Theorem qbtwnrelemcalc 10668

Description: Lemma for qbtwnre 10669. Calculations involved in showing the constructed rational number is less than 𝐵. (Contributed by Jim Kingdon, 14-Oct-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
qbtwnrelemcalc.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
qbtwnrelemcalc.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
qbtwnrelemcalc.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
qbtwnrelemcalc.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
qbtwnrelemcalc.lt	⊢ (𝜑 → 𝑀 < (𝐴 · (2 · 𝑁)))
qbtwnrelemcalc.1n	⊢ (𝜑 → (1 / 𝑁) < (𝐵 − 𝐴))

Assertion

Ref	Expression
qbtwnrelemcalc	⊢ (𝜑 → ((𝑀 + 2) / (2 · 𝑁)) < 𝐵)

Proof of Theorem qbtwnrelemcalc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2re 9353	. . . . 5 ⊢ 2 ∈ ℝ
2	1	a1i 9	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
3		qbtwnrelemcalc.b	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
4		qbtwnrelemcalc.n	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
5	4	nnred 9296	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
6	2, 5	remulcld 8346	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
7	3, 6	remulcld 8346	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐵 · (2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
8		qbtwnrelemcalc.a	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
9	8, 6	remulcld 8346	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴 · (2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
10	7, 9	resubcld 8698	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 · (2 · 𝑁)) − (𝐴 · (2 · 𝑁))) ∈ ℝ)
11		qbtwnrelemcalc.m	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
12	11	zred 9747	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
13	7, 12	resubcld 8698	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 · (2 · 𝑁)) − 𝑀) ∈ ℝ)
14		2t1e2 9437	. . . . . . . . 9 ⊢ (2 · 1) = 2
15	14	oveq1i 6085	. . . . . . . 8 ⊢ ((2 · 1) / (2 · 𝑁)) = (2 / (2 · 𝑁))
16		1cnd 8332	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
17	5	recnd 8344	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
18	2	recnd 8344	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
19	4	nnap0d 9329	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑁 # 0)
20		2ap0 9376	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 # 0
21	20	a1i 9	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 2 # 0)
22	16, 17, 18, 19, 21	divcanap5d 9137	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((2 · 1) / (2 · 𝑁)) = (1 / 𝑁))
23	15, 22	eqtr3id 2285	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (2 / (2 · 𝑁)) = (1 / 𝑁))
24		qbtwnrelemcalc.1n	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (1 / 𝑁) < (𝐵 − 𝐴))
25	23, 24	eqbrtrd 4147	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (2 / (2 · 𝑁)) < (𝐵 − 𝐴))
26	3, 8	resubcld 8698	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐵 − 𝐴) ∈ ℝ)
27		2rp 10038	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ∈ ℝ+
28	27	a1i 9	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
29	4	nnrpd 10074	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ+)
30	28, 29	rpmulcld 10093	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℝ+)
31	2, 26, 30	ltdivmul2d 10129	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((2 / (2 · 𝑁)) < (𝐵 − 𝐴) ↔ 2 < ((𝐵 − 𝐴) · (2 · 𝑁))))
32	25, 31	mpbid 147	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 2 < ((𝐵 − 𝐴) · (2 · 𝑁)))
33	3	recnd 8344	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
34	8	recnd 8344	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
35	18, 17	mulcld 8336	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℂ)
36	33, 34, 35	subdird 8732	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 − 𝐴) · (2 · 𝑁)) = ((𝐵 · (2 · 𝑁)) − (𝐴 · (2 · 𝑁))))
37	32, 36	breqtrd 4151	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 2 < ((𝐵 · (2 · 𝑁)) − (𝐴 · (2 · 𝑁))))
38		qbtwnrelemcalc.lt	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑀 < (𝐴 · (2 · 𝑁)))
39	12, 9, 7, 38	ltsub2dd 8876	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 · (2 · 𝑁)) − (𝐴 · (2 · 𝑁))) < ((𝐵 · (2 · 𝑁)) − 𝑀))
40	2, 10, 13, 37, 39	lttrd 8442	. . 3 ⊢ (𝜑 → 2 < ((𝐵 · (2 · 𝑁)) − 𝑀))
41	12, 2, 7	ltaddsub2d 8864	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑀 + 2) < (𝐵 · (2 · 𝑁)) ↔ 2 < ((𝐵 · (2 · 𝑁)) − 𝑀)))
42	40, 41	mpbird 167	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑀 + 2) < (𝐵 · (2 · 𝑁)))
43	12, 2	readdcld 8345	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑀 + 2) ∈ ℝ)
44	43, 3, 30	ltdivmul2d 10129	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝑀 + 2) / (2 · 𝑁)) < 𝐵 ↔ (𝑀 + 2) < (𝐵 · (2 · 𝑁))))
45	42, 44	mpbird 167	1 ⊢ (𝜑 → ((𝑀 + 2) / (2 · 𝑁)) < 𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ∈ wcel 2209   class class class wbr 4125  (class class class)co 6075  ℝcr 8168  0cc0 8169  1c1 8170   + caddc 8172   · cmul 8174   < clt 8350   − cmin 8487   # cap 8899   / cdiv 8992  ℕcn 9283  2c2 9334  ℤcz 9623  ℝ⁺crp 10033

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 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-sep 4244  ax-pow 4306  ax-pr 4341  ax-un 4573  ax-setind 4679  ax-cnex 8260  ax-resscn 8261  ax-1cn 8262  ax-1re 8263  ax-icn 8264  ax-addcl 8265  ax-addrcl 8266  ax-mulcl 8267  ax-mulrcl 8268  ax-addcom 8269  ax-mulcom 8270  ax-addass 8271  ax-mulass 8272  ax-distr 8273  ax-i2m1 8274  ax-0lt1 8275  ax-1rid 8276  ax-0id 8277  ax-rnegex 8278  ax-precex 8279  ax-cnre 8280  ax-pre-ltirr 8281  ax-pre-ltwlin 8282  ax-pre-lttrn 8283  ax-pre-apti 8284  ax-pre-ltadd 8285  ax-pre-mulgt0 8286  ax-pre-mulext 8287

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-pw 3687  df-sn 3711  df-pr 3712  df-op 3714  df-uni 3931  df-int 3966  df-br 4126  df-opab 4188  df-id 4433  df-po 4436  df-iso 4437  df-xp 4775  df-rel 4776  df-cnv 4777  df-co 4778  df-dm 4779  df-iota 5332  df-fun 5374  df-fv 5380  df-riota 6028  df-ov 6078  df-oprab 6079  df-mpo 6080  df-pnf 8352  df-mnf 8353  df-xr 8354  df-ltxr 8355  df-le 8356  df-sub 8489  df-neg 8490  df-reap 8893  df-ap 8900  df-div 8993  df-inn 9284  df-2 9342  df-z 9624  df-rp 10034

This theorem is referenced by:  qbtwnre  10669