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Theorem resqrexlemover 10843
 Description: Lemma for resqrex 10859. Each element of the sequence is an overestimate. (Contributed by Mario Carneiro and Jim Kingdon, 27-Jul-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)
Assertion
Ref Expression
resqrexlemover ((𝜑𝑁 ∈ ℕ) → 𝐴 < ((𝐹𝑁)↑2))
Distinct variable groups:   𝑦,𝐴,𝑧   𝜑,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑦,𝑧)   𝑁(𝑦,𝑧)

Proof of Theorem resqrexlemover
Dummy variables 𝑓 𝑔 𝑘 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fveq2 5433 . . . . . 6 (𝑤 = 1 → (𝐹𝑤) = (𝐹‘1))
21oveq1d 5801 . . . . 5 (𝑤 = 1 → ((𝐹𝑤)↑2) = ((𝐹‘1)↑2))
32breq2d 3951 . . . 4 (𝑤 = 1 → (𝐴 < ((𝐹𝑤)↑2) ↔ 𝐴 < ((𝐹‘1)↑2)))
43imbi2d 229 . . 3 (𝑤 = 1 → ((𝜑𝐴 < ((𝐹𝑤)↑2)) ↔ (𝜑𝐴 < ((𝐹‘1)↑2))))
5 fveq2 5433 . . . . . 6 (𝑤 = 𝑘 → (𝐹𝑤) = (𝐹𝑘))
65oveq1d 5801 . . . . 5 (𝑤 = 𝑘 → ((𝐹𝑤)↑2) = ((𝐹𝑘)↑2))
76breq2d 3951 . . . 4 (𝑤 = 𝑘 → (𝐴 < ((𝐹𝑤)↑2) ↔ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)))
87imbi2d 229 . . 3 (𝑤 = 𝑘 → ((𝜑𝐴 < ((𝐹𝑤)↑2)) ↔ (𝜑𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2))))
9 fveq2 5433 . . . . . 6 (𝑤 = (𝑘 + 1) → (𝐹𝑤) = (𝐹‘(𝑘 + 1)))
109oveq1d 5801 . . . . 5 (𝑤 = (𝑘 + 1) → ((𝐹𝑤)↑2) = ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2))
1110breq2d 3951 . . . 4 (𝑤 = (𝑘 + 1) → (𝐴 < ((𝐹𝑤)↑2) ↔ 𝐴 < ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2)))
1211imbi2d 229 . . 3 (𝑤 = (𝑘 + 1) → ((𝜑𝐴 < ((𝐹𝑤)↑2)) ↔ (𝜑𝐴 < ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2))))
13 fveq2 5433 . . . . . 6 (𝑤 = 𝑁 → (𝐹𝑤) = (𝐹𝑁))
1413oveq1d 5801 . . . . 5 (𝑤 = 𝑁 → ((𝐹𝑤)↑2) = ((𝐹𝑁)↑2))
1514breq2d 3951 . . . 4 (𝑤 = 𝑁 → (𝐴 < ((𝐹𝑤)↑2) ↔ 𝐴 < ((𝐹𝑁)↑2)))
1615imbi2d 229 . . 3 (𝑤 = 𝑁 → ((𝜑𝐴 < ((𝐹𝑤)↑2)) ↔ (𝜑𝐴 < ((𝐹𝑁)↑2))))
17 resqrexlemex.a . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
1817resqcld 10510 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴↑2) ∈ ℝ)
19 2re 8843 . . . . . . . 8 2 ∈ ℝ
2019a1i 9 . . . . . . 7 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
2120, 17remulcld 7849 . . . . . 6 (𝜑 → (2 · 𝐴) ∈ ℝ)
2218, 21readdcld 7848 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴↑2) + (2 · 𝐴)) ∈ ℝ)
23 1red 7834 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
2422, 23readdcld 7848 . . . . 5 (𝜑 → (((𝐴↑2) + (2 · 𝐴)) + 1) ∈ ℝ)
2517recnd 7847 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
2625mulid2d 7837 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 · 𝐴) = 𝐴)
27 resqrexlemex.agt0 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
28 1le2 8981 . . . . . . . . 9 1 ≤ 2
29 lemul1a 8669 . . . . . . . . 9 (((1 ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴)) ∧ 1 ≤ 2) → (1 · 𝐴) ≤ (2 · 𝐴))
3028, 29mpan2 422 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴)) → (1 · 𝐴) ≤ (2 · 𝐴))
3123, 20, 17, 27, 30syl112anc 1221 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 · 𝐴) ≤ (2 · 𝐴))
3226, 31eqbrtrrd 3962 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ≤ (2 · 𝐴))
3317sqge0d 10511 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ (𝐴↑2))
3421, 18addge02d 8349 . . . . . . 7 (𝜑 → (0 ≤ (𝐴↑2) ↔ (2 · 𝐴) ≤ ((𝐴↑2) + (2 · 𝐴))))
3533, 34mpbid 146 . . . . . 6 (𝜑 → (2 · 𝐴) ≤ ((𝐴↑2) + (2 · 𝐴)))
3617, 21, 22, 32, 35letrd 7939 . . . . 5 (𝜑𝐴 ≤ ((𝐴↑2) + (2 · 𝐴)))
3722ltp1d 8741 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴↑2) + (2 · 𝐴)) < (((𝐴↑2) + (2 · 𝐴)) + 1))
3817, 22, 24, 36, 37lelttrd 7940 . . . 4 (𝜑𝐴 < (((𝐴↑2) + (2 · 𝐴)) + 1))
39 resqrexlemex.seq . . . . . . . 8 𝐹 = seq1((𝑦 ∈ ℝ+, 𝑧 ∈ ℝ+ ↦ ((𝑦 + (𝐴 / 𝑦)) / 2)), (ℕ × {(1 + 𝐴)}))
4039, 17, 27resqrexlemf1 10841 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐹‘1) = (1 + 𝐴))
41 1cnd 7835 . . . . . . . 8 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
4241, 25addcomd 7966 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 + 𝐴) = (𝐴 + 1))
4340, 42eqtrd 2174 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐹‘1) = (𝐴 + 1))
4443oveq1d 5801 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐹‘1)↑2) = ((𝐴 + 1)↑2))
45 binom21 10464 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℂ → ((𝐴 + 1)↑2) = (((𝐴↑2) + (2 · 𝐴)) + 1))
4625, 45syl 14 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 + 1)↑2) = (((𝐴↑2) + (2 · 𝐴)) + 1))
4744, 46eqtrd 2174 . . . 4 (𝜑 → ((𝐹‘1)↑2) = (((𝐴↑2) + (2 · 𝐴)) + 1))
4838, 47breqtrrd 3966 . . 3 (𝜑𝐴 < ((𝐹‘1)↑2))
4939, 17, 27resqrexlemf 10840 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐹:ℕ⟶ℝ+)
5049ffvelrnda 5567 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ+)
5150rpred 9542 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
5217adantr 274 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℝ)
5352, 50rerpdivcld 9574 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴 / (𝐹𝑘)) ∈ ℝ)
5451, 53resubcld 8196 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘))) ∈ ℝ)
5554adantr 274 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → ((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘))) ∈ ℝ)
5655resqcld 10510 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → (((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) ∈ ℝ)
57 4re 8850 . . . . . . . . . 10 4 ∈ ℝ
5857a1i 9 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → 4 ∈ ℝ)
5951resqcld 10510 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑘)↑2) ∈ ℝ)
6059, 52resubcld 8196 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑘)↑2) − 𝐴) ∈ ℝ)
6160adantr 274 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → (((𝐹𝑘)↑2) − 𝐴) ∈ ℝ)
6251adantr 274 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
6352, 59posdifd 8347 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2) ↔ 0 < (((𝐹𝑘)↑2) − 𝐴)))
6463biimpa 294 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → 0 < (((𝐹𝑘)↑2) − 𝐴))
6550rpgt0d 9545 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 0 < (𝐹𝑘))
6665adantr 274 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → 0 < (𝐹𝑘))
6761, 62, 64, 66divgt0d 8746 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → 0 < ((((𝐹𝑘)↑2) − 𝐴) / (𝐹𝑘)))
6851recnd 7847 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
6968sqcld 10482 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑘)↑2) ∈ ℂ)
7069adantr 274 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → ((𝐹𝑘)↑2) ∈ ℂ)
7125adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℂ)
7271adantr 274 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → 𝐴 ∈ ℂ)
7368adantr 274 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
7450rpap0d 9548 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) # 0)
7574adantr 274 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → (𝐹𝑘) # 0)
7670, 72, 73, 75divsubdirapd 8643 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → ((((𝐹𝑘)↑2) − 𝐴) / (𝐹𝑘)) = ((((𝐹𝑘)↑2) / (𝐹𝑘)) − (𝐴 / (𝐹𝑘))))
7773sqvald 10481 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → ((𝐹𝑘)↑2) = ((𝐹𝑘) · (𝐹𝑘)))
7877oveq1d 5801 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → (((𝐹𝑘)↑2) / (𝐹𝑘)) = (((𝐹𝑘) · (𝐹𝑘)) / (𝐹𝑘)))
7973, 73, 75divcanap3d 8608 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → (((𝐹𝑘) · (𝐹𝑘)) / (𝐹𝑘)) = (𝐹𝑘))
8078, 79eqtrd 2174 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → (((𝐹𝑘)↑2) / (𝐹𝑘)) = (𝐹𝑘))
8180oveq1d 5801 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → ((((𝐹𝑘)↑2) / (𝐹𝑘)) − (𝐴 / (𝐹𝑘))) = ((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘))))
8276, 81eqtrd 2174 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → ((((𝐹𝑘)↑2) − 𝐴) / (𝐹𝑘)) = ((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘))))
8367, 82breqtrd 3964 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → 0 < ((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘))))
8455, 83gt0ap0d 8444 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → ((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘))) # 0)
8555, 84sqgt0apd 10512 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → 0 < (((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2))
86 4pos 8870 . . . . . . . . . 10 0 < 4
8786a1i 9 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → 0 < 4)
8856, 58, 85, 87divgt0d 8746 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → 0 < ((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4))
8957, 86gt0ap0ii 8443 . . . . . . . . . . 11 4 # 0
9089a1i 9 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → 4 # 0)
9156, 58, 90redivclapd 8647 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → ((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4) ∈ ℝ)
9252adantr 274 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → 𝐴 ∈ ℝ)
9391, 92ltaddpos2d 8345 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → (0 < ((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4) ↔ 𝐴 < (((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4) + 𝐴)))
9488, 93mpbid 146 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → 𝐴 < (((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4) + 𝐴))
9539, 17, 27resqrexlemfp1 10842 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) = (((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘))) / 2))
9695oveq1d 5801 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2) = ((((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘))) / 2)↑2))
9751, 53readdcld 7848 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘))) ∈ ℝ)
9897recnd 7847 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘))) ∈ ℂ)
99 2cnd 8846 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 2 ∈ ℂ)
100 2ap0 8866 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 # 0
101100a1i 9 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 2 # 0)
10298, 99, 101sqdivapd 10497 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘))) / 2)↑2) = ((((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / (2↑2)))
10396, 102eqtrd 2174 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2) = ((((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / (2↑2)))
104 sq2 10448 . . . . . . . . . . . . 13 (2↑2) = 4
105104oveq2i 5797 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / (2↑2)) = ((((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4)
106103, 105eqtrdi 2190 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2) = ((((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4))
10771, 68, 74divcanap2d 8605 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑘) · (𝐴 / (𝐹𝑘))) = 𝐴)
108107oveq2d 5802 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (2 · ((𝐹𝑘) · (𝐴 / (𝐹𝑘)))) = (2 · 𝐴))
109108oveq2d 5802 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑘)↑2) − (2 · ((𝐹𝑘) · (𝐴 / (𝐹𝑘))))) = (((𝐹𝑘)↑2) − (2 · 𝐴)))
110109oveq1d 5801 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐹𝑘)↑2) − (2 · ((𝐹𝑘) · (𝐴 / (𝐹𝑘))))) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)) = ((((𝐹𝑘)↑2) − (2 · 𝐴)) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)))
111110oveq1d 5801 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((((𝐹𝑘)↑2) − (2 · ((𝐹𝑘) · (𝐴 / (𝐹𝑘))))) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)) + (4 · 𝐴)) = (((((𝐹𝑘)↑2) − (2 · 𝐴)) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)) + (4 · 𝐴)))
11253recnd 7847 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴 / (𝐹𝑘)) ∈ ℂ)
113 binom2sub 10465 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐹𝑘) ∈ ℂ ∧ (𝐴 / (𝐹𝑘)) ∈ ℂ) → (((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) = ((((𝐹𝑘)↑2) − (2 · ((𝐹𝑘) · (𝐴 / (𝐹𝑘))))) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)))
11468, 112, 113syl2anc 409 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) = ((((𝐹𝑘)↑2) − (2 · ((𝐹𝑘) · (𝐴 / (𝐹𝑘))))) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)))
115114oveq1d 5801 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) + (4 · 𝐴)) = (((((𝐹𝑘)↑2) − (2 · ((𝐹𝑘) · (𝐴 / (𝐹𝑘))))) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)) + (4 · 𝐴)))
116 binom2 10463 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐹𝑘) ∈ ℂ ∧ (𝐴 / (𝐹𝑘)) ∈ ℂ) → (((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) = ((((𝐹𝑘)↑2) + (2 · ((𝐹𝑘) · (𝐴 / (𝐹𝑘))))) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)))
11768, 112, 116syl2anc 409 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) = ((((𝐹𝑘)↑2) + (2 · ((𝐹𝑘) · (𝐴 / (𝐹𝑘))))) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)))
118108oveq2d 5802 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑘)↑2) + (2 · ((𝐹𝑘) · (𝐴 / (𝐹𝑘))))) = (((𝐹𝑘)↑2) + (2 · 𝐴)))
119118oveq1d 5801 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐹𝑘)↑2) + (2 · ((𝐹𝑘) · (𝐴 / (𝐹𝑘))))) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)) = ((((𝐹𝑘)↑2) + (2 · 𝐴)) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)))
120117, 119eqtrd 2174 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) = ((((𝐹𝑘)↑2) + (2 · 𝐴)) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)))
12199, 71mulcld 7839 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (2 · 𝐴) ∈ ℂ)
122121negcld 8113 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → -(2 · 𝐴) ∈ ℂ)
123 4cn 8851 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4 ∈ ℂ
124123a1i 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 4 ∈ ℂ)
125124, 71mulcld 7839 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (4 · 𝐴) ∈ ℂ)
12669, 122, 125addassd 7841 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐹𝑘)↑2) + -(2 · 𝐴)) + (4 · 𝐴)) = (((𝐹𝑘)↑2) + (-(2 · 𝐴) + (4 · 𝐴))))
12769, 121negsubd 8132 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑘)↑2) + -(2 · 𝐴)) = (((𝐹𝑘)↑2) − (2 · 𝐴)))
128127oveq1d 5801 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐹𝑘)↑2) + -(2 · 𝐴)) + (4 · 𝐴)) = ((((𝐹𝑘)↑2) − (2 · 𝐴)) + (4 · 𝐴)))
129 2cn 8844 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2 ∈ ℂ
130129negcli 8083 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 -2 ∈ ℂ
131130, 129, 129addassi 7827 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((-2 + 2) + 2) = (-2 + (2 + 2))
132129subidi 8086 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (2 − 2) = 0
133132negeqi 8009 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 -(2 − 2) = -0
134129, 129negsubdii 8100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 -(2 − 2) = (-2 + 2)
135 neg0 8061 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 -0 = 0
136133, 134, 1353eqtr3i 2170 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (-2 + 2) = 0
137136oveq1i 5796 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((-2 + 2) + 2) = (0 + 2)
138129addid2i 7958 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (0 + 2) = 2
139137, 138eqtri 2162 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((-2 + 2) + 2) = 2
140 2p2e4 8900 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (2 + 2) = 4
141140oveq2i 5797 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (-2 + (2 + 2)) = (-2 + 4)
142131, 139, 1413eqtr3ri 2171 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (-2 + 4) = 2
143142oveq1i 5796 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((-2 + 4) · 𝐴) = (2 · 𝐴)
144130a1i 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → -2 ∈ ℂ)
145144, 124, 71adddird 7844 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((-2 + 4) · 𝐴) = ((-2 · 𝐴) + (4 · 𝐴)))
14699, 71mulneg1d 8226 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (-2 · 𝐴) = -(2 · 𝐴))
147146oveq1d 5801 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((-2 · 𝐴) + (4 · 𝐴)) = (-(2 · 𝐴) + (4 · 𝐴)))
148145, 147eqtrd 2174 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((-2 + 4) · 𝐴) = (-(2 · 𝐴) + (4 · 𝐴)))
149143, 148syl5reqr 2189 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (-(2 · 𝐴) + (4 · 𝐴)) = (2 · 𝐴))
150149oveq2d 5802 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑘)↑2) + (-(2 · 𝐴) + (4 · 𝐴))) = (((𝐹𝑘)↑2) + (2 · 𝐴)))
151126, 128, 1503eqtr3rd 2183 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑘)↑2) + (2 · 𝐴)) = ((((𝐹𝑘)↑2) − (2 · 𝐴)) + (4 · 𝐴)))
152151oveq1d 5801 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐹𝑘)↑2) + (2 · 𝐴)) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)) = (((((𝐹𝑘)↑2) − (2 · 𝐴)) + (4 · 𝐴)) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)))
15319a1i 9 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 2 ∈ ℝ)
154153, 52remulcld 7849 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (2 · 𝐴) ∈ ℝ)
15559, 154resubcld 8196 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑘)↑2) − (2 · 𝐴)) ∈ ℝ)
15657a1i 9 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 4 ∈ ℝ)
157156, 52remulcld 7849 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (4 · 𝐴) ∈ ℝ)
15853resqcld 10510 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2) ∈ ℝ)
159 recn 7806 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑓 ∈ ℝ → 𝑓 ∈ ℂ)
160 recn 7806 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑔 ∈ ℝ → 𝑔 ∈ ℂ)
161 addcom 7952 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑓 ∈ ℂ ∧ 𝑔 ∈ ℂ) → (𝑓 + 𝑔) = (𝑔 + 𝑓))
162159, 160, 161syl2an 287 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ) → (𝑓 + 𝑔) = (𝑔 + 𝑓))
163162adantl 275 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ)) → (𝑓 + 𝑔) = (𝑔 + 𝑓))
164 recn 7806 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ( ∈ ℝ → ∈ ℂ)
165 addass 7803 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑓 ∈ ℂ ∧ 𝑔 ∈ ℂ ∧ ∈ ℂ) → ((𝑓 + 𝑔) + ) = (𝑓 + (𝑔 + )))
166159, 160, 164, 165syl3an 1259 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ ∧ ∈ ℝ) → ((𝑓 + 𝑔) + ) = (𝑓 + (𝑔 + )))
167166adantl 275 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ ∧ ∈ ℝ)) → ((𝑓 + 𝑔) + ) = (𝑓 + (𝑔 + )))
168155, 157, 158, 163, 167caov32d 5963 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((((𝐹𝑘)↑2) − (2 · 𝐴)) + (4 · 𝐴)) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)) = (((((𝐹𝑘)↑2) − (2 · 𝐴)) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)) + (4 · 𝐴)))
169120, 152, 1683eqtrd 2178 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) = (((((𝐹𝑘)↑2) − (2 · 𝐴)) + ((𝐴 / (𝐹𝑘))↑2)) + (4 · 𝐴)))
170111, 115, 1693eqtr4rd 2185 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) = ((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) + (4 · 𝐴)))
171170oveq1d 5801 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((((𝐹𝑘) + (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4) = (((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) + (4 · 𝐴)) / 4))
172106, 171eqtrd 2174 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2) = (((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) + (4 · 𝐴)) / 4))
17368, 112subcld 8126 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘))) ∈ ℂ)
174173sqcld 10482 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) ∈ ℂ)
17589a1i 9 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 4 # 0)
176174, 125, 124, 175divdirapd 8642 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) + (4 · 𝐴)) / 4) = (((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4) + ((4 · 𝐴) / 4)))
17771, 124, 175divcanap3d 8608 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((4 · 𝐴) / 4) = 𝐴)
178177oveq2d 5802 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4) + ((4 · 𝐴) / 4)) = (((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4) + 𝐴))
179172, 176, 1783eqtrd 2178 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2) = (((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4) + 𝐴))
180179breq2d 3951 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴 < ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2) ↔ 𝐴 < (((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4) + 𝐴)))
181180adantr 274 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → (𝐴 < ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2) ↔ 𝐴 < (((((𝐹𝑘) − (𝐴 / (𝐹𝑘)))↑2) / 4) + 𝐴)))
18294, 181mpbird 166 . . . . . 6 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → 𝐴 < ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2))
183182ex 114 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2) → 𝐴 < ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2)))
184183expcom 115 . . . 4 (𝑘 ∈ ℕ → (𝜑 → (𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2) → 𝐴 < ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2))))
185184a2d 26 . . 3 (𝑘 ∈ ℕ → ((𝜑𝐴 < ((𝐹𝑘)↑2)) → (𝜑𝐴 < ((𝐹‘(𝑘 + 1))↑2))))
1864, 8, 12, 16, 48, 185nnind 8789 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → (𝜑𝐴 < ((𝐹𝑁)↑2)))
187186impcom 124 1 ((𝜑𝑁 ∈ ℕ) → 𝐴 < ((𝐹𝑁)↑2))
 Colors of variables: wff set class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∧ w3a 963   = wceq 1332   ∈ wcel 2112  {csn 3534   class class class wbr 3939   × cxp 4549  ‘cfv 5135  (class class class)co 5786   ∈ cmpo 5788  ℂcc 7671  ℝcr 7672  0cc0 7673  1c1 7674   + caddc 7676   · cmul 7678   < clt 7853   ≤ cle 7854   − cmin 7986  -cneg 7987   # cap 8396   / cdiv 8485  ℕcn 8773  2c2 8824  4c4 8826  ℝ+crp 9499  seqcseq 10278  ↑cexp 10352 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 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1424  ax-7 1425  ax-gen 1426  ax-ie1 1470  ax-ie2 1471  ax-8 1481  ax-10 1482  ax-11 1483  ax-i12 1484  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-17 1503  ax-i9 1507  ax-ial 1511  ax-i5r 1512  ax-13 2114  ax-14 2115  ax-ext 2123  ax-coll 4053  ax-sep 4056  ax-nul 4064  ax-pow 4108  ax-pr 4142  ax-un 4366  ax-setind 4463  ax-iinf 4513  ax-cnex 7764  ax-resscn 7765  ax-1cn 7766  ax-1re 7767  ax-icn 7768  ax-addcl 7769  ax-addrcl 7770  ax-mulcl 7771  ax-mulrcl 7772  ax-addcom 7773  ax-mulcom 7774  ax-addass 7775  ax-mulass 7776  ax-distr 7777  ax-i2m1 7778  ax-0lt1 7779  ax-1rid 7780  ax-0id 7781  ax-rnegex 7782  ax-precex 7783  ax-cnre 7784  ax-pre-ltirr 7785  ax-pre-ltwlin 7786  ax-pre-lttrn 7787  ax-pre-apti 7788  ax-pre-ltadd 7789  ax-pre-mulgt0 7790  ax-pre-mulext 7791 This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 821  df-3or 964  df-3an 965  df-tru 1335  df-fal 1338  df-nf 1438  df-sb 1732  df-eu 1993  df-mo 1994  df-clab 2128  df-cleq 2134  df-clel 2137  df-nfc 2272  df-ne 2311  df-nel 2406  df-ral 2423  df-rex 2424  df-reu 2425  df-rmo 2426  df-rab 2427  df-v 2693  df-sbc 2916  df-csb 3010  df-dif 3080  df-un 3082  df-in 3084  df-ss 3091  df-nul 3371  df-if 3482  df-pw 3519  df-sn 3540  df-pr 3541  df-op 3543  df-uni 3747  df-int 3782  df-iun 3825  df-br 3940  df-opab 4000  df-mpt 4001  df-tr 4037  df-id 4226  df-po 4229  df-iso 4230  df-iord 4299  df-on 4301  df-ilim 4302  df-suc 4304  df-iom 4516  df-xp 4557  df-rel 4558  df-cnv 4559  df-co 4560  df-dm 4561  df-rn 4562  df-res 4563  df-ima 4564  df-iota 5100  df-fun 5137  df-fn 5138  df-f 5139  df-f1 5140  df-fo 5141  df-f1o 5142  df-fv 5143  df-riota 5742  df-ov 5789  df-oprab 5790  df-mpo 5791  df-1st 6050  df-2nd 6051  df-recs 6214  df-frec 6300  df-pnf 7855  df-mnf 7856  df-xr 7857  df-ltxr 7858  df-le 7859  df-sub 7988  df-neg 7989  df-reap 8390  df-ap 8397  df-div 8486  df-inn 8774  df-2 8832  df-3 8833  df-4 8834  df-n0 9031  df-z 9108  df-uz 9380  df-rp 9500  df-seqfrec 10279  df-exp 10353 This theorem is referenced by:  resqrexlemdec  10844  resqrexlemcalc2  10848  resqrexlemnmsq  10850  resqrexlemga  10856
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