1 )  <  ( abs `  x )  -> 
( abs `  (
( F `  x
)  -  ( ( A `  N )  x.  ( x ^ N ) ) ) )  <  ( E  x.  ( ( abs `  x ) ^ N
) ) ) )  ->  E. r  e.  RR  A. x  e.  CC  (
r  <  ( abs `  x )  ->  ( abs `  ( ( F `
 x )  -  ( ( A `  N )  x.  (
x ^ N ) ) ) )  < 
( E  x.  (
( abs `  x
) ^ N ) ) ) )
13617, 131, 135syl2anc 644 1  |-  ( ph  ->  E. r  e.  RR  A. x  e.  CC  (
r  <  ( abs `  x )  ->  ( abs `  ( ( F `
 x )  -  ( ( A `  N )  x.  (
x ^ N ) ) ) )  < 
( E  x.  (
( abs `  x
) ^ N ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 178    /\ wa 360    = wceq 1653    e. wcel 1726   A.wral 2707   E.wrex 2708   ifcif 3741   class class class wbr 4214   -->wf 5452   ` cfv 5456  (class class class)co 6083   CCcc 8990   RRcr 8991   0cc0 8992   1c1 8993    + caddc 8995    x. cmul 8997    < clt 9122    <_ cle 9123    - cmin 9293    / cdiv 9679   NNcn 10002   NN0cn0 10223   ZZcz 10284   ZZ>=cuz 10490   RR+crp 10614   ...cfz 11045   ^cexp 11384   abscabs 12041   sum_csu 12481  Polycply 20105  coeffccoe 20107  degcdgr 20108
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This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1556  ax-5 1567  ax-17 1627  ax-9 1667  ax-8 1688  ax-13 1728  ax-14 1730  ax-6 1745  ax-7 1750  ax-11 1762  ax-12 1951  ax-ext 2419  ax-rep 4322  ax-sep 4332  ax-nul 4340  ax-pow 4379  ax-pr 4405  ax-un 4703  ax-inf2 7598  ax-cnex 9048  ax-resscn 9049  ax-1cn 9050  ax-icn 9051  ax-addcl 9052  ax-addrcl 9053  ax-mulcl 9054  ax-mulrcl 9055  ax-mulcom 9056  ax-addass 9057  ax-mulass 9058  ax-distr 9059  ax-i2m1 9060  ax-1ne0 9061  ax-1rid 9062  ax-rnegex 9063  ax-rrecex 9064  ax-cnre 9065  ax-pre-lttri 9066  ax-pre-lttrn 9067  ax-pre-ltadd 9068  ax-pre-mulgt0 9069  ax-pre-sup 9070  ax-addf 9071
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 938  df-3an 939  df-tru 1329  df-ex 1552  df-nf 1555  df-sb 1660  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2425  df-cleq 2431  df-clel 2434  df-nfc 2563  df-ne 2603  df-nel 2604  df-ral 2712  df-rex 2713  df-reu 2714  df-rmo 2715  df-rab 2716  df-v 2960  df-sbc 3164  df-csb 3254  df-dif 3325  df-un 3327  df-in 3329  df-ss 3336  df-pss 3338  df-nul 3631  df-if 3742  df-pw 3803  df-sn 3822  df-pr 3823  df-tp 3824  df-op 3825  df-uni 4018  df-int 4053  df-iun 4097  df-br 4215  df-opab 4269  df-mpt 4270  df-tr 4305  df-eprel 4496  df-id 4500  df-po 4505  df-so 4506  df-fr 4543  df-se 4544  df-we 4545  df-ord 4586  df-on 4587  df-lim 4588  df-suc 4589  df-om 4848  df-xp 4886  df-rel 4887  df-cnv 4888  df-co 4889  df-dm 4890  df-rn 4891  df-res 4892  df-ima 4893  df-iota 5420  df-fun 5458  df-fn 5459  df-f 5460  df-f1 5461  df-fo 5462  df-f1o 5463  df-fv 5464  df-isom 5465  df-ov 6086  df-oprab 6087  df-mpt2 6088  df-of 6307  df-1st 6351  df-2nd 6352  df-riota 6551  df-recs 6635  df-rdg 6670  df-1o 6726  df-oadd 6730  df-er 6907  df-map 7022  df-pm 7023  df-en 7112  df-dom 7113  df-sdom 7114  df-fin 7115  df-sup 7448  df-oi 7481  df-card 7828  df-pnf 9124  df-mnf 9125  df-xr 9126  df-ltxr 9127  df-le 9128  df-sub 9295  df-neg 9296  df-div 9680  df-nn 10003  df-2 10060  df-3 10061  df-n0 10224  df-z 10285  df-uz 10491  df-rp 10615  df-ico 10924  df-fz 11046  df-fzo 11138  df-fl 11204  df-seq 11326  df-exp 11385  df-hash 11621  df-cj 11906  df-re 11907  df-im 11908  df-sqr 12042  df-abs 12043  df-clim 12284  df-rlim 12285  df-sum 12482  df-0p 19564  df-ply 20109  df-coe 20111  df-dgr 20112
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