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Theorem ftalem1 20258
Description: Lemma for fta 20265: "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 10987 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( 0 ... ( N  -  1 ) )  e.  Fin )
3 ftalem.3 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  F  e.  (Poly `  S ) )
4 ftalem.1 . . . . . . . . . 10  |-  A  =  (coeff `  F )
54coef3 19562 . . . . . . . . 9  |-  ( F  e.  (Poly `  S
)  ->  A : NN0
--> CC )
63, 5syl 17 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  A : NN0 --> CC )
7 elfznn0 10774 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) )  ->  k  e.  NN0 )
8 ffvelrn 5583 . . . . . . . 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 11869 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) )  ->  ( abs `  ( A `  k ) )  e.  RR )
112, 10fsumrecl 12158 . . . . 5  |-  ( ph  -> 
sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  e.  RR )
12 ftalem1.5 . . . . 5  |-  ( ph  ->  E  e.  RR+ )
1311, 12rerpdivcld 10370 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  /  E )  e.  RR )
141, 13syl5eqel 2340 . . 3  |-  ( ph  ->  T  e.  RR )
15 1re 8791 . . 3  |-  1  e.  RR
16 ifcl 3561 . . 3  |-  ( ( T  e.  RR  /\  1  e.  RR )  ->  if ( 1  <_  T ,  T , 
1 )  e.  RR )
1714, 15, 16sylancl 646 . 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 735 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  x  e.  CC )
20 ftalem.2 . . . . . . . . . . 11  |-  N  =  (deg `  F )
214, 20coeid2 19569 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F  e.  (Poly `  S )  /\  x  e.  CC )  ->  ( F `  x )  =  sum_ k  e.  ( 0 ... N ) ( ( A `  k )  x.  (
x ^ k ) ) )
2218, 19, 21syl2anc 645 . . . . . . . . 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 9971 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  N  e.  NN0 )
2524adantr 453 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  N  e.  NN0 )
26 nn0uz 10215 . . . . . . . . . . 11  |-  NN0  =  ( ZZ>= `  0 )
2725, 26syl6eleq 2346 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  N  e.  ( ZZ>= ` 
0 ) )
28 elfznn0 10774 . . . . . . . . . . 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 11073 . . . . . . . . . . . . 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 8809 . . . . . . . . . . 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 5444 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  =  N  ->  ( A `  k )  =  ( A `  N ) )
36 oveq2 5786 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  =  N  ->  (
x ^ k )  =  ( x ^ N ) )
3735, 36oveq12d 5796 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  N  ->  (
( A `  k
)  x.  ( x ^ k ) )  =  ( ( A `
 N )  x.  ( x ^ N
) ) )
3827, 34, 37fsumm1 12167 . . . . . . . . 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 2288 . . . . . . . 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 5793 . . . . . . 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 10987 . . . . . . . . 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 12157 . . . . . . . 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 )
44 ffvelrn 5583 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A : NN0 --> CC  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( A `  N
)  e.  CC )
4529, 25, 44syl2anc 645 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( A `  N
)  e.  CC )
4619, 25expcld 11197 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( x ^ N
)  e.  CC )
4745, 46mulcld 8809 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( A `  N )  x.  (
x ^ N ) )  e.  CC )
4843, 47pncand 9112 . . . . . . 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 ) ) )
4940, 48eqtrd 2288 . . . . . 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
) ) )
5049fveq2d 5448 . . . . 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 ) ) ) )
5143abscld 11869 . . . . . 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 )
5242abscld 11869 . . . . . . 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 )
5341, 52fsumrecl 12158 . . . . . 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 )
5412adantr 453 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  E  e.  RR+ )
5554rpred 10343 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  E  e.  RR )
5619abscld 11869 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( abs `  x
)  e.  RR )
5756, 25reexpcld 11214 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( abs `  x
) ^ N )  e.  RR )
5855, 57remulcld 8817 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( E  x.  (
( abs `  x
) ^ N ) )  e.  RR )
5941, 42fsumabs 12210 . . . . . 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 ) ) ) )
6011adantr 453 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) ( abs `  ( A `
 k ) )  e.  RR )
6123adantr 453 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  N  e.  NN )
62 nnm1nn0 9958 . . . . . . . . . 10  |-  ( N  e.  NN  ->  ( N  -  1 )  e.  NN0 )
6361, 62syl 17 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( N  -  1 )  e.  NN0 )
6456, 63reexpcld 11214 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) )  e.  RR )
6560, 64remulcld 8817 . . . . . . 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 )
6610adantlr 698 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  ( A `  k )
)  e.  RR )
6764adantr 453 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( ( abs `  x ) ^ ( N  -  1 ) )  e.  RR )
6866, 67remulcld 8817 . . . . . . . . 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 )
6930, 32absmuld 11887 . . . . . . . . . . 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 ) ) ) )
707, 69sylan2 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 ) ) ) )
717, 32sylan2 462 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( x ^
k )  e.  CC )
7271abscld 11869 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  (
x ^ k ) )  e.  RR )
737, 30sylan2 462 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( A `  k )  e.  CC )
7473absge0d 11877 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  0  <_  ( abs `  ( A `  k ) ) )
75 absexp 11740 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( x  e.  CC  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( abs `  (
x ^ k ) )  =  ( ( abs `  x ) ^ k ) )
7619, 7, 75syl2an 465 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  (
x ^ k ) )  =  ( ( abs `  x ) ^ k ) )
7756adantr 453 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  x
)  e.  RR )
7815a1i 12 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
1  e.  RR )
7917adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  e.  RR )
80 max1 10466 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( 1  e.  RR  /\  T  e.  RR )  ->  1  <_  if (
1  <_  T ,  T ,  1 ) )
8115, 14, 80sylancr 647 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  1  <_  if (
1  <_  T ,  T ,  1 ) )
8281adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
1  <_  if (
1  <_  T ,  T ,  1 ) )
83 simprr 736 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) )
8478, 79, 56, 82, 83lelttrd 8928 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
1  <  ( abs `  x ) )
8578, 56, 84ltled 8921 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
1  <_  ( abs `  x ) )
8685adantr 453 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  1  <_  ( abs `  x ) )
87 elfzuz3 10747 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) )  ->  ( N  -  1 )  e.  ( ZZ>= `  k
) )
8887adantl 454 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( N  - 
1 )  e.  (
ZZ>= `  k ) )
8977, 86, 88leexp2ad 11229 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( ( abs `  x ) ^ k
)  <_  ( ( abs `  x ) ^
( N  -  1 ) ) )
9076, 89eqbrtrd 4003 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  (
x ^ k ) )  <_  ( ( abs `  x ) ^
( N  -  1 ) ) )
9172, 67, 66, 74, 90lemul2ad 9651 . . . . . . . . . 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 ) ) ) )
9270, 91eqbrtrd 4003 . . . . . . . . 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 ) ) ) )
9341, 52, 68, 92fsumle 12208 . . . . . . . 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 ) ) ) )
9464recnd 8815 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) )  e.  CC )
9566recnd 8815 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  /\  k  e.  ( 0 ... ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( abs `  ( A `  k )
)  e.  CC )
9641, 94, 95fsummulc1 12198 . . . . . . . 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 ) ) ) )
9793, 96breqtrrd 4009 . . . . . . 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 ) ) ) )
9814adantr 453 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  T  e.  RR )
99 max2 10468 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( 1  e.  RR  /\  T  e.  RR )  ->  T  <_  if (
1  <_  T ,  T ,  1 ) )
10015, 14, 99sylancr 647 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  T  <_  if (
1  <_  T ,  T ,  1 ) )
101100adantr 453 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  T  <_  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 ) )
10298, 79, 56, 101, 83lelttrd 8928 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  T  <  ( abs `  x
) )
1031, 102syl5eqbrr 4017 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( sum_ k  e.  ( 0 ... ( N  -  1 ) ) ( abs `  ( A `  k )
)  /  E )  <  ( abs `  x
) )
10460, 56, 54ltdivmuld 10390 . . . . . . . . . 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
) ) ) )
105103, 104mpbid 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 ) ) )
10655, 56remulcld 8817 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( E  x.  ( abs `  x ) )  e.  RR )
10763nn0zd 10068 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( N  -  1 )  e.  ZZ )
108 0re 8792 . . . . . . . . . . . . 13  |-  0  e.  RR
109108a1i 12 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
0  e.  RR )
110 0lt1 9250 . . . . . . . . . . . . 13  |-  0  <  1
111110a1i 12 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
0  <  1 )
112109, 78, 56, 111, 84lttrd 8931 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
0  <  ( abs `  x ) )
113 expgt0 11087 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( abs `  x
)  e.  RR  /\  ( N  -  1
)  e.  ZZ  /\  0  <  ( abs `  x
) )  ->  0  <  ( ( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) ) )
11456, 107, 112, 113syl3anc 1187 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
0  <  ( ( abs `  x ) ^
( N  -  1 ) ) )
115 ltmul1 9560 . . . . . . . . . 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 ) ) ) ) )
11660, 106, 64, 114, 115syl112anc 1191 . . . . . . . . 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 ) ) ) ) )
117105, 116mpbid 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 ) ) ) )
11856recnd 8815 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( abs `  x
)  e.  CC )
119 expm1t 11082 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( abs `  x
)  e.  CC  /\  N  e.  NN )  ->  ( ( abs `  x
) ^ N )  =  ( ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) )  x.  ( abs `  x
) ) )
120118, 61, 119syl2anc 645 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( abs `  x
) ^ N )  =  ( ( ( abs `  x ) ^ ( N  - 
1 ) )  x.  ( abs `  x
) ) )
12194, 118mulcomd 8810 . . . . . . . . . . 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 ) ) ) )
122120, 121eqtrd 2288 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  -> 
( ( abs `  x
) ^ N )  =  ( ( abs `  x )  x.  (
( abs `  x
) ^ ( N  -  1 ) ) ) )
123122oveq2d 5794 . . . . . . . . 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 ) ) ) ) )
12455recnd 8815 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  CC  /\  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )  ->  E  e.  CC )
125124, 118, 94mulassd 8812 . . . . . . . . 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 ) ) ) ) )
126123, 125eqtr4d 2291 . . . . . . . 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 ) ) ) )
127117, 126breqtrrd 4009 . . . . . . 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 ) ) )
12853, 65, 58, 97, 127lelttrd 8928 . . . . . 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 ) ) )
12951, 53, 58, 59, 128lelttrd 8928 . . . . 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
) ) )
13050, 129eqbrtrd 4003 . . . 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
) ) )
131130expr 601 . . 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 ) ) ) )
132131ralrimiva 2599 . 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
) ) ) )
133 breq1 3986 . . . . 5  |-  ( r  =  if ( 1  <_  T ,  T ,  1 )  -> 
( r  <  ( abs `  x )  <->  if (
1  <_  T ,  T ,  1 )  <  ( abs `  x
) ) )
134133imbi1d 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 ) ) ) ) )
135134ralbidv 2536 . . 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
) ) ) ) )
136135rcla4ev 2852 . 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 ) ) ) )
13717, 132, 136syl2anc 645 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 6    <-> wb 178    /\ wa 360    = wceq 1619    e. wcel 1621   A.wral 2516   E.wrex 2517   ifcif 3525   class class class wbr 3983   -->wf 4655   ` cfv 4659  (class class class)co 5778   CCcc 8689   RRcr 8690   0cc0 8691   1c1 8692    + caddc 8694    x. cmul 8696    < clt 8821    <_ cle 8822    - cmin 8991    / cdiv 9377   NNcn 9700   NN0cn0 9918   ZZcz 9977   ZZ>=cuz 10183   RR+crp 10307   ...cfz 10734   ^cexp 11056   abscabs 11670   sum_csu 12109  Polycply 19514  coeffccoe 19516  degcdgr 19517
This theorem is referenced by:  ftalem2  20259
This theorem was proved from axioms:  ax-1 7  ax-2 8  ax-3 9  ax-mp 10  ax-5 1533  ax-6 1534  ax-7 1535  ax-gen 1536  ax-8 1623  ax-11 1624  ax-13 1625  ax-14 1626  ax-17 1628  ax-12o 1664  ax-10 1678  ax-9 1684  ax-4 1692  ax-16 1927  ax-ext 2237  ax-rep 4091  ax-sep 4101  ax-nul 4109  ax-pow 4146  ax-pr 4172  ax-un 4470  ax-inf2 7296  ax-cnex 8747  ax-resscn 8748  ax-1cn 8749  ax-icn 8750  ax-addcl 8751  ax-addrcl 8752  ax-mulcl 8753  ax-mulrcl 8754  ax-mulcom 8755  ax-addass 8756  ax-mulass 8757  ax-distr 8758  ax-i2m1 8759  ax-1ne0 8760  ax-1rid 8761  ax-rnegex 8762  ax-rrecex 8763  ax-cnre 8764  ax-pre-lttri 8765  ax-pre-lttrn 8766  ax-pre-ltadd 8767  ax-pre-mulgt0 8768  ax-pre-sup 8769  ax-addf 8770
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 940  df-3an 941  df-tru 1315  df-ex 1538  df-nf 1540  df-sb 1884  df-eu 2121  df-mo 2122  df-clab 2243  df-cleq 2249  df-clel 2252  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2422  df-ral 2521  df-rex 2522  df-reu 2523  df-rmo 2524  df-rab 2525  df-v 2759  df-sbc 2953  df-csb 3043  df-dif 3116  df-un 3118  df-in 3120  df-ss 3127  df-pss 3129  df-nul 3417  df-if 3526  df-pw 3587  df-sn 3606  df-pr 3607  df-tp 3608  df-op 3609  df-uni 3788  df-int 3823  df-iun 3867  df-br 3984  df-opab 4038  df-mpt 4039  df-tr 4074  df-eprel 4263  df-id 4267  df-po 4272  df-so 4273  df-fr 4310  df-se 4311  df-we 4312  df-ord 4353  df-on 4354  df-lim 4355  df-suc 4356  df-om 4615  df-xp 4661  df-rel 4662  df-cnv 4663  df-co 4664  df-dm 4665  df-rn 4666  df-res 4667  df-ima 4668  df-fun 4669  df-fn 4670  df-f 4671  df-f1 4672  df-fo 4673  df-f1o 4674  df-fv 4675  df-isom 4676  df-ov 5781  df-oprab 5782  df-mpt2 5783  df-of 5998  df-1st 6042  df-2nd 6043  df-iota 6211  df-riota 6258  df-recs 6342  df-rdg 6377  df-1o 6433  df-oadd 6437  df-er 6614  df-map 6728  df-pm 6729  df-en 6818  df-dom 6819  df-sdom 6820  df-fin 6821  df-sup 7148  df-oi 7179  df-card 7526  df-pnf 8823  df-mnf 8824  df-xr 8825  df-ltxr 8826  df-le 8827  df-sub 8993  df-neg 8994  df-div 9378  df-n 9701  df-2 9758  df-3 9759  df-n0 9919  df-z 9978  df-uz 10184  df-rp 10308  df-ico 10614  df-fz 10735  df-fzo 10823  df-fl 10877  df-seq 10999  df-exp 11057  df-hash 11290  df-cj 11535  df-re 11536  df-im 11537  df-sqr 11671  df-abs 11672  df-clim 11913  df-rlim 11914  df-sum 12110  df-0p 18973  df-ply 19518  df-coe 19520  df-dgr 19521
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