ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  resqrexlemgt0 GIF version

Theorem resqrexlemgt0 10732
Description: Lemma for resqrex 10738. A limit is nonnegative. (Contributed by Jim Kingdon, 7-Aug-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
resqrexlemex.seq 𝐹 = seq1((𝑦 ∈ ℝ+, 𝑧 ∈ ℝ+ ↦ ((𝑦 + (𝐴 / 𝑦)) / 2)), (ℕ × {(1 + 𝐴)}))
resqrexlemex.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
resqrexlemex.agt0 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
resqrexlemgt0.rr (𝜑𝐿 ∈ ℝ)
resqrexlemgt0.lim (𝜑 → ∀𝑒 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑒) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑒)))
Assertion
Ref Expression
resqrexlemgt0 (𝜑 → 0 ≤ 𝐿)
Distinct variable groups:   𝑦,𝐴,𝑧   𝑒,𝐹   𝑒,𝐿,𝑖,𝑗   𝜑,𝑖,𝑗   𝑧,𝑗,𝜑   𝜑,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑒)   𝐴(𝑒,𝑖,𝑗)   𝐹(𝑦,𝑧,𝑖,𝑗)   𝐿(𝑦,𝑧)

Proof of Theorem resqrexlemgt0
StepHypRef Expression
1 oveq2 5748 . . . . . . . . 9 (𝑒 = -𝐿 → (𝐿 + 𝑒) = (𝐿 + -𝐿))
21breq2d 3909 . . . . . . . 8 (𝑒 = -𝐿 → ((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑒) ↔ (𝐹𝑖) < (𝐿 + -𝐿)))
3 oveq2 5748 . . . . . . . . 9 (𝑒 = -𝐿 → ((𝐹𝑖) + 𝑒) = ((𝐹𝑖) + -𝐿))
43breq2d 3909 . . . . . . . 8 (𝑒 = -𝐿 → (𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑒) ↔ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + -𝐿)))
52, 4anbi12d 462 . . . . . . 7 (𝑒 = -𝐿 → (((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑒) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑒)) ↔ ((𝐹𝑖) < (𝐿 + -𝐿) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + -𝐿))))
65rexralbidv 2436 . . . . . 6 (𝑒 = -𝐿 → (∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑒) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑒)) ↔ ∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + -𝐿) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + -𝐿))))
7 resqrexlemgt0.lim . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑒 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑒) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑒)))
87adantr 272 . . . . . 6 ((𝜑𝐿 < 0) → ∀𝑒 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑒) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑒)))
9 resqrexlemgt0.rr . . . . . . . . 9 (𝜑𝐿 ∈ ℝ)
109adantr 272 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐿 < 0) → 𝐿 ∈ ℝ)
1110renegcld 8106 . . . . . . 7 ((𝜑𝐿 < 0) → -𝐿 ∈ ℝ)
129lt0neg1d 8241 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐿 < 0 ↔ 0 < -𝐿))
1312biimpa 292 . . . . . . 7 ((𝜑𝐿 < 0) → 0 < -𝐿)
1411, 13elrpd 9427 . . . . . 6 ((𝜑𝐿 < 0) → -𝐿 ∈ ℝ+)
156, 8, 14rspcdva 2766 . . . . 5 ((𝜑𝐿 < 0) → ∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + -𝐿) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + -𝐿)))
16 simpl 108 . . . . . . . 8 (((𝐹𝑖) < (𝐿 + -𝐿) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + -𝐿)) → (𝐹𝑖) < (𝐿 + -𝐿))
1710recnd 7758 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐿 < 0) → 𝐿 ∈ ℂ)
1817negidd 8027 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐿 < 0) → (𝐿 + -𝐿) = 0)
1918breq2d 3909 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐿 < 0) → ((𝐹𝑖) < (𝐿 + -𝐿) ↔ (𝐹𝑖) < 0))
2016, 19syl5ib 153 . . . . . . 7 ((𝜑𝐿 < 0) → (((𝐹𝑖) < (𝐿 + -𝐿) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + -𝐿)) → (𝐹𝑖) < 0))
2120ralimdv 2475 . . . . . 6 ((𝜑𝐿 < 0) → (∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + -𝐿) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + -𝐿)) → ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑖) < 0))
2221reximdv 2508 . . . . 5 ((𝜑𝐿 < 0) → (∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + -𝐿) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + -𝐿)) → ∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑖) < 0))
2315, 22mpd 13 . . . 4 ((𝜑𝐿 < 0) → ∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑖) < 0)
24 0red 7731 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑗))) → 0 ∈ ℝ)
25 eluznn 9343 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑗)) → 𝑖 ∈ ℕ)
26 resqrexlemex.seq . . . . . . . . . . . . . . 15 𝐹 = seq1((𝑦 ∈ ℝ+, 𝑧 ∈ ℝ+ ↦ ((𝑦 + (𝐴 / 𝑦)) / 2)), (ℕ × {(1 + 𝐴)}))
27 resqrexlemex.a . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
28 resqrexlemex.agt0 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
2926, 27, 28resqrexlemf 10719 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐹:ℕ⟶ℝ+)
3029ffvelrnda 5521 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑖 ∈ ℕ) → (𝐹𝑖) ∈ ℝ+)
3125, 30sylan2 282 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑗))) → (𝐹𝑖) ∈ ℝ+)
3231rpred 9429 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑗))) → (𝐹𝑖) ∈ ℝ)
3331rpgt0d 9432 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑗))) → 0 < (𝐹𝑖))
3424, 32, 33ltnsymd 7846 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑗))) → ¬ (𝐹𝑖) < 0)
3534pm2.21d 591 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑗))) → ((𝐹𝑖) < 0 → ⊥))
3635anassrs 395 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ𝑗)) → ((𝐹𝑖) < 0 → ⊥))
3736ralimdva 2474 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑖) < 0 → ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)⊥))
38 nnz 9024 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ℕ → 𝑗 ∈ ℤ)
39 uzid 9289 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ ℤ → 𝑗 ∈ (ℤ𝑗))
40 elex2 2674 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ (ℤ𝑗) → ∃𝑧 𝑧 ∈ (ℤ𝑗))
41 r19.3rmv 3421 . . . . . . . . . 10 (∃𝑧 𝑧 ∈ (ℤ𝑗) → (⊥ ↔ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)⊥))
4239, 40, 413syl 17 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ℤ → (⊥ ↔ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)⊥))
4338, 42syl 14 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ ℕ → (⊥ ↔ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)⊥))
4443adantl 273 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (⊥ ↔ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)⊥))
4537, 44sylibrd 168 . . . . . 6 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑖) < 0 → ⊥))
4645rexlimdva 2524 . . . . 5 (𝜑 → (∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑖) < 0 → ⊥))
4746adantr 272 . . . 4 ((𝜑𝐿 < 0) → (∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)(𝐹𝑖) < 0 → ⊥))
4823, 47mpd 13 . . 3 ((𝜑𝐿 < 0) → ⊥)
4948inegd 1333 . 2 (𝜑 → ¬ 𝐿 < 0)
50 0re 7730 . . 3 0 ∈ ℝ
51 lenlt 7804 . . 3 ((0 ∈ ℝ ∧ 𝐿 ∈ ℝ) → (0 ≤ 𝐿 ↔ ¬ 𝐿 < 0))
5250, 9, 51sylancr 408 . 2 (𝜑 → (0 ≤ 𝐿 ↔ ¬ 𝐿 < 0))
5349, 52mpbird 166 1 (𝜑 → 0 ≤ 𝐿)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 103  wb 104   = wceq 1314  wfal 1319  wex 1451  wcel 1463  wral 2391  wrex 2392  {csn 3495   class class class wbr 3897   × cxp 4505  cfv 5091  (class class class)co 5740  cmpo 5742  cr 7583  0cc0 7584  1c1 7585   + caddc 7587   < clt 7764  cle 7765  -cneg 7898   / cdiv 8392  cn 8677  2c2 8728  cz 9005  cuz 9275  +crp 9390  seqcseq 10158
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 586  ax-in2 587  ax-io 681  ax-5 1406  ax-7 1407  ax-gen 1408  ax-ie1 1452  ax-ie2 1453  ax-8 1465  ax-10 1466  ax-11 1467  ax-i12 1468  ax-bndl 1469  ax-4 1470  ax-13 1474  ax-14 1475  ax-17 1489  ax-i9 1493  ax-ial 1497  ax-i5r 1498  ax-ext 2097  ax-coll 4011  ax-sep 4014  ax-nul 4022  ax-pow 4066  ax-pr 4099  ax-un 4323  ax-setind 4420  ax-iinf 4470  ax-cnex 7675  ax-resscn 7676  ax-1cn 7677  ax-1re 7678  ax-icn 7679  ax-addcl 7680  ax-addrcl 7681  ax-mulcl 7682  ax-mulrcl 7683  ax-addcom 7684  ax-mulcom 7685  ax-addass 7686  ax-mulass 7687  ax-distr 7688  ax-i2m1 7689  ax-0lt1 7690  ax-1rid 7691  ax-0id 7692  ax-rnegex 7693  ax-precex 7694  ax-cnre 7695  ax-pre-ltirr 7696  ax-pre-ltwlin 7697  ax-pre-lttrn 7698  ax-pre-apti 7699  ax-pre-ltadd 7700  ax-pre-mulgt0 7701  ax-pre-mulext 7702
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3or 946  df-3an 947  df-tru 1317  df-fal 1320  df-nf 1420  df-sb 1719  df-eu 1978  df-mo 1979  df-clab 2102  df-cleq 2108  df-clel 2111  df-nfc 2245  df-ne 2284  df-nel 2379  df-ral 2396  df-rex 2397  df-reu 2398  df-rmo 2399  df-rab 2400  df-v 2660  df-sbc 2881  df-csb 2974  df-dif 3041  df-un 3043  df-in 3045  df-ss 3052  df-nul 3332  df-pw 3480  df-sn 3501  df-pr 3502  df-op 3504  df-uni 3705  df-int 3740  df-iun 3783  df-br 3898  df-opab 3958  df-mpt 3959  df-tr 3995  df-id 4183  df-po 4186  df-iso 4187  df-iord 4256  df-on 4258  df-ilim 4259  df-suc 4261  df-iom 4473  df-xp 4513  df-rel 4514  df-cnv 4515  df-co 4516  df-dm 4517  df-rn 4518  df-res 4519  df-ima 4520  df-iota 5056  df-fun 5093  df-fn 5094  df-f 5095  df-f1 5096  df-fo 5097  df-f1o 5098  df-fv 5099  df-riota 5696  df-ov 5743  df-oprab 5744  df-mpo 5745  df-1st 6004  df-2nd 6005  df-recs 6168  df-frec 6254  df-pnf 7766  df-mnf 7767  df-xr 7768  df-ltxr 7769  df-le 7770  df-sub 7899  df-neg 7900  df-reap 8300  df-ap 8307  df-div 8393  df-inn 8678  df-2 8736  df-n0 8929  df-z 9006  df-uz 9276  df-rp 9391  df-seqfrec 10159
This theorem is referenced by:  resqrexlemglsq  10734  resqrexlemex  10737
  Copyright terms: Public domain W3C validator