Users' Mathboxes Mathbox for Asger C. Ipsen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  knoppndvlem19 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem knoppndvlem19 32716
Description: Lemma for knoppndv 32720. (Contributed by Asger C. Ipsen, 17-Aug-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
knoppndvlem19.a 𝐴 = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · 𝑚)
knoppndvlem19.b 𝐵 = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (𝑚 + 1))
knoppndvlem19.j (𝜑𝐽 ∈ ℕ0)
knoppndvlem19.h (𝜑𝐻 ∈ ℝ)
knoppndvlem19.n (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
Assertion
Ref Expression
knoppndvlem19 (𝜑 → ∃𝑚 ∈ ℤ (𝐴𝐻𝐻𝐵))
Distinct variable groups:   𝜑,𝑚   𝑚,𝐽   𝑚,𝐻   𝑚,𝑁
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑚)   𝐵(𝑚)

Proof of Theorem knoppndvlem19
StepHypRef Expression
1 knoppndvlem19.h . . . 4 (𝜑𝐻 ∈ ℝ)
2 2re 11171 . . . . . . . 8 2 ∈ ℝ
32a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
4 knoppndvlem19.n . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
54nnred 11116 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
63, 5remulcld 10151 . . . . . 6 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
7 2pos 11193 . . . . . . . . 9 0 < 2
87a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < 2)
94nngt0d 11145 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < 𝑁)
103, 5, 8, 9mulgt0d 10273 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < (2 · 𝑁))
1110gt0ne0d 10673 . . . . . 6 (𝜑 → (2 · 𝑁) ≠ 0)
12 knoppndvlem19.j . . . . . . . 8 (𝜑𝐽 ∈ ℕ0)
1312nn0zd 11561 . . . . . . 7 (𝜑𝐽 ∈ ℤ)
1413znegcld 11565 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐽 ∈ ℤ)
156, 11, 14reexpclzd 13117 . . . . 5 (𝜑 → ((2 · 𝑁)↑-𝐽) ∈ ℝ)
163recnd 10149 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
175recnd 10149 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
1816, 17, 11mulne0bad 10763 . . . . 5 (𝜑 → 2 ≠ 0)
1915, 3, 18redivcld 10934 . . . 4 (𝜑 → (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) ∈ ℝ)
206, 14, 103jca 1315 . . . . . . 7 (𝜑 → ((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ -𝐽 ∈ ℤ ∧ 0 < (2 · 𝑁)))
21 expgt0 12976 . . . . . . 7 (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ -𝐽 ∈ ℤ ∧ 0 < (2 · 𝑁)) → 0 < ((2 · 𝑁)↑-𝐽))
2220, 21syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → 0 < ((2 · 𝑁)↑-𝐽))
2315, 3, 22, 8divgt0d 11040 . . . . 5 (𝜑 → 0 < (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))
2423gt0ne0d 10673 . . . 4 (𝜑 → (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) ≠ 0)
251, 19, 24redivcld 10934 . . 3 (𝜑 → (𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) ∈ ℝ)
2625flcld 12682 . 2 (𝜑 → (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) ∈ ℤ)
27 knoppndvlem19.a . . . . . . 7 𝐴 = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · 𝑚)
2827a1i 11 . . . . . 6 (𝑚 = (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) → 𝐴 = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · 𝑚))
29 id 22 . . . . . . 7 (𝑚 = (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) → 𝑚 = (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))))
3029oveq2d 6749 . . . . . 6 (𝑚 = (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) → ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · 𝑚) = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)))))
3128, 30eqtrd 2726 . . . . 5 (𝑚 = (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) → 𝐴 = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)))))
3231breq1d 4738 . . . 4 (𝑚 = (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) → (𝐴𝐻 ↔ ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)))) ≤ 𝐻))
33 knoppndvlem19.b . . . . . . 7 𝐵 = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (𝑚 + 1))
3433a1i 11 . . . . . 6 (𝑚 = (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) → 𝐵 = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (𝑚 + 1)))
3529oveq1d 6748 . . . . . . 7 (𝑚 = (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) → (𝑚 + 1) = ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) + 1))
3635oveq2d 6749 . . . . . 6 (𝑚 = (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) → ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (𝑚 + 1)) = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) + 1)))
3734, 36eqtrd 2726 . . . . 5 (𝑚 = (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) → 𝐵 = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) + 1)))
3837breq2d 4740 . . . 4 (𝑚 = (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) → (𝐻𝐵𝐻 ≤ ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) + 1))))
3932, 38anbi12d 749 . . 3 (𝑚 = (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) → ((𝐴𝐻𝐻𝐵) ↔ (((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)))) ≤ 𝐻𝐻 ≤ ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) + 1)))))
4039adantl 473 . 2 ((𝜑𝑚 = (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)))) → ((𝐴𝐻𝐻𝐵) ↔ (((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)))) ≤ 𝐻𝐻 ≤ ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) + 1)))))
4126zred 11563 . . . . 5 (𝜑 → (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) ∈ ℝ)
42 0red 10122 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
4342, 19, 23ltled 10266 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≤ (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))
44 flle 12683 . . . . . 6 ((𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) ∈ ℝ → (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) ≤ (𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)))
4525, 44syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) ≤ (𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)))
4641, 25, 19, 43, 45lemul2ad 11045 . . . 4 (𝜑 → ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)))) ≤ ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))))
471recnd 10149 . . . . 5 (𝜑𝐻 ∈ ℂ)
4819recnd 10149 . . . . 5 (𝜑 → (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) ∈ ℂ)
4947, 48, 24divcan2d 10884 . . . 4 (𝜑 → ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) = 𝐻)
5046, 49breqtrd 4754 . . 3 (𝜑 → ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)))) ≤ 𝐻)
5149eqcomd 2698 . . . 4 (𝜑𝐻 = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))))
52 peano2re 10290 . . . . . 6 ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) ∈ ℝ → ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) + 1) ∈ ℝ)
5341, 52syl 17 . . . . 5 (𝜑 → ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) + 1) ∈ ℝ)
54 fllep1 12685 . . . . . 6 ((𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) ∈ ℝ → (𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) ≤ ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) + 1))
5525, 54syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) ≤ ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) + 1))
5625, 53, 19, 43, 55lemul2ad 11045 . . . 4 (𝜑 → ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) ≤ ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) + 1)))
5751, 56eqbrtrd 4750 . . 3 (𝜑𝐻 ≤ ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) + 1)))
5850, 57jca 555 . 2 (𝜑 → (((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)))) ≤ 𝐻𝐻 ≤ ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · ((⌊‘(𝐻 / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) + 1))))
5926, 40, 58rspcedvd 3389 1 (𝜑 → ∃𝑚 ∈ ℤ (𝐴𝐻𝐻𝐵))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383  w3a 1072   = wceq 1564  wcel 2071  wrex 2983   class class class wbr 4728  cfv 5969  (class class class)co 6733  cr 10016  0cc0 10017  1c1 10018   + caddc 10020   · cmul 10022   < clt 10155  cle 10156  -cneg 10348   / cdiv 10765  cn 11101  2c2 11151  0cn0 11373  cz 11458  cfl 12674  cexp 12943
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1818  ax-5 1920  ax-6 1986  ax-7 2022  ax-8 2073  ax-9 2080  ax-10 2100  ax-11 2115  ax-12 2128  ax-13 2323  ax-ext 2672  ax-sep 4857  ax-nul 4865  ax-pow 4916  ax-pr 4979  ax-un 7034  ax-cnex 10073  ax-resscn 10074  ax-1cn 10075  ax-icn 10076  ax-addcl 10077  ax-addrcl 10078  ax-mulcl 10079  ax-mulrcl 10080  ax-mulcom 10081  ax-addass 10082  ax-mulass 10083  ax-distr 10084  ax-i2m1 10085  ax-1ne0 10086  ax-1rid 10087  ax-rnegex 10088  ax-rrecex 10089  ax-cnre 10090  ax-pre-lttri 10091  ax-pre-lttrn 10092  ax-pre-ltadd 10093  ax-pre-mulgt0 10094  ax-pre-sup 10095
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1567  df-ex 1786  df-nf 1791  df-sb 1979  df-eu 2543  df-mo 2544  df-clab 2679  df-cleq 2685  df-clel 2688  df-nfc 2823  df-ne 2865  df-nel 2968  df-ral 2987  df-rex 2988  df-reu 2989  df-rmo 2990  df-rab 2991  df-v 3274  df-sbc 3510  df-csb 3608  df-dif 3651  df-un 3653  df-in 3655  df-ss 3662  df-pss 3664  df-nul 3992  df-if 4163  df-pw 4236  df-sn 4254  df-pr 4256  df-tp 4258  df-op 4260  df-uni 4513  df-iun 4598  df-br 4729  df-opab 4789  df-mpt 4806  df-tr 4829  df-id 5096  df-eprel 5101  df-po 5107  df-so 5108  df-fr 5145  df-we 5147  df-xp 5192  df-rel 5193  df-cnv 5194  df-co 5195  df-dm 5196  df-rn 5197  df-res 5198  df-ima 5199  df-pred 5761  df-ord 5807  df-on 5808  df-lim 5809  df-suc 5810  df-iota 5932  df-fun 5971  df-fn 5972  df-f 5973  df-f1 5974  df-fo 5975  df-f1o 5976  df-fv 5977  df-riota 6694  df-ov 6736  df-oprab 6737  df-mpt2 6738  df-om 7151  df-2nd 7254  df-wrecs 7495  df-recs 7556  df-rdg 7594  df-er 7830  df-en 8041  df-dom 8042  df-sdom 8043  df-sup 8432  df-inf 8433  df-pnf 10157  df-mnf 10158  df-xr 10159  df-ltxr 10160  df-le 10161  df-sub 10349  df-neg 10350  df-div 10766  df-nn 11102  df-2 11160  df-n0 11374  df-z 11459  df-uz 11769  df-rp 11915  df-fl 12676  df-seq 12885  df-exp 12944
This theorem is referenced by:  knoppndvlem21  32718
  Copyright terms: Public domain W3C validator