ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  resqrexlemdecn GIF version

Theorem resqrexlemdecn 10272
Description: Lemma for resqrex 10286. The sequence is decreasing. (Contributed by Jim Kingdon, 31-Jul-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
resqrexlemex.seq 𝐹 = seq1((𝑦 ∈ ℝ+, 𝑧 ∈ ℝ+ ↦ ((𝑦 + (𝐴 / 𝑦)) / 2)), (ℕ × {(1 + 𝐴)}), ℝ+)
resqrexlemex.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
resqrexlemex.agt0 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
resqrexlemdecn.n (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
resqrexlemdecn.m (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
resqrexlemdecn.nm (𝜑𝑁 < 𝑀)
Assertion
Ref Expression
resqrexlemdecn (𝜑 → (𝐹𝑀) < (𝐹𝑁))
Distinct variable groups:   𝑦,𝐴,𝑧   𝜑,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑦,𝑧)   𝑀(𝑦,𝑧)   𝑁(𝑦,𝑧)

Proof of Theorem resqrexlemdecn
Dummy variables 𝑘 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 resqrexlemdecn.n . . . . 5 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
21nnzd 8763 . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
32peano2zd 8767 . . 3 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
4 resqrexlemdecn.m . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
54nnzd 8763 . . 3 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
6 resqrexlemdecn.nm . . . 4 (𝜑𝑁 < 𝑀)
7 nnltp1le 8706 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 < 𝑀 ↔ (𝑁 + 1) ≤ 𝑀))
81, 4, 7syl2anc 403 . . . 4 (𝜑 → (𝑁 < 𝑀 ↔ (𝑁 + 1) ≤ 𝑀))
96, 8mpbid 145 . . 3 (𝜑 → (𝑁 + 1) ≤ 𝑀)
10 fveq2 5253 . . . . . 6 (𝑤 = (𝑁 + 1) → (𝐹𝑤) = (𝐹‘(𝑁 + 1)))
1110breq1d 3821 . . . . 5 (𝑤 = (𝑁 + 1) → ((𝐹𝑤) < (𝐹𝑁) ↔ (𝐹‘(𝑁 + 1)) < (𝐹𝑁)))
1211imbi2d 228 . . . 4 (𝑤 = (𝑁 + 1) → ((𝜑 → (𝐹𝑤) < (𝐹𝑁)) ↔ (𝜑 → (𝐹‘(𝑁 + 1)) < (𝐹𝑁))))
13 fveq2 5253 . . . . . 6 (𝑤 = 𝑘 → (𝐹𝑤) = (𝐹𝑘))
1413breq1d 3821 . . . . 5 (𝑤 = 𝑘 → ((𝐹𝑤) < (𝐹𝑁) ↔ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)))
1514imbi2d 228 . . . 4 (𝑤 = 𝑘 → ((𝜑 → (𝐹𝑤) < (𝐹𝑁)) ↔ (𝜑 → (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁))))
16 fveq2 5253 . . . . . 6 (𝑤 = (𝑘 + 1) → (𝐹𝑤) = (𝐹‘(𝑘 + 1)))
1716breq1d 3821 . . . . 5 (𝑤 = (𝑘 + 1) → ((𝐹𝑤) < (𝐹𝑁) ↔ (𝐹‘(𝑘 + 1)) < (𝐹𝑁)))
1817imbi2d 228 . . . 4 (𝑤 = (𝑘 + 1) → ((𝜑 → (𝐹𝑤) < (𝐹𝑁)) ↔ (𝜑 → (𝐹‘(𝑘 + 1)) < (𝐹𝑁))))
19 fveq2 5253 . . . . . 6 (𝑤 = 𝑀 → (𝐹𝑤) = (𝐹𝑀))
2019breq1d 3821 . . . . 5 (𝑤 = 𝑀 → ((𝐹𝑤) < (𝐹𝑁) ↔ (𝐹𝑀) < (𝐹𝑁)))
2120imbi2d 228 . . . 4 (𝑤 = 𝑀 → ((𝜑 → (𝐹𝑤) < (𝐹𝑁)) ↔ (𝜑 → (𝐹𝑀) < (𝐹𝑁))))
22 resqrexlemex.seq . . . . . . 7 𝐹 = seq1((𝑦 ∈ ℝ+, 𝑧 ∈ ℝ+ ↦ ((𝑦 + (𝐴 / 𝑦)) / 2)), (ℕ × {(1 + 𝐴)}), ℝ+)
23 resqrexlemex.a . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
24 resqrexlemex.agt0 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
2522, 23, 24resqrexlemdec 10271 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑁 + 1)) < (𝐹𝑁))
261, 25mpdan 412 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹‘(𝑁 + 1)) < (𝐹𝑁))
2726a1i 9 . . . 4 ((𝑁 + 1) ∈ ℤ → (𝜑 → (𝐹‘(𝑁 + 1)) < (𝐹𝑁)))
2822, 23, 24resqrexlemf 10267 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐹:ℕ⟶ℝ+)
2928ad2antrr 472 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → 𝐹:ℕ⟶ℝ+)
30 simplr2 982 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → 𝑘 ∈ ℤ)
31 1red 7406 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → 1 ∈ ℝ)
323ad2antrr 472 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
3332zred 8764 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝑁 + 1) ∈ ℝ)
3430zred 8764 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → 𝑘 ∈ ℝ)
351nnred 8329 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
361nngt0d 8359 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 0 < 𝑁)
37 0re 7391 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 0 ∈ ℝ
38 ltle 7475 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((0 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (0 < 𝑁 → 0 ≤ 𝑁))
3937, 38mpan 415 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℝ → (0 < 𝑁 → 0 ≤ 𝑁))
4035, 36, 39sylc 61 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 0 ≤ 𝑁)
41 1red 7406 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
4241, 35addge02d 7911 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (0 ≤ 𝑁 ↔ 1 ≤ (𝑁 + 1)))
4340, 42mpbid 145 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 1 ≤ (𝑁 + 1))
4443ad2antrr 472 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → 1 ≤ (𝑁 + 1))
45 simplr3 983 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)
4631, 33, 34, 44, 45letrd 7510 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → 1 ≤ 𝑘)
47 elnnz1 8669 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ ↔ (𝑘 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝑘))
4830, 46, 47sylanbrc 408 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ)
4948peano2nnd 8331 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝑘 + 1) ∈ ℕ)
5029, 49ffvelrnd 5380 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℝ+)
5150rpred 9068 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℝ)
5229, 48ffvelrnd 5380 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ+)
5352rpred 9068 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
541ad2antrr 472 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ)
5529, 54ffvelrnd 5380 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝐹𝑁) ∈ ℝ+)
5655rpred 9068 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝐹𝑁) ∈ ℝ)
57 simpll 496 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → 𝜑)
5822, 23, 24resqrexlemdec 10271 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) < (𝐹𝑘))
5957, 48, 58syl2anc 403 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) < (𝐹𝑘))
60 simpr 108 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁))
6151, 53, 56, 59, 60lttrd 7512 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) ∧ (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) < (𝐹𝑁))
6261ex 113 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘)) → ((𝐹𝑘) < (𝐹𝑁) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) < (𝐹𝑁)))
6362expcom 114 . . . . 5 (((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘) → (𝜑 → ((𝐹𝑘) < (𝐹𝑁) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) < (𝐹𝑁))))
6463a2d 26 . . . 4 (((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑘) → ((𝜑 → (𝐹𝑘) < (𝐹𝑁)) → (𝜑 → (𝐹‘(𝑘 + 1)) < (𝐹𝑁))))
6512, 15, 18, 21, 27, 64uzind 8753 . . 3 (((𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ≤ 𝑀) → (𝜑 → (𝐹𝑀) < (𝐹𝑁)))
663, 5, 9, 65syl3anc 1170 . 2 (𝜑 → (𝜑 → (𝐹𝑀) < (𝐹𝑁)))
6766pm2.43i 48 1 (𝜑 → (𝐹𝑀) < (𝐹𝑁))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 102  wb 103  w3a 920   = wceq 1285  wcel 1434  {csn 3422   class class class wbr 3811   × cxp 4399  wf 4965  cfv 4969  (class class class)co 5591  cmpt2 5593  cr 7252  0cc0 7253  1c1 7254   + caddc 7256   < clt 7425  cle 7426   / cdiv 8037  cn 8316  2c2 8366  cz 8646  +crp 9029  seqcseq 9740
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 577  ax-in2 578  ax-io 663  ax-5 1377  ax-7 1378  ax-gen 1379  ax-ie1 1423  ax-ie2 1424  ax-8 1436  ax-10 1437  ax-11 1438  ax-i12 1439  ax-bndl 1440  ax-4 1441  ax-13 1445  ax-14 1446  ax-17 1460  ax-i9 1464  ax-ial 1468  ax-i5r 1469  ax-ext 2065  ax-coll 3919  ax-sep 3922  ax-nul 3930  ax-pow 3974  ax-pr 4000  ax-un 4224  ax-setind 4316  ax-iinf 4366  ax-cnex 7339  ax-resscn 7340  ax-1cn 7341  ax-1re 7342  ax-icn 7343  ax-addcl 7344  ax-addrcl 7345  ax-mulcl 7346  ax-mulrcl 7347  ax-addcom 7348  ax-mulcom 7349  ax-addass 7350  ax-mulass 7351  ax-distr 7352  ax-i2m1 7353  ax-0lt1 7354  ax-1rid 7355  ax-0id 7356  ax-rnegex 7357  ax-precex 7358  ax-cnre 7359  ax-pre-ltirr 7360  ax-pre-ltwlin 7361  ax-pre-lttrn 7362  ax-pre-apti 7363  ax-pre-ltadd 7364  ax-pre-mulgt0 7365  ax-pre-mulext 7366
This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-dc 777  df-3or 921  df-3an 922  df-tru 1288  df-fal 1291  df-nf 1391  df-sb 1688  df-eu 1946  df-mo 1947  df-clab 2070  df-cleq 2076  df-clel 2079  df-nfc 2212  df-ne 2250  df-nel 2345  df-ral 2358  df-rex 2359  df-reu 2360  df-rmo 2361  df-rab 2362  df-v 2614  df-sbc 2827  df-csb 2920  df-dif 2986  df-un 2988  df-in 2990  df-ss 2997  df-nul 3270  df-if 3374  df-pw 3408  df-sn 3428  df-pr 3429  df-op 3431  df-uni 3628  df-int 3663  df-iun 3706  df-br 3812  df-opab 3866  df-mpt 3867  df-tr 3902  df-id 4084  df-po 4087  df-iso 4088  df-iord 4157  df-on 4159  df-ilim 4160  df-suc 4162  df-iom 4369  df-xp 4407  df-rel 4408  df-cnv 4409  df-co 4410  df-dm 4411  df-rn 4412  df-res 4413  df-ima 4414  df-iota 4934  df-fun 4971  df-fn 4972  df-f 4973  df-f1 4974  df-fo 4975  df-f1o 4976  df-fv 4977  df-riota 5547  df-ov 5594  df-oprab 5595  df-mpt2 5596  df-1st 5846  df-2nd 5847  df-recs 6002  df-frec 6088  df-pnf 7427  df-mnf 7428  df-xr 7429  df-ltxr 7430  df-le 7431  df-sub 7558  df-neg 7559  df-reap 7952  df-ap 7959  df-div 8038  df-inn 8317  df-2 8375  df-3 8376  df-4 8377  df-n0 8566  df-z 8647  df-uz 8915  df-rp 9030  df-iseq 9741  df-iexp 9792
This theorem is referenced by:  resqrexlemnm  10278  resqrexlemcvg  10279  resqrexlemoverl  10281  resqrexlemglsq  10282
  Copyright terms: Public domain W3C validator