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Theorem abelthlem2 24477
Description: Lemma for abelth 24486. The peculiar region 𝑆, known as a Stolz angle , is a teardrop-shaped subset of the closed unit ball containing 1. Indeed, except for 1 itself, the rest of the Stolz angle is enclosed in the open unit ball. (Contributed by Mario Carneiro, 31-Mar-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
abelth.1 (𝜑𝐴:ℕ0⟶ℂ)
abelth.2 (𝜑 → seq0( + , 𝐴) ∈ dom ⇝ )
abelth.3 (𝜑𝑀 ∈ ℝ)
abelth.4 (𝜑 → 0 ≤ 𝑀)
abelth.5 𝑆 = {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))}
Assertion
Ref Expression
abelthlem2 (𝜑 → (1 ∈ 𝑆 ∧ (𝑆 ∖ {1}) ⊆ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
Distinct variable groups:   𝑧,𝑀   𝑧,𝐴
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑧)   𝑆(𝑧)

Proof of Theorem abelthlem2
StepHypRef Expression
1 abelth.3 . 2 (𝜑𝑀 ∈ ℝ)
2 abelth.4 . 2 (𝜑 → 0 ≤ 𝑀)
3 1cnd 10288 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → 1 ∈ ℂ)
4 0le0 11380 . . . . 5 0 ≤ 0
5 simpl 474 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → 𝑀 ∈ ℝ)
65recnd 10322 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → 𝑀 ∈ ℂ)
76mul01d 10489 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → (𝑀 · 0) = 0)
84, 7syl5breqr 4847 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → 0 ≤ (𝑀 · 0))
9 oveq2 6850 . . . . . . . 8 (𝑧 = 1 → (1 − 𝑧) = (1 − 1))
10 1m1e0 11344 . . . . . . . 8 (1 − 1) = 0
119, 10syl6eq 2815 . . . . . . 7 (𝑧 = 1 → (1 − 𝑧) = 0)
1211abs00bd 14318 . . . . . 6 (𝑧 = 1 → (abs‘(1 − 𝑧)) = 0)
13 fveq2 6375 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 1 → (abs‘𝑧) = (abs‘1))
14 abs1 14324 . . . . . . . . . 10 (abs‘1) = 1
1513, 14syl6eq 2815 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 1 → (abs‘𝑧) = 1)
1615oveq2d 6858 . . . . . . . 8 (𝑧 = 1 → (1 − (abs‘𝑧)) = (1 − 1))
1716, 10syl6eq 2815 . . . . . . 7 (𝑧 = 1 → (1 − (abs‘𝑧)) = 0)
1817oveq2d 6858 . . . . . 6 (𝑧 = 1 → (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) = (𝑀 · 0))
1912, 18breq12d 4822 . . . . 5 (𝑧 = 1 → ((abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) ↔ 0 ≤ (𝑀 · 0)))
20 abelth.5 . . . . 5 𝑆 = {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))}
2119, 20elrab2 3523 . . . 4 (1 ∈ 𝑆 ↔ (1 ∈ ℂ ∧ 0 ≤ (𝑀 · 0)))
223, 8, 21sylanbrc 578 . . 3 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → 1 ∈ 𝑆)
23 velsn 4350 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ {1} ↔ 𝑧 = 1)
2423necon3bbii 2984 . . . . . . . . 9 𝑧 ∈ {1} ↔ 𝑧 ≠ 1)
25 simprll 797 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 𝑧 ∈ ℂ)
26 0cn 10285 . . . . . . . . . . . . . . 15 0 ∈ ℂ
27 eqid 2765 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (abs ∘ − ) = (abs ∘ − )
2827cnmetdval 22853 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ) → (𝑧(abs ∘ − )0) = (abs‘(𝑧 − 0)))
2925, 26, 28sylancl 580 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑧(abs ∘ − )0) = (abs‘(𝑧 − 0)))
3025subid1d 10635 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑧 − 0) = 𝑧)
3130fveq2d 6379 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘(𝑧 − 0)) = (abs‘𝑧))
3229, 31eqtrd 2799 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑧(abs ∘ − )0) = (abs‘𝑧))
33 simprlr 798 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))))
34 ax-1cn 10247 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ∈ ℂ
35 subcl 10534 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (1 − 𝑧) ∈ ℂ)
3634, 25, 35sylancr 581 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (1 − 𝑧) ∈ ℂ)
3736abscld 14462 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘(1 − 𝑧)) ∈ ℝ)
38 simpll 783 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 𝑀 ∈ ℝ)
39 1re 10293 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ∈ ℝ
4025abscld 14462 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘𝑧) ∈ ℝ)
41 resubcl 10599 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((1 ∈ ℝ ∧ (abs‘𝑧) ∈ ℝ) → (1 − (abs‘𝑧)) ∈ ℝ)
4239, 40, 41sylancr 581 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (1 − (abs‘𝑧)) ∈ ℝ)
4338, 42remulcld 10324 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) ∈ ℝ)
4437, 43lenltd 10437 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) ↔ ¬ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) < (abs‘(1 − 𝑧))))
4533, 44mpbid 223 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ¬ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) < (abs‘(1 − 𝑧)))
467adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · 0) = 0)
47 simprr 789 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 𝑧 ≠ 1)
4847necomd 2992 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 1 ≠ 𝑧)
49 subeq0 10561 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → ((1 − 𝑧) = 0 ↔ 1 = 𝑧))
5049necon3bid 2981 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → ((1 − 𝑧) ≠ 0 ↔ 1 ≠ 𝑧))
5134, 25, 50sylancr 581 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((1 − 𝑧) ≠ 0 ↔ 1 ≠ 𝑧))
5248, 51mpbird 248 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (1 − 𝑧) ≠ 0)
53 absgt0 14351 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((1 − 𝑧) ∈ ℂ → ((1 − 𝑧) ≠ 0 ↔ 0 < (abs‘(1 − 𝑧))))
5436, 53syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((1 − 𝑧) ≠ 0 ↔ 0 < (abs‘(1 − 𝑧))))
5552, 54mpbid 223 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 0 < (abs‘(1 − 𝑧)))
5646, 55eqbrtrd 4831 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · 0) < (abs‘(1 − 𝑧)))
57 oveq2 6850 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (1 = (abs‘𝑧) → (1 − 1) = (1 − (abs‘𝑧)))
5810, 57syl5eqr 2813 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (1 = (abs‘𝑧) → 0 = (1 − (abs‘𝑧)))
5958oveq2d 6858 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (1 = (abs‘𝑧) → (𝑀 · 0) = (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))))
6059breq1d 4819 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (1 = (abs‘𝑧) → ((𝑀 · 0) < (abs‘(1 − 𝑧)) ↔ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) < (abs‘(1 − 𝑧))))
6156, 60syl5ibcom 236 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (1 = (abs‘𝑧) → (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) < (abs‘(1 − 𝑧))))
6261necon3bd 2951 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (¬ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) < (abs‘(1 − 𝑧)) → 1 ≠ (abs‘𝑧)))
6345, 62mpd 15 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 1 ≠ (abs‘𝑧))
64 1red 10294 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 1 ∈ ℝ)
65 resubcl 10599 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((abs‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → ((abs‘𝑧) − 1) ∈ ℝ)
6640, 39, 65sylancl 580 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((abs‘𝑧) − 1) ∈ ℝ)
6714oveq2i 6853 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((abs‘𝑧) − (abs‘1)) = ((abs‘𝑧) − 1)
68 abs2dif 14359 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((abs‘𝑧) − (abs‘1)) ≤ (abs‘(𝑧 − 1)))
6925, 34, 68sylancl 580 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((abs‘𝑧) − (abs‘1)) ≤ (abs‘(𝑧 − 1)))
7067, 69syl5eqbrr 4845 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((abs‘𝑧) − 1) ≤ (abs‘(𝑧 − 1)))
71 abssub 14353 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (abs‘(𝑧 − 1)) = (abs‘(1 − 𝑧)))
7225, 34, 71sylancl 580 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘(𝑧 − 1)) = (abs‘(1 − 𝑧)))
7370, 72breqtrd 4835 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((abs‘𝑧) − 1) ≤ (abs‘(1 − 𝑧)))
7466, 37, 43, 73, 33letrd 10448 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((abs‘𝑧) − 1) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))))
7540, 64, 43lesubaddd 10878 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (((abs‘𝑧) − 1) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) ↔ (abs‘𝑧) ≤ ((𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) + 1)))
7674, 75mpbid 223 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘𝑧) ≤ ((𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) + 1))
776adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 𝑀 ∈ ℂ)
78 1cnd 10288 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 1 ∈ ℂ)
7938, 40remulcld 10324 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · (abs‘𝑧)) ∈ ℝ)
8079recnd 10322 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · (abs‘𝑧)) ∈ ℂ)
8177, 78, 80addsubd 10667 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 + 1) − (𝑀 · (abs‘𝑧))) = ((𝑀 − (𝑀 · (abs‘𝑧))) + 1))
8240recnd 10322 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘𝑧) ∈ ℂ)
8377, 78, 82subdid 10740 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) = ((𝑀 · 1) − (𝑀 · (abs‘𝑧))))
8477mulid1d 10311 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · 1) = 𝑀)
8584oveq1d 6857 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 · 1) − (𝑀 · (abs‘𝑧))) = (𝑀 − (𝑀 · (abs‘𝑧))))
8683, 85eqtrd 2799 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) = (𝑀 − (𝑀 · (abs‘𝑧))))
8786oveq1d 6857 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) + 1) = ((𝑀 − (𝑀 · (abs‘𝑧))) + 1))
8881, 87eqtr4d 2802 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 + 1) − (𝑀 · (abs‘𝑧))) = ((𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) + 1))
8976, 88breqtrrd 4837 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘𝑧) ≤ ((𝑀 + 1) − (𝑀 · (abs‘𝑧))))
90 peano2re 10463 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑀 ∈ ℝ → (𝑀 + 1) ∈ ℝ)
9138, 90syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 + 1) ∈ ℝ)
9279, 40, 91leaddsub2d 10883 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (((𝑀 · (abs‘𝑧)) + (abs‘𝑧)) ≤ (𝑀 + 1) ↔ (abs‘𝑧) ≤ ((𝑀 + 1) − (𝑀 · (abs‘𝑧)))))
9389, 92mpbird 248 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 · (abs‘𝑧)) + (abs‘𝑧)) ≤ (𝑀 + 1))
9477, 78, 82adddird 10319 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 + 1) · (abs‘𝑧)) = ((𝑀 · (abs‘𝑧)) + (1 · (abs‘𝑧))))
9582mulid2d 10312 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (1 · (abs‘𝑧)) = (abs‘𝑧))
9695oveq2d 6858 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 · (abs‘𝑧)) + (1 · (abs‘𝑧))) = ((𝑀 · (abs‘𝑧)) + (abs‘𝑧)))
9794, 96eqtrd 2799 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 + 1) · (abs‘𝑧)) = ((𝑀 · (abs‘𝑧)) + (abs‘𝑧)))
9891recnd 10322 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 + 1) ∈ ℂ)
9998mulid1d 10311 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 + 1) · 1) = (𝑀 + 1))
10093, 97, 993brtr4d 4841 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 + 1) · (abs‘𝑧)) ≤ ((𝑀 + 1) · 1))
101 0red 10297 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 0 ∈ ℝ)
102 simplr 785 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 0 ≤ 𝑀)
10338ltp1d 11208 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 𝑀 < (𝑀 + 1))
104101, 38, 91, 102, 103lelttrd 10449 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 0 < (𝑀 + 1))
105 lemul2 11130 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((abs‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ ((𝑀 + 1) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑀 + 1))) → ((abs‘𝑧) ≤ 1 ↔ ((𝑀 + 1) · (abs‘𝑧)) ≤ ((𝑀 + 1) · 1)))
10640, 64, 91, 104, 105syl112anc 1493 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((abs‘𝑧) ≤ 1 ↔ ((𝑀 + 1) · (abs‘𝑧)) ≤ ((𝑀 + 1) · 1)))
107100, 106mpbird 248 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘𝑧) ≤ 1)
10840, 64, 107leltned 10444 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((abs‘𝑧) < 1 ↔ 1 ≠ (abs‘𝑧)))
10963, 108mpbird 248 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘𝑧) < 1)
11032, 109eqbrtrd 4831 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑧(abs ∘ − )0) < 1)
111 cnxmet 22855 . . . . . . . . . . . . . 14 (abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ)
112 1rp 12032 . . . . . . . . . . . . . . 15 1 ∈ ℝ+
113 rpxr 12039 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 ∈ ℝ+ → 1 ∈ ℝ*)
114112, 113ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℝ*
115 elbl3 22476 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 1 ∈ ℝ*) ∧ (0 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ)) → (𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑧(abs ∘ − )0) < 1))
116111, 114, 115mpanl12 693 . . . . . . . . . . . . 13 ((0 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑧(abs ∘ − )0) < 1))
11726, 25, 116sylancr 581 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑧(abs ∘ − )0) < 1))
118110, 117mpbird 248 . . . . . . . . . . 11 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1))
119118expr 448 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ (𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))))) → (𝑧 ≠ 1 → 𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
1201193impb 1143 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ 𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) → (𝑧 ≠ 1 → 𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
12124, 120syl5bi 233 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ 𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) → (¬ 𝑧 ∈ {1} → 𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
122121orrd 889 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ 𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) → (𝑧 ∈ {1} ∨ 𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
123 elun 3915 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ ({1} ∪ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)) ↔ (𝑧 ∈ {1} ∨ 𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
124122, 123sylibr 225 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ 𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) → 𝑧 ∈ ({1} ∪ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
125124rabssdv 3842 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))} ⊆ ({1} ∪ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
12620, 125syl5eqss 3809 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → 𝑆 ⊆ ({1} ∪ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
127 ssundif 4212 . . . 4 (𝑆 ⊆ ({1} ∪ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)) ↔ (𝑆 ∖ {1}) ⊆ (0(ball‘(abs ∘ − ))1))
128126, 127sylib 209 . . 3 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → (𝑆 ∖ {1}) ⊆ (0(ball‘(abs ∘ − ))1))
12922, 128jca 507 . 2 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → (1 ∈ 𝑆 ∧ (𝑆 ∖ {1}) ⊆ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
1301, 2, 129syl2anc 579 1 (𝜑 → (1 ∈ 𝑆 ∧ (𝑆 ∖ {1}) ⊆ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 197  wa 384  wo 873  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937  {crab 3059  cdif 3729  cun 3730  wss 3732  {csn 4334   class class class wbr 4809  dom cdm 5277  ccom 5281  wf 6064  cfv 6068  (class class class)co 6842  cc 10187  cr 10188  0cc0 10189  1c1 10190   + caddc 10192   · cmul 10194  *cxr 10327   < clt 10328  cle 10329  cmin 10520  0cn0 11538  +crp 12028  seqcseq 13008  abscabs 14261  cli 14502  ∞Metcxmet 20004  ballcbl 20006
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2069  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265  ax-pre-mulgt0 10266  ax-pre-sup 10267
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2062  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-pss 3748  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-tp 4339  df-op 4341  df-uni 4595  df-iun 4678  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-tr 4912  df-id 5185  df-eprel 5190  df-po 5198  df-so 5199  df-fr 5236  df-we 5238  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-pred 5865  df-ord 5911  df-on 5912  df-lim 5913  df-suc 5914  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-riota 6803  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-om 7264  df-1st 7366  df-2nd 7367  df-wrecs 7610  df-recs 7672  df-rdg 7710  df-er 7947  df-map 8062  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-sup 8555  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-sub 10522  df-neg 10523  df-div 10939  df-nn 11275  df-2 11335  df-3 11336  df-n0 11539  df-z 11625  df-uz 11887  df-rp 12029  df-xadd 12147  df-seq 13009  df-exp 13068  df-cj 14126  df-re 14127  df-im 14128  df-sqrt 14262  df-abs 14263  df-psmet 20011  df-xmet 20012  df-met 20013  df-bl 20014
This theorem is referenced by:  abelthlem3  24478  abelthlem6  24481  abelthlem7  24483  abelthlem8  24484  abelthlem9  24485  abelth  24486
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