MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  iscmet3lem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem iscmet3lem3 22996
Description: Lemma for iscmet3 22999. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Oct-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
iscmet3.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
Assertion
Ref Expression
iscmet3lem3 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)((1 / 2)↑𝑘) < 𝑅)
Distinct variable groups:   𝑗,𝑘,𝑅   𝑗,𝑍,𝑘   𝑗,𝑀,𝑘

Proof of Theorem iscmet3lem3
Dummy variable 𝑛 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iscmet3.1 . . 3 𝑍 = (ℤ𝑀)
2 simpl 473 . . 3 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) → 𝑀 ∈ ℤ)
3 simpr 477 . . 3 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) → 𝑅 ∈ ℝ+)
4 eluzelz 11641 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑘 ∈ ℤ)
54, 1eleq2s 2716 . . . . 5 (𝑘𝑍𝑘 ∈ ℤ)
65adantl 482 . . . 4 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘𝑍) → 𝑘 ∈ ℤ)
7 oveq2 6612 . . . . 5 (𝑛 = 𝑘 → ((1 / 2)↑𝑛) = ((1 / 2)↑𝑘))
8 eqid 2621 . . . . 5 (𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) = (𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛))
9 ovex 6632 . . . . 5 ((1 / 2)↑𝑘) ∈ V
107, 8, 9fvmpt 6239 . . . 4 (𝑘 ∈ ℤ → ((𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
116, 10syl 17 . . 3 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘𝑍) → ((𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
12 nn0uz 11666 . . . . . . 7 0 = (ℤ‘0)
1312reseq2i 5353 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ↾ ℕ0) = ((𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ↾ (ℤ‘0))
14 nn0ssz 11342 . . . . . . 7 0 ⊆ ℤ
15 resmpt 5408 . . . . . . 7 (ℕ0 ⊆ ℤ → ((𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ↾ ℕ0) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))
1614, 15ax-mp 5 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ↾ ℕ0) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))
1713, 16eqtr3i 2645 . . . . 5 ((𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ↾ (ℤ‘0)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))
18 halfcn 11191 . . . . . . 7 (1 / 2) ∈ ℂ
1918a1i 11 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) → (1 / 2) ∈ ℂ)
20 halfre 11190 . . . . . . . . 9 (1 / 2) ∈ ℝ
21 1rp 11780 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℝ+
22 rphalfcl 11802 . . . . . . . . . . 11 (1 ∈ ℝ+ → (1 / 2) ∈ ℝ+)
2321, 22ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (1 / 2) ∈ ℝ+
24 rpge0 11789 . . . . . . . . . 10 ((1 / 2) ∈ ℝ+ → 0 ≤ (1 / 2))
2523, 24ax-mp 5 . . . . . . . . 9 0 ≤ (1 / 2)
26 absid 13970 . . . . . . . . 9 (((1 / 2) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (1 / 2)) → (abs‘(1 / 2)) = (1 / 2))
2720, 25, 26mp2an 707 . . . . . . . 8 (abs‘(1 / 2)) = (1 / 2)
28 halflt1 11194 . . . . . . . 8 (1 / 2) < 1
2927, 28eqbrtri 4634 . . . . . . 7 (abs‘(1 / 2)) < 1
3029a1i 11 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) → (abs‘(1 / 2)) < 1)
3119, 30expcnv 14521 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ⇝ 0)
3217, 31syl5eqbr 4648 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) → ((𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ↾ (ℤ‘0)) ⇝ 0)
33 0z 11332 . . . . 5 0 ∈ ℤ
34 zex 11330 . . . . . . 7 ℤ ∈ V
3534mptex 6440 . . . . . 6 (𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ∈ V
3635a1i 11 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ∈ V)
37 climres 14240 . . . . 5 ((0 ∈ ℤ ∧ (𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ∈ V) → (((𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ↾ (ℤ‘0)) ⇝ 0 ↔ (𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ⇝ 0))
3833, 36, 37sylancr 694 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) → (((𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ↾ (ℤ‘0)) ⇝ 0 ↔ (𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ⇝ 0))
3932, 38mpbid 222 . . 3 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑛 ∈ ℤ ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) ⇝ 0)
401, 2, 3, 11, 39climi0 14177 . 2 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((1 / 2)↑𝑘)) < 𝑅)
411uztrn2 11649 . . . . . 6 ((𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → 𝑘𝑍)
42 rpexpcl 12819 . . . . . . . . 9 (((1 / 2) ∈ ℝ+𝑘 ∈ ℤ) → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ+)
4323, 6, 42sylancr 694 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘𝑍) → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ+)
44 rpre 11783 . . . . . . . . 9 (((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ+ → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ)
45 rpge0 11789 . . . . . . . . 9 (((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ+ → 0 ≤ ((1 / 2)↑𝑘))
4644, 45absidd 14095 . . . . . . . 8 (((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ+ → (abs‘((1 / 2)↑𝑘)) = ((1 / 2)↑𝑘))
4743, 46syl 17 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘𝑍) → (abs‘((1 / 2)↑𝑘)) = ((1 / 2)↑𝑘))
4847breq1d 4623 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘𝑍) → ((abs‘((1 / 2)↑𝑘)) < 𝑅 ↔ ((1 / 2)↑𝑘) < 𝑅))
4941, 48sylan2 491 . . . . 5 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗))) → ((abs‘((1 / 2)↑𝑘)) < 𝑅 ↔ ((1 / 2)↑𝑘) < 𝑅))
5049anassrs 679 . . . 4 ((((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑗)) → ((abs‘((1 / 2)↑𝑘)) < 𝑅 ↔ ((1 / 2)↑𝑘) < 𝑅))
5150ralbidva 2979 . . 3 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗𝑍) → (∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((1 / 2)↑𝑘)) < 𝑅 ↔ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑗)((1 / 2)↑𝑘) < 𝑅))
5251rexbidva 3042 . 2 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) → (∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)(abs‘((1 / 2)↑𝑘)) < 𝑅 ↔ ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)((1 / 2)↑𝑘) < 𝑅))
5340, 52mpbid 222 1 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) → ∃𝑗𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑗)((1 / 2)↑𝑘) < 𝑅)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  wral 2907  wrex 2908  Vcvv 3186  wss 3555   class class class wbr 4613  cmpt 4673  cres 5076  cfv 5847  (class class class)co 6604  cc 9878  cr 9879  0cc0 9880  1c1 9881   < clt 10018  cle 10019   / cdiv 10628  2c2 11014  0cn0 11236  cz 11321  cuz 11631  +crp 11776  cexp 12800  abscabs 13908  cli 14149
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957  ax-pre-sup 9958
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-iun 4487  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-om 7013  df-2nd 7114  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-er 7687  df-pm 7805  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-sup 8292  df-inf 8293  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-div 10629  df-nn 10965  df-2 11023  df-3 11024  df-n0 11237  df-z 11322  df-uz 11632  df-rp 11777  df-fl 12533  df-seq 12742  df-exp 12801  df-cj 13773  df-re 13774  df-im 13775  df-sqrt 13909  df-abs 13910  df-clim 14153  df-rlim 14154
This theorem is referenced by:  iscmet3lem1  22997  iscmet3lem2  22998
  Copyright terms: Public domain W3C validator