abelthlem2 - Metamath Proof Explorer

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Theorem abelthlem2 24708

Description: Lemma for abelth 24717. 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	⊢ (𝜑 → 𝐴:ℕ₀⟶ℂ)
abelth.2	⊢ (𝜑 → seq0( + , 𝐴) ∈ dom ⇝ )
abelth.3	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ 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**
Step	Hyp	Ref	Expression
1		abelth.3	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
2		abelth.4	. 2 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ 𝑀)
3		1cnd 10487	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → 1 ∈ ℂ)
4		0le0 11591	. . . . 5 ⊢ 0 ≤ 0
5		simpl 483	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → 𝑀 ∈ ℝ)
6	5	recnd 10520	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → 𝑀 ∈ ℂ)
7	6	mul01d 10691	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → (𝑀 · 0) = 0)
8	4, 7	breqtrrid 5004	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → 0 ≤ (𝑀 · 0))
9		oveq2 7029	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = 1 → (1 − 𝑧) = (1 − 1))
10		1m1e0 11562	. . . . . . . 8 ⊢ (1 − 1) = 0
11	9, 10	syl6eq 2847	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = 1 → (1 − 𝑧) = 0)
12	11	abs00bd 14490	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = 1 → (abs‘(1 − 𝑧)) = 0)
13		fveq2 6543	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 = 1 → (abs‘𝑧) = (abs‘1))
14		abs1 14496	. . . . . . . . . 10 ⊢ (abs‘1) = 1
15	13, 14	syl6eq 2847	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = 1 → (abs‘𝑧) = 1)
16	15	oveq2d 7037	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = 1 → (1 − (abs‘𝑧)) = (1 − 1))
17	16, 10	syl6eq 2847	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = 1 → (1 − (abs‘𝑧)) = 0)
18	17	oveq2d 7037	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = 1 → (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) = (𝑀 · 0))
19	12, 18	breq12d 4979	. . . . 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)))}
21	19, 20	elrab2 3622	. . . 4 ⊢ (1 ∈ 𝑆 ↔ (1 ∈ ℂ ∧ 0 ≤ (𝑀 · 0)))
22	3, 8, 21	sylanbrc 583	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → 1 ∈ 𝑆)
23		velsn 4492	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ {1} ↔ 𝑧 = 1)
24	23	necon3bbii 3031	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ 𝑧 ∈ {1} ↔ 𝑧 ≠ 1)
25		simprll 775	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 𝑧 ∈ ℂ)
26		0cn 10484	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 0 ∈ ℂ
27		eqid 2795	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (abs ∘ − ) = (abs ∘ − )
28	27	cnmetdval 23067	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ) → (𝑧(abs ∘ − )0) = (abs‘(𝑧 − 0)))
29	25, 26, 28	sylancl 586	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑧(abs ∘ − )0) = (abs‘(𝑧 − 0)))
30	25	subid1d 10839	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑧 − 0) = 𝑧)
31	30	fveq2d 6547	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘(𝑧 − 0)) = (abs‘𝑧))
32	29, 31	eqtrd 2831	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑧(abs ∘ − )0) = (abs‘𝑧))
33	25	abscld 14635	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘𝑧) ∈ ℝ)
34		1red 10493	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 1 ∈ ℝ)
35		1re 10492	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ 1 ∈ ℝ
36		resubcl 10803	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((abs‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → ((abs‘𝑧) − 1) ∈ ℝ)
37	33, 35, 36	sylancl 586	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((abs‘𝑧) − 1) ∈ ℝ)
38		ax-1cn 10446	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ 1 ∈ ℂ
39		subcl 10737	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (1 − 𝑧) ∈ ℂ)
40	38, 25, 39	sylancr 587	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (1 − 𝑧) ∈ ℂ)
41	40	abscld 14635	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘(1 − 𝑧)) ∈ ℝ)
42		simpll 763	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 𝑀 ∈ ℝ)
43		resubcl 10803	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((1 ∈ ℝ ∧ (abs‘𝑧) ∈ ℝ) → (1 − (abs‘𝑧)) ∈ ℝ)
44	35, 33, 43	sylancr 587	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (1 − (abs‘𝑧)) ∈ ℝ)
45	42, 44	remulcld 10522	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) ∈ ℝ)
46	14	oveq2i 7032	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((abs‘𝑧) − (abs‘1)) = ((abs‘𝑧) − 1)
47		abs2dif 14531	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((abs‘𝑧) − (abs‘1)) ≤ (abs‘(𝑧 − 1)))
48	25, 38, 47	sylancl 586	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((abs‘𝑧) − (abs‘1)) ≤ (abs‘(𝑧 − 1)))
49	46, 48	eqbrtrrid 5002	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((abs‘𝑧) − 1) ≤ (abs‘(𝑧 − 1)))
50		abssub 14525	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (abs‘(𝑧 − 1)) = (abs‘(1 − 𝑧)))
51	25, 38, 50	sylancl 586	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘(𝑧 − 1)) = (abs‘(1 − 𝑧)))
52	49, 51	breqtrd 4992	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((abs‘𝑧) − 1) ≤ (abs‘(1 − 𝑧)))
53		simprlr 776	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))))
54	37, 41, 45, 52, 53	letrd 10649	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((abs‘𝑧) − 1) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))))
55	33, 34, 45	lesubaddd 11090	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((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)))
56	54, 55	mpbid 233	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘𝑧) ≤ ((𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) + 1))
57	6	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 𝑀 ∈ ℂ)
58		1cnd 10487	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 1 ∈ ℂ)
59	42, 33	remulcld 10522	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · (abs‘𝑧)) ∈ ℝ)
60	59	recnd 10520	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · (abs‘𝑧)) ∈ ℂ)
61	57, 58, 60	addsubd 10871	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((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))
62	33	recnd 10520	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘𝑧) ∈ ℂ)
63	57, 58, 62	subdid 10949	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) = ((𝑀 · 1) − (𝑀 · (abs‘𝑧))))
64	57	mulid1d 10509	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · 1) = 𝑀)
65	64	oveq1d 7036	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 · 1) − (𝑀 · (abs‘𝑧))) = (𝑀 − (𝑀 · (abs‘𝑧))))
66	63, 65	eqtrd 2831	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) = (𝑀 − (𝑀 · (abs‘𝑧))))
67	66	oveq1d 7036	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((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))
68	61, 67	eqtr4d 2834	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((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))
69	56, 68	breqtrrd 4994	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘𝑧) ≤ ((𝑀 + 1) − (𝑀 · (abs‘𝑧))))
70		peano2re 10665	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑀 ∈ ℝ → (𝑀 + 1) ∈ ℝ)
71	42, 70	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 + 1) ∈ ℝ)
72	59, 33, 71	leaddsub2d 11095	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((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)))))
73	69, 72	mpbird 258	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 · (abs‘𝑧)) + (abs‘𝑧)) ≤ (𝑀 + 1))
74	57, 62	adddirp1d 10518	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 + 1) · (abs‘𝑧)) = ((𝑀 · (abs‘𝑧)) + (abs‘𝑧)))
75	71	recnd 10520	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 + 1) ∈ ℂ)
76	75	mulid1d 10509	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 + 1) · 1) = (𝑀 + 1))
77	73, 74, 76	3brtr4d 4998	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((𝑀 + 1) · (abs‘𝑧)) ≤ ((𝑀 + 1) · 1))
78		0red 10495	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 0 ∈ ℝ)
79		simplr 765	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 0 ≤ 𝑀)
80	42	ltp1d 11423	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 𝑀 < (𝑀 + 1))
81	78, 42, 71, 79, 80	lelttrd 10650	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 0 < (𝑀 + 1))
82		lemul2 11346	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((abs‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ ((𝑀 + 1) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑀 + 1))) → ((abs‘𝑧) ≤ 1 ↔ ((𝑀 + 1) · (abs‘𝑧)) ≤ ((𝑀 + 1) · 1)))
83	33, 34, 71, 81, 82	syl112anc 1367	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((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)))
84	77, 83	mpbird 258	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘𝑧) ≤ 1)
85	41, 45, 53	lensymd 10643	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ¬ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) < (abs‘(1 − 𝑧)))
86	7	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · 0) = 0)
87		simprr 769	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 𝑧 ≠ 1)
88	87	necomd 3039	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 1 ≠ 𝑧)
89		subeq0 10765	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → ((1 − 𝑧) = 0 ↔ 1 = 𝑧))
90	89	necon3bid 3028	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → ((1 − 𝑧) ≠ 0 ↔ 1 ≠ 𝑧))
91	38, 25, 90	sylancr 587	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((1 − 𝑧) ≠ 0 ↔ 1 ≠ 𝑧))
92	88, 91	mpbird 258	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (1 − 𝑧) ≠ 0)
93		absgt0 14523	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((1 − 𝑧) ∈ ℂ → ((1 − 𝑧) ≠ 0 ↔ 0 < (abs‘(1 − 𝑧))))
94	40, 93	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → ((1 − 𝑧) ≠ 0 ↔ 0 < (abs‘(1 − 𝑧))))
95	92, 94	mpbid 233	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 0 < (abs‘(1 − 𝑧)))
96	86, 95	eqbrtrd 4988	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑀 · 0) < (abs‘(1 − 𝑧)))
97		oveq2 7029	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (1 = (abs‘𝑧) → (1 − 1) = (1 − (abs‘𝑧)))
98	10, 97	syl5eqr 2845	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (1 = (abs‘𝑧) → 0 = (1 − (abs‘𝑧)))
99	98	oveq2d 7037	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (1 = (abs‘𝑧) → (𝑀 · 0) = (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))))
100	99	breq1d 4976	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (1 = (abs‘𝑧) → ((𝑀 · 0) < (abs‘(1 − 𝑧)) ↔ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))) < (abs‘(1 − 𝑧))))
101	96, 100	syl5ibcom 246	. . . . . . . . . . . . . . . 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))))
102	101	necon3bd 2998	. . . . . . . . . . . . . . 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)))
103	85, 102	mpd 15	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 1 ≠ (abs‘𝑧))
104	33, 34, 84, 103	leneltd 10646	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (abs‘𝑧) < 1)
105	32, 104	eqbrtrd 4988	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → (𝑧(abs ∘ − )0) < 1)
106		cnxmet 23069	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ)
107		1xr 10552	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 1 ∈ ℝ^*
108		elbl3 22690	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 1 ∈ ℝ^*) ∧ (0 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ)) → (𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑧(abs ∘ − )0) < 1))
109	106, 107, 108	mpanl12 698	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((0 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑧(abs ∘ − )0) < 1))
110	26, 25, 109	sylancr 587	. . . . . . . . . . . 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))
111	105, 110	mpbird 258	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) ∧ 𝑧 ≠ 1)) → 𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1))
112	111	expr 457	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ (𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧))))) → (𝑧 ≠ 1 → 𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
113	112	3impb 1108	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ 𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) → (𝑧 ≠ 1 → 𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
114	24, 113	syl5bi 243	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ 𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) → (¬ 𝑧 ∈ {1} → 𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
115	114	orrd 858	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ 𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) → (𝑧 ∈ {1} ∨ 𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
116		elun 4050	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 ∈ ({1} ∪ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)) ↔ (𝑧 ∈ {1} ∨ 𝑧 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
117	115, 116	sylibr 235	. . . . . 6 ⊢ (((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) ∧ 𝑧 ∈ ℂ ∧ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))) → 𝑧 ∈ ({1} ∪ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
118	117	rabssdv 3976	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → {𝑧 ∈ ℂ ∣ (abs‘(1 − 𝑧)) ≤ (𝑀 · (1 − (abs‘𝑧)))} ⊆ ({1} ∪ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
119	20, 118	eqsstrid 3940	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → 𝑆 ⊆ ({1} ∪ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
120		ssundif 4351	. . . 4 ⊢ (𝑆 ⊆ ({1} ∪ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)) ↔ (𝑆 ∖ {1}) ⊆ (0(ball‘(abs ∘ − ))1))
121	119, 120	sylib 219	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → (𝑆 ∖ {1}) ⊆ (0(ball‘(abs ∘ − ))1))
122	22, 121	jca 512	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑀) → (1 ∈ 𝑆 ∧ (𝑆 ∖ {1}) ⊆ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))
123	1, 2, 122	syl2anc 584	1 ⊢ (𝜑 → (1 ∈ 𝑆 ∧ (𝑆 ∖ {1}) ⊆ (0(ball‘(abs ∘ − ))1)))

Colors of variables: wff setvar class

Syntax hints: ¬ wn 3 → wi 4 ↔ wb 207 ∧ wa 396 ∨ wo 842 ∧ w3a 1080 = wceq 1522 ∈ wcel 2081 ≠ wne 2984 {crab 3109 ∖ cdif 3860 ∪ cun 3861 ⊆ wss 3863 {csn 4476 class class class wbr 4966 dom cdm 5448 ∘ ccom 5452 ⟶wf 6226 ‘cfv 6230 (class class class)co 7021 ℂcc 10386 ℝcr 10387 0cc0 10388 1c1 10389 + caddc 10391 · cmul 10393 ℝ^*cxr 10525 < clt 10526 ≤ cle 10527 − cmin 10722 ℕ₀cn0 11750 seqcseq 13224 abscabs 14432 ⇝ cli 14680 ∞Metcxmet 20217 ballcbl 20219

This theorem was proved from axioms: ax-mp 5 ax-1 6 ax-2 7 ax-3 8 ax-gen 1777 ax-4 1791 ax-5 1888 ax-6 1947 ax-7 1992 ax-8 2083 ax-9 2091 ax-10 2112 ax-11 2126 ax-12 2141 ax-13 2344 ax-ext 2769 ax-sep 5099 ax-nul 5106 ax-pow 5162 ax-pr 5226 ax-un 7324 ax-cnex 10444 ax-resscn 10445 ax-1cn 10446 ax-icn 10447 ax-addcl 10448 ax-addrcl 10449 ax-mulcl 10450 ax-mulrcl 10451 ax-mulcom 10452 ax-addass 10453 ax-mulass 10454 ax-distr 10455 ax-i2m1 10456 ax-1ne0 10457 ax-1rid 10458 ax-rnegex 10459 ax-rrecex 10460 ax-cnre 10461 ax-pre-lttri 10462 ax-pre-lttrn 10463 ax-pre-ltadd 10464 ax-pre-mulgt0 10465 ax-pre-sup 10466

This theorem depends on definitions: df-bi 208 df-an 397 df-or 843 df-3or 1081 df-3an 1082 df-tru 1525 df-ex 1762 df-nf 1766 df-sb 2043 df-mo 2576 df-eu 2612 df-clab 2776 df-cleq 2788 df-clel 2863 df-nfc 2935 df-ne 2985 df-nel 3091 df-ral 3110 df-rex 3111 df-reu 3112 df-rmo 3113 df-rab 3114 df-v 3439 df-sbc 3710 df-csb 3816 df-dif 3866 df-un 3868 df-in 3870 df-ss 3878 df-pss 3880 df-nul 4216 df-if 4386 df-pw 4459 df-sn 4477 df-pr 4479 df-tp 4481 df-op 4483 df-uni 4750 df-iun 4831 df-br 4967 df-opab 5029 df-mpt 5046 df-tr 5069 df-id 5353 df-eprel 5358 df-po 5367 df-so 5368 df-fr 5407 df-we 5409 df-xp 5454 df-rel 5455 df-cnv 5456 df-co 5457 df-dm 5458 df-rn 5459 df-res 5460 df-ima 5461 df-pred 6028 df-ord 6074 df-on 6075 df-lim 6076 df-suc 6077 df-iota 6194 df-fun 6232 df-fn 6233 df-f 6234 df-f1 6235 df-fo 6236 df-f1o 6237 df-fv 6238 df-riota 6982 df-ov 7024 df-oprab 7025 df-mpo 7026 df-om 7442 df-1st 7550 df-2nd 7551 df-wrecs 7803 df-recs 7865 df-rdg 7903 df-er 8144 df-map 8263 df-en 8363 df-dom 8364 df-sdom 8365 df-sup 8757 df-pnf 10528 df-mnf 10529 df-xr 10530 df-ltxr 10531 df-le 10532 df-sub 10724 df-neg 10725 df-div 11151 df-nn 11492 df-2 11553 df-3 11554 df-n0 11751 df-z 11835 df-uz 12099 df-rp 12245 df-xadd 12363 df-seq 13225 df-exp 13285 df-cj 14297 df-re 14298 df-im 14299 df-sqrt 14433 df-abs 14434 df-psmet 20224 df-xmet 20225 df-met 20226 df-bl 20227

This theorem is referenced by: abelthlem3 24709 abelthlem6 24712 abelthlem7 24714 abelthlem8 24715 abelthlem9 24716 abelth 24717

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