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

Theorem ltdifltdiv 12800
Description: If the dividend of a division is less than the difference between a real number and the divisor, the floor function of the division plus 1 is less than the division of the real number by the divisor. (Contributed by Alexander van der Vekens, 14-Apr-2018.)
Assertion
Ref Expression
ltdifltdiv ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → (𝐴 < (𝐶𝐵) → ((⌊‘(𝐴 / 𝐵)) + 1) < (𝐶 / 𝐵)))

Proof of Theorem ltdifltdiv
StepHypRef Expression
1 refldivcl 12789 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (⌊‘(𝐴 / 𝐵)) ∈ ℝ)
2 peano2re 10372 . . . . . 6 ((⌊‘(𝐴 / 𝐵)) ∈ ℝ → ((⌊‘(𝐴 / 𝐵)) + 1) ∈ ℝ)
31, 2syl 17 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((⌊‘(𝐴 / 𝐵)) + 1) ∈ ℝ)
433adant3 1124 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → ((⌊‘(𝐴 / 𝐵)) + 1) ∈ ℝ)
54adantr 472 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → ((⌊‘(𝐴 / 𝐵)) + 1) ∈ ℝ)
6 rerpdivcl 12025 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (𝐴 / 𝐵) ∈ ℝ)
7 peano2re 10372 . . . . . 6 ((𝐴 / 𝐵) ∈ ℝ → ((𝐴 / 𝐵) + 1) ∈ ℝ)
86, 7syl 17 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((𝐴 / 𝐵) + 1) ∈ ℝ)
983adant3 1124 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → ((𝐴 / 𝐵) + 1) ∈ ℝ)
109adantr 472 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → ((𝐴 / 𝐵) + 1) ∈ ℝ)
11 rerpdivcl 12025 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (𝐶 / 𝐵) ∈ ℝ)
1211ancoms 468 . . . . 5 ((𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → (𝐶 / 𝐵) ∈ ℝ)
13123adant1 1122 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → (𝐶 / 𝐵) ∈ ℝ)
1413adantr 472 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → (𝐶 / 𝐵) ∈ ℝ)
1513adant3 1124 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → (⌊‘(𝐴 / 𝐵)) ∈ ℝ)
1615adantr 472 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → (⌊‘(𝐴 / 𝐵)) ∈ ℝ)
1763adant3 1124 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → (𝐴 / 𝐵) ∈ ℝ)
1817adantr 472 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → (𝐴 / 𝐵) ∈ ℝ)
19 1red 10218 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → 1 ∈ ℝ)
20 3simpa 1140 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+))
2120adantr 472 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+))
22 fldivle 12797 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (⌊‘(𝐴 / 𝐵)) ≤ (𝐴 / 𝐵))
2321, 22syl 17 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → (⌊‘(𝐴 / 𝐵)) ≤ (𝐴 / 𝐵))
2416, 18, 19, 23leadd1dd 10804 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → ((⌊‘(𝐴 / 𝐵)) + 1) ≤ ((𝐴 / 𝐵) + 1))
25 rpre 12003 . . . . . . 7 (𝐵 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℝ)
26 ltaddsub 10665 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → ((𝐴 + 𝐵) < 𝐶𝐴 < (𝐶𝐵)))
2725, 26syl3an2 1497 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → ((𝐴 + 𝐵) < 𝐶𝐴 < (𝐶𝐵)))
2827biimpar 503 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → (𝐴 + 𝐵) < 𝐶)
29 recn 10189 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 / 𝐵) ∈ ℝ → (𝐴 / 𝐵) ∈ ℂ)
306, 29syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (𝐴 / 𝐵) ∈ ℂ)
31303adant3 1124 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → (𝐴 / 𝐵) ∈ ℂ)
32 1cnd 10219 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → 1 ∈ ℂ)
33 rpcn 12005 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℂ)
34333ad2ant2 1126 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → 𝐵 ∈ ℂ)
3531, 32, 34adddird 10228 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → (((𝐴 / 𝐵) + 1) · 𝐵) = (((𝐴 / 𝐵) · 𝐵) + (1 · 𝐵)))
36 recn 10189 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ∈ ℂ)
37363ad2ant1 1125 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → 𝐴 ∈ ℂ)
38 rpne0 12012 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ ℝ+𝐵 ≠ 0)
39383ad2ant2 1126 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → 𝐵 ≠ 0)
4037, 34, 39divcan1d 10965 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → ((𝐴 / 𝐵) · 𝐵) = 𝐴)
4133mulid2d 10221 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ ℝ+ → (1 · 𝐵) = 𝐵)
42413ad2ant2 1126 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → (1 · 𝐵) = 𝐵)
4340, 42oveq12d 6819 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → (((𝐴 / 𝐵) · 𝐵) + (1 · 𝐵)) = (𝐴 + 𝐵))
4435, 43eqtrd 2782 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → (((𝐴 / 𝐵) + 1) · 𝐵) = (𝐴 + 𝐵))
45 recn 10189 . . . . . . . . 9 (𝐶 ∈ ℝ → 𝐶 ∈ ℂ)
46453ad2ant3 1127 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → 𝐶 ∈ ℂ)
4746, 34, 39divcan1d 10965 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → ((𝐶 / 𝐵) · 𝐵) = 𝐶)
4844, 47breq12d 4805 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → ((((𝐴 / 𝐵) + 1) · 𝐵) < ((𝐶 / 𝐵) · 𝐵) ↔ (𝐴 + 𝐵) < 𝐶))
4948adantr 472 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → ((((𝐴 / 𝐵) + 1) · 𝐵) < ((𝐶 / 𝐵) · 𝐵) ↔ (𝐴 + 𝐵) < 𝐶))
5028, 49mpbird 247 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → (((𝐴 / 𝐵) + 1) · 𝐵) < ((𝐶 / 𝐵) · 𝐵))
5117, 7syl 17 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → ((𝐴 / 𝐵) + 1) ∈ ℝ)
52 simp2 1129 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → 𝐵 ∈ ℝ+)
5351, 13, 52ltmul1d 12077 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → (((𝐴 / 𝐵) + 1) < (𝐶 / 𝐵) ↔ (((𝐴 / 𝐵) + 1) · 𝐵) < ((𝐶 / 𝐵) · 𝐵)))
5453adantr 472 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → (((𝐴 / 𝐵) + 1) < (𝐶 / 𝐵) ↔ (((𝐴 / 𝐵) + 1) · 𝐵) < ((𝐶 / 𝐵) · 𝐵)))
5550, 54mpbird 247 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → ((𝐴 / 𝐵) + 1) < (𝐶 / 𝐵))
565, 10, 14, 24, 55lelttrd 10358 . 2 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < (𝐶𝐵)) → ((⌊‘(𝐴 / 𝐵)) + 1) < (𝐶 / 𝐵))
5756ex 449 1 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ) → (𝐴 < (𝐶𝐵) → ((⌊‘(𝐴 / 𝐵)) + 1) < (𝐶 / 𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383  w3a 1072   = wceq 1620  wcel 2127  wne 2920   class class class wbr 4792  cfv 6037  (class class class)co 6801  cc 10097  cr 10098  0cc0 10099  1c1 10100   + caddc 10102   · cmul 10104   < clt 10237  cle 10238  cmin 10429   / cdiv 10847  +crp 11996  cfl 12756
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1859  ax-4 1874  ax-5 1976  ax-6 2042  ax-7 2078  ax-8 2129  ax-9 2136  ax-10 2156  ax-11 2171  ax-12 2184  ax-13 2379  ax-ext 2728  ax-sep 4921  ax-nul 4929  ax-pow 4980  ax-pr 5043  ax-un 7102  ax-cnex 10155  ax-resscn 10156  ax-1cn 10157  ax-icn 10158  ax-addcl 10159  ax-addrcl 10160  ax-mulcl 10161  ax-mulrcl 10162  ax-mulcom 10163  ax-addass 10164  ax-mulass 10165  ax-distr 10166  ax-i2m1 10167  ax-1ne0 10168  ax-1rid 10169  ax-rnegex 10170  ax-rrecex 10171  ax-cnre 10172  ax-pre-lttri 10173  ax-pre-lttrn 10174  ax-pre-ltadd 10175  ax-pre-mulgt0 10176  ax-pre-sup 10177
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1623  df-ex 1842  df-nf 1847  df-sb 2035  df-eu 2599  df-mo 2600  df-clab 2735  df-cleq 2741  df-clel 2744  df-nfc 2879  df-ne 2921  df-nel 3024  df-ral 3043  df-rex 3044  df-reu 3045  df-rmo 3046  df-rab 3047  df-v 3330  df-sbc 3565  df-csb 3663  df-dif 3706  df-un 3708  df-in 3710  df-ss 3717  df-pss 3719  df-nul 4047  df-if 4219  df-pw 4292  df-sn 4310  df-pr 4312  df-tp 4314  df-op 4316  df-uni 4577  df-iun 4662  df-br 4793  df-opab 4853  df-mpt 4870  df-tr 4893  df-id 5162  df-eprel 5167  df-po 5175  df-so 5176  df-fr 5213  df-we 5215  df-xp 5260  df-rel 5261  df-cnv 5262  df-co 5263  df-dm 5264  df-rn 5265  df-res 5266  df-ima 5267  df-pred 5829  df-ord 5875  df-on 5876  df-lim 5877  df-suc 5878  df-iota 6000  df-fun 6039  df-fn 6040  df-f 6041  df-f1 6042  df-fo 6043  df-f1o 6044  df-fv 6045  df-riota 6762  df-ov 6804  df-oprab 6805  df-mpt2 6806  df-om 7219  df-wrecs 7564  df-recs 7625  df-rdg 7663  df-er 7899  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-sup 8501  df-inf 8502  df-pnf 10239  df-mnf 10240  df-xr 10241  df-ltxr 10242  df-le 10243  df-sub 10431  df-neg 10432  df-div 10848  df-nn 11184  df-n0 11456  df-z 11541  df-uz 11851  df-rp 11997  df-fl 12758
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator