Theorem cau3lem 11123

Description: Lemma for cau3 11124. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Feb-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 1-May-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
cau3lem.1	|- Z C_ ZZ
cau3lem.2	|- ( ta -> ps )
cau3lem.3	|- ( ( F ` k ) = ( F ` j ) -> ( ps <-> ch ) )
cau3lem.4	|- ( ( F ` k ) = ( F ` m ) -> ( ps <-> th ) )
cau3lem.5	|- ( ( ph /\ ch /\ ps ) -> ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` k ) ) ) = ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) )
cau3lem.6	|- ( ( ph /\ th /\ ch ) -> ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) = ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) )
cau3lem.7	|- ( ( ph /\ ( ps /\ th ) /\ ( ch /\ x e. RR ) ) -> ( ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) /\ ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )

Assertion

Ref	Expression
cau3lem	|- ( ph -> ( A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) <-> A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )

Distinct variable groups:   k, m, ch   x, k, D, m   k, F, m, x   j, k, m, x, ph   k, G, m, x   ps, m, x   ta, x   th, k   x, Z

Allowed substitution hints:   ps( j, k)   ch( x, j)   th( x, j, m)   ta( j, k, m)   D( j)   F( j)   G( j)   Z( j, k, m)

Proof of Theorem cau3lem

Dummy variable z is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		breq2 4008	. . . . . 6 |- ( x = z -> ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x <-> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < z ) )
2	1	anbi2d 464	. . . . 5 |- ( x = z -> ( ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) <-> ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < z ) ) )
3	2	rexralbidv 2503	. . . 4 |- ( x = z -> ( E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) <-> E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < z ) ) )
4	3	cbvralv 2704	. . 3 |- ( A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) <-> A. z e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < z ) )
5		rphalfcl 9681	. . . . . . 7 |- ( x e. RR+ -> ( x / 2 ) e. RR+ )
6		breq2 4008	. . . . . . . . . 10 |- ( z = ( x / 2 ) -> ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < z <-> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) )
7	6	anbi2d 464	. . . . . . . . 9 |- ( z = ( x / 2 ) -> ( ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < z ) <-> ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) )
8	7	rexralbidv 2503	. . . . . . . 8 |- ( z = ( x / 2 ) -> ( E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < z ) <-> E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) )
9	8	rspcv 2838	. . . . . . 7 |- ( ( x / 2 ) e. RR+ -> ( A. z e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < z ) -> E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) )
10	5, 9	syl 14	. . . . . 6 |- ( x e. RR+ -> ( A. z e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < z ) -> E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) )
11	10	adantl 277	. . . . 5 |- ( ( ph /\ x e. RR+ ) -> ( A. z e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < z ) -> E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) )
12		cau3lem.2	. . . . . . . . . 10 |- ( ta -> ps )
13	12	ralimi 2540	. . . . . . . . 9 |- ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ta -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps )
14		r19.26 2603	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) <-> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) )
15		fveq2 5516	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( k = m -> ( F ` k ) = ( F ` m ) )
16		cau3lem.4	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( F ` k ) = ( F ` m ) -> ( ps <-> th ) )
17	15, 16	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( k = m -> ( ps <-> th ) )
18	15	oveq1d 5890	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( k = m -> ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) = ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) )
19	18	fveq2d 5520	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( k = m -> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) = ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) )
20	19	breq1d 4014	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( k = m -> ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) <-> ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) )
21	17, 20	anbi12d 473	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( k = m -> ( ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) <-> ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) )
22	21	cbvralv 2704	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) <-> A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) )
23	22	biimpi 120	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) )
24	23	a1i 9	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ j e. Z ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) )
25	14, 24	biimtrrid 153	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ j e. Z ) -> ( ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) )
26	25	expdimp 259	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ j e. Z ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) -> A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) )
27		cau3lem.1	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- Z C_ ZZ
28	27	sseli 3152	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( j e. Z -> j e. ZZ )
29		uzid 9542	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( j e. ZZ -> j e. ( ZZ>= ` j ) )
30	28, 29	syl 14	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( j e. Z -> j e. ( ZZ>= ` j ) )
31		fveq2 5516	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( k = j -> ( F ` k ) = ( F ` j ) )
32		cau3lem.3	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( F ` k ) = ( F ` j ) -> ( ps <-> ch ) )
33	31, 32	syl 14	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( k = j -> ( ps <-> ch ) )
34	33	rspcva 2840	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( j e. ( ZZ>= ` j ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> ch )
35	30, 34	sylan 283	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( j e. Z /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> ch )
36	35	adantll 476	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ j e. Z ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> ch )
37	26, 36	jctild 316	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ j e. Z ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) -> ( ch /\ A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) ) )
38		simplll 533	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ th ) ) /\ ps ) -> ph )
39		simplrr 536	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ th ) ) /\ ps ) -> th )
40		simplrl 535	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ th ) ) /\ ps ) -> ch )
41		cau3lem.6	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 |- ( ( ph /\ th /\ ch ) -> ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) = ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) )
42	38, 39, 40, 41	syl3anc 1238	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ th ) ) /\ ps ) -> ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) = ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) )
43	42	breq1d 4014	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ th ) ) /\ ps ) -> ( ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) <-> ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) < ( x / 2 ) ) )
44	43	anbi2d 464	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ th ) ) /\ ps ) -> ( ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) <-> ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) /\ ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) )
45		simpr 110	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ th ) ) /\ ps ) -> ps )
46		simpllr 534	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ th ) ) /\ ps ) -> x e. RR+ )
47	46	rpred 9696	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ th ) ) /\ ps ) -> x e. RR )
48		cau3lem.7	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 |- ( ( ph /\ ( ps /\ th ) /\ ( ch /\ x e. RR ) ) -> ( ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) /\ ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
49	38, 45, 39, 40, 47, 48	syl122anc 1247	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ th ) ) /\ ps ) -> ( ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) /\ ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
50	44, 49	sylbid 150	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ th ) ) /\ ps ) -> ( ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
51	50	expd 258	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ th ) ) /\ ps ) -> ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) -> ( ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) -> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )
52	51	impr 379	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ th ) ) /\ ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) -> ( ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) -> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
53	52	an32s 568	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) /\ ( ch /\ th ) ) -> ( ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) -> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
54	53	anassrs 400	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 |- ( ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) /\ ch ) /\ th ) -> ( ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) -> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
55	54	expimpd 363	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) /\ ch ) -> ( ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
56	55	ralimdv 2545	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) /\ ch ) -> ( A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
57	56	impr 379	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) /\ ( ch /\ A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) ) -> A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x )
58	57	an32s 568	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) ) /\ ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) -> A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x )
59	58	expr 375	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) ) /\ ps ) -> ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) -> A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
60		uzss 9548	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( k e. ( ZZ>= ` j ) -> ( ZZ>= ` k ) C_ ( ZZ>= ` j ) )
61		ssralv 3220	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( ( ZZ>= ` k ) C_ ( ZZ>= ` j ) -> ( A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x -> A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
62	60, 61	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( k e. ( ZZ>= ` j ) -> ( A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x -> A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
63	59, 62	sylan9 409	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) ) /\ ps ) /\ k e. ( ZZ>= ` j ) ) -> ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) -> A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
64	63	an32s 568	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) ) /\ k e. ( ZZ>= ` j ) ) /\ ps ) -> ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) -> A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
65	64	expimpd 363	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) ) /\ k e. ( ZZ>= ` j ) ) -> ( ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
66	65	ralimdva 2544	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ ( ch /\ A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
67	66	ex 115	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ph /\ x e. RR+ ) -> ( ( ch /\ A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )
68	67	com23 78	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ph /\ x e. RR+ ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> ( ( ch /\ A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )
69	68	adantr 276	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ j e. Z ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ps /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> ( ( ch /\ A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )
70	14, 69	biimtrrid 153	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ j e. Z ) -> ( ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> ( ( ch /\ A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )
71	70	expdimp 259	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ j e. Z ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) -> ( ( ch /\ A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( th /\ ( G ` ( ( F ` m ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) ) -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )
72	37, 71	mpdd 41	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ j e. Z ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
73	13, 72	sylan2 286	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ j e. Z ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ta ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
74	73	imdistanda 448	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ j e. Z ) -> ( ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ta /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ta /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )
75		r19.26 2603	. . . . . . 7 |- ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) <-> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ta /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) )
76		r19.26 2603	. . . . . . 7 |- ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) <-> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ta /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
77	74, 75, 76	3imtr4g 205	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ x e. RR+ ) /\ j e. Z ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )
78	77	reximdva 2579	. . . . 5 |- ( ( ph /\ x e. RR+ ) -> ( E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )
79	11, 78	syld 45	. . . 4 |- ( ( ph /\ x e. RR+ ) -> ( A. z e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < z ) -> E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )
80	79	ralrimdva 2557	. . 3 |- ( ph -> ( A. z e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < z ) -> A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )
81	4, 80	biimtrid 152	. 2 |- ( ph -> ( A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) -> A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )
82		fveq2 5516	. . . . . . . . . . . 12 |- ( k = j -> ( ZZ>= ` k ) = ( ZZ>= ` j ) )
83	31	oveq1d 5890	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( k = j -> ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) = ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) )
84	83	fveq2d 5520	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( k = j -> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) = ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) )
85	84	breq1d 4014	. . . . . . . . . . . 12 |- ( k = j -> ( ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x <-> ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
86	82, 85	raleqbidv 2685	. . . . . . . . . . 11 |- ( k = j -> ( A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x <-> A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
87	86	rspcv 2838	. . . . . . . . . 10 |- ( j e. ( ZZ>= ` j ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x -> A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
88	87	ad2antlr 489	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ j e. ( ZZ>= ` j ) ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x -> A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) < x ) )
89		fveq2 5516	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( m = k -> ( F ` m ) = ( F ` k ) )
90	89	oveq2d 5891	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( m = k -> ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) = ( ( F ` j ) D ( F ` k ) ) )
91	90	fveq2d 5520	. . . . . . . . . . . 12 |- ( m = k -> ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) = ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` k ) ) ) )
92	91	breq1d 4014	. . . . . . . . . . 11 |- ( m = k -> ( ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) < x <-> ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` k ) ) ) < x ) )
93	92	cbvralv 2704	. . . . . . . . . 10 |- ( A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) < x <-> A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` k ) ) ) < x )
94	34	anim2i 342	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ph /\ ( j e. ( ZZ>= ` j ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) ) -> ( ph /\ ch ) )
95	94	anassrs 400	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ j e. ( ZZ>= ` j ) ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> ( ph /\ ch ) )
96		simpr 110	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ j e. ( ZZ>= ` j ) ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps )
97		cau3lem.5	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ph /\ ch /\ ps ) -> ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` k ) ) ) = ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) )
98	97	breq1d 4014	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ph /\ ch /\ ps ) -> ( ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` k ) ) ) < x <-> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) )
99	98	3expia 1205	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ph /\ ch ) -> ( ps -> ( ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` k ) ) ) < x <-> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) ) )
100	99	ralimdv 2545	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ph /\ ch ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` k ) ) ) < x <-> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) ) )
101	95, 96, 100	sylc 62	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ j e. ( ZZ>= ` j ) ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` k ) ) ) < x <-> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) )
102		ralbi 2609	. . . . . . . . . . 11 |- ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` k ) ) ) < x <-> ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` k ) ) ) < x <-> A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) )
103	101, 102	syl 14	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ j e. ( ZZ>= ` j ) ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` k ) ) ) < x <-> A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) )
104	93, 103	bitrid 192	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ j e. ( ZZ>= ` j ) ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> ( A. m e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` j ) D ( F ` m ) ) ) < x <-> A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) )
105	88, 104	sylibd 149	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ j e. ( ZZ>= ` j ) ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ps ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) )
106	13, 105	sylan2 286	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ j e. ( ZZ>= ` j ) ) /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ta ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) )
107	106	imdistanda 448	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ j e. ( ZZ>= ` j ) ) -> ( ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ta /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ta /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) ) )
108	30, 107	sylan2 286	. . . . 5 |- ( ( ph /\ j e. Z ) -> ( ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ta /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ta /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) ) )
109		r19.26 2603	. . . . 5 |- ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) <-> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ta /\ A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) )
110	108, 76, 109	3imtr4g 205	. . . 4 |- ( ( ph /\ j e. Z ) -> ( A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) -> A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) ) )
111	110	reximdva 2579	. . 3 |- ( ph -> ( E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) -> E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) ) )
112	111	ralimdv 2545	. 2 |- ( ph -> ( A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) -> A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) ) )
113	81, 112	impbid 129	1 |- ( ph -> ( A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` j ) ) ) < x ) <-> A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ta /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( G ` ( ( F ` k ) D ( F ` m ) ) ) < x ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   /\ w3a 978   = wceq 1353   e. wcel 2148   A.wral 2455   E.wrex 2456   C_ wss 3130   class class class wbr 4004   ` cfv 5217  (class class class)co 5875   RRcr 7810   < clt 7992   / cdiv 8629   2c2 8970   ZZcz 9253   ZZ>=cuz 9528   RR+crp 9653

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-sep 4122  ax-pow 4175  ax-pr 4210  ax-un 4434  ax-setind 4537  ax-cnex 7902  ax-resscn 7903  ax-1cn 7904  ax-1re 7905  ax-icn 7906  ax-addcl 7907  ax-addrcl 7908  ax-mulcl 7909  ax-mulrcl 7910  ax-addcom 7911  ax-mulcom 7912  ax-addass 7913  ax-mulass 7914  ax-distr 7915  ax-i2m1 7916  ax-0lt1 7917  ax-1rid 7918  ax-0id 7919  ax-rnegex 7920  ax-precex 7921  ax-cnre 7922  ax-pre-ltirr 7923  ax-pre-ltwlin 7924  ax-pre-lttrn 7925  ax-pre-apti 7926  ax-pre-ltadd 7927  ax-pre-mulgt0 7928  ax-pre-mulext 7929

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2740  df-sbc 2964  df-dif 3132  df-un 3134  df-in 3136  df-ss 3143  df-pw 3578  df-sn 3599  df-pr 3600  df-op 3602  df-uni 3811  df-br 4005  df-opab 4066  df-mpt 4067  df-id 4294  df-po 4297  df-iso 4298  df-xp 4633  df-rel 4634  df-cnv 4635  df-co 4636  df-dm 4637  df-rn 4638  df-res 4639  df-ima 4640  df-iota 5179  df-fun 5219  df-fn 5220  df-f 5221  df-fv 5225  df-riota 5831  df-ov 5878  df-oprab 5879  df-mpo 5880  df-pnf 7994  df-mnf 7995  df-xr 7996  df-ltxr 7997  df-le 7998  df-sub 8130  df-neg 8131  df-reap 8532  df-ap 8539  df-div 8630  df-2 8978  df-z 9254  df-uz 9529  df-rp 9654

This theorem is referenced by:  cau3  11124