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Theorem bposlem4 27345
Description: Lemma for bpos 27351. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Mar-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
bpos.1 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘5))
bpos.2 (𝜑 → ¬ ∃𝑝 ∈ ℙ (𝑁 < 𝑝𝑝 ≤ (2 · 𝑁)))
bpos.3 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑(𝑛 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))), 1))
bpos.4 𝐾 = (⌊‘((2 · 𝑁) / 3))
bpos.5 𝑀 = (⌊‘(√‘(2 · 𝑁)))
Assertion
Ref Expression
bposlem4 (𝜑𝑀 ∈ (3...𝐾))
Distinct variable groups:   𝐹,𝑝   𝑛,𝑝,𝐾   𝑀,𝑝   𝑛,𝑁,𝑝   𝜑,𝑛,𝑝
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑛)   𝑀(𝑛)

Proof of Theorem bposlem4
StepHypRef Expression
1 2nn 12336 . . . . . . . 8 2 ∈ ℕ
2 5nn 12349 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℕ
3 bpos.1 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘5))
4 eluznn 12957 . . . . . . . . 9 ((5 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘5)) → 𝑁 ∈ ℕ)
52, 3, 4sylancr 587 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
6 nnmulcl 12287 . . . . . . . 8 ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
71, 5, 6sylancr 587 . . . . . . 7 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
87nnred 12278 . . . . . 6 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
97nnrpd 13072 . . . . . . 7 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℝ+)
109rpge0d 13078 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ (2 · 𝑁))
118, 10resqrtcld 15452 . . . . 5 (𝜑 → (√‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
1211flcld 13834 . . . 4 (𝜑 → (⌊‘(√‘(2 · 𝑁))) ∈ ℤ)
13 sqrt9 15308 . . . . . 6 (√‘9) = 3
14 9re 12362 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℝ
1514a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 9 ∈ ℝ)
16 10re 12749 . . . . . . . . 9 10 ∈ ℝ
1716a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑10 ∈ ℝ)
18 lep1 12105 . . . . . . . . . . 11 (9 ∈ ℝ → 9 ≤ (9 + 1))
1914, 18ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 9 ≤ (9 + 1)
20 9p1e10 12732 . . . . . . . . . 10 (9 + 1) = 10
2119, 20breqtri 5172 . . . . . . . . 9 9 ≤ 10
2221a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 9 ≤ 10)
23 5cn 12351 . . . . . . . . . 10 5 ∈ ℂ
24 2cn 12338 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℂ
25 5t2e10 12830 . . . . . . . . . 10 (5 · 2) = 10
2623, 24, 25mulcomli 11267 . . . . . . . . 9 (2 · 5) = 10
27 eluzle 12888 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ (ℤ‘5) → 5 ≤ 𝑁)
283, 27syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 5 ≤ 𝑁)
295nnred 12278 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
30 5re 12350 . . . . . . . . . . . 12 5 ∈ ℝ
31 2re 12337 . . . . . . . . . . . . 13 2 ∈ ℝ
32 2pos 12366 . . . . . . . . . . . . 13 0 < 2
3331, 32pm3.2i 470 . . . . . . . . . . . 12 (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)
34 lemul2 12117 . . . . . . . . . . . 12 ((5 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → (5 ≤ 𝑁 ↔ (2 · 5) ≤ (2 · 𝑁)))
3530, 33, 34mp3an13 1451 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℝ → (5 ≤ 𝑁 ↔ (2 · 5) ≤ (2 · 𝑁)))
3629, 35syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (5 ≤ 𝑁 ↔ (2 · 5) ≤ (2 · 𝑁)))
3728, 36mpbid 232 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 · 5) ≤ (2 · 𝑁))
3826, 37eqbrtrrid 5183 . . . . . . . 8 (𝜑10 ≤ (2 · 𝑁))
3915, 17, 8, 22, 38letrd 11415 . . . . . . 7 (𝜑 → 9 ≤ (2 · 𝑁))
40 0re 11260 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ
41 9pos 12376 . . . . . . . . . 10 0 < 9
4240, 14, 41ltleii 11381 . . . . . . . . 9 0 ≤ 9
4314, 42pm3.2i 470 . . . . . . . 8 (9 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 9)
449rprege0d 13081 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (2 · 𝑁)))
45 sqrtle 15295 . . . . . . . 8 (((9 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 9) ∧ ((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (2 · 𝑁))) → (9 ≤ (2 · 𝑁) ↔ (√‘9) ≤ (√‘(2 · 𝑁))))
4643, 44, 45sylancr 587 . . . . . . 7 (𝜑 → (9 ≤ (2 · 𝑁) ↔ (√‘9) ≤ (√‘(2 · 𝑁))))
4739, 46mpbid 232 . . . . . 6 (𝜑 → (√‘9) ≤ (√‘(2 · 𝑁)))
4813, 47eqbrtrrid 5183 . . . . 5 (𝜑 → 3 ≤ (√‘(2 · 𝑁)))
49 3z 12647 . . . . . 6 3 ∈ ℤ
50 flge 13841 . . . . . 6 (((√‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ ∧ 3 ∈ ℤ) → (3 ≤ (√‘(2 · 𝑁)) ↔ 3 ≤ (⌊‘(√‘(2 · 𝑁)))))
5111, 49, 50sylancl 586 . . . . 5 (𝜑 → (3 ≤ (√‘(2 · 𝑁)) ↔ 3 ≤ (⌊‘(√‘(2 · 𝑁)))))
5248, 51mpbid 232 . . . 4 (𝜑 → 3 ≤ (⌊‘(√‘(2 · 𝑁))))
5349eluz1i 12883 . . . 4 ((⌊‘(√‘(2 · 𝑁))) ∈ (ℤ‘3) ↔ ((⌊‘(√‘(2 · 𝑁))) ∈ ℤ ∧ 3 ≤ (⌊‘(√‘(2 · 𝑁)))))
5412, 52, 53sylanbrc 583 . . 3 (𝜑 → (⌊‘(√‘(2 · 𝑁))) ∈ (ℤ‘3))
55 3nn 12342 . . . . 5 3 ∈ ℕ
56 nndivre 12304 . . . . 5 (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ 3 ∈ ℕ) → ((2 · 𝑁) / 3) ∈ ℝ)
578, 55, 56sylancl 586 . . . 4 (𝜑 → ((2 · 𝑁) / 3) ∈ ℝ)
58 3re 12343 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℝ
5958a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 3 ∈ ℝ)
609sqrtgt0d 15447 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < (√‘(2 · 𝑁)))
61 lemul2 12117 . . . . . . . 8 ((3 ∈ ℝ ∧ (√‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ ∧ ((√‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ ∧ 0 < (√‘(2 · 𝑁)))) → (3 ≤ (√‘(2 · 𝑁)) ↔ ((√‘(2 · 𝑁)) · 3) ≤ ((√‘(2 · 𝑁)) · (√‘(2 · 𝑁)))))
6259, 11, 11, 60, 61syl112anc 1373 . . . . . . 7 (𝜑 → (3 ≤ (√‘(2 · 𝑁)) ↔ ((√‘(2 · 𝑁)) · 3) ≤ ((√‘(2 · 𝑁)) · (√‘(2 · 𝑁)))))
6348, 62mpbid 232 . . . . . 6 (𝜑 → ((√‘(2 · 𝑁)) · 3) ≤ ((√‘(2 · 𝑁)) · (√‘(2 · 𝑁))))
64 remsqsqrt 15291 . . . . . . 7 (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (2 · 𝑁)) → ((√‘(2 · 𝑁)) · (√‘(2 · 𝑁))) = (2 · 𝑁))
658, 10, 64syl2anc 584 . . . . . 6 (𝜑 → ((√‘(2 · 𝑁)) · (√‘(2 · 𝑁))) = (2 · 𝑁))
6663, 65breqtrd 5173 . . . . 5 (𝜑 → ((√‘(2 · 𝑁)) · 3) ≤ (2 · 𝑁))
67 3pos 12368 . . . . . . . 8 0 < 3
6858, 67pm3.2i 470 . . . . . . 7 (3 ∈ ℝ ∧ 0 < 3)
6968a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → (3 ∈ ℝ ∧ 0 < 3))
70 lemuldiv 12145 . . . . . 6 (((√‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ (3 ∈ ℝ ∧ 0 < 3)) → (((√‘(2 · 𝑁)) · 3) ≤ (2 · 𝑁) ↔ (√‘(2 · 𝑁)) ≤ ((2 · 𝑁) / 3)))
7111, 8, 69, 70syl3anc 1370 . . . . 5 (𝜑 → (((√‘(2 · 𝑁)) · 3) ≤ (2 · 𝑁) ↔ (√‘(2 · 𝑁)) ≤ ((2 · 𝑁) / 3)))
7266, 71mpbid 232 . . . 4 (𝜑 → (√‘(2 · 𝑁)) ≤ ((2 · 𝑁) / 3))
73 flword2 13849 . . . 4 (((√‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ ∧ ((2 · 𝑁) / 3) ∈ ℝ ∧ (√‘(2 · 𝑁)) ≤ ((2 · 𝑁) / 3)) → (⌊‘((2 · 𝑁) / 3)) ∈ (ℤ‘(⌊‘(√‘(2 · 𝑁)))))
7411, 57, 72, 73syl3anc 1370 . . 3 (𝜑 → (⌊‘((2 · 𝑁) / 3)) ∈ (ℤ‘(⌊‘(√‘(2 · 𝑁)))))
75 elfzuzb 13554 . . 3 ((⌊‘(√‘(2 · 𝑁))) ∈ (3...(⌊‘((2 · 𝑁) / 3))) ↔ ((⌊‘(√‘(2 · 𝑁))) ∈ (ℤ‘3) ∧ (⌊‘((2 · 𝑁) / 3)) ∈ (ℤ‘(⌊‘(√‘(2 · 𝑁))))))
7654, 74, 75sylanbrc 583 . 2 (𝜑 → (⌊‘(√‘(2 · 𝑁))) ∈ (3...(⌊‘((2 · 𝑁) / 3))))
77 bpos.5 . 2 𝑀 = (⌊‘(√‘(2 · 𝑁)))
78 bpos.4 . . 3 𝐾 = (⌊‘((2 · 𝑁) / 3))
7978oveq2i 7441 . 2 (3...𝐾) = (3...(⌊‘((2 · 𝑁) / 3)))
8076, 77, 793eltr4g 2855 1 (𝜑𝑀 ∈ (3...𝐾))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1536  wcel 2105  wrex 3067  ifcif 4530   class class class wbr 5147  cmpt 5230  cfv 6562  (class class class)co 7430  cr 11151  0cc0 11152  1c1 11153   + caddc 11155   · cmul 11157   < clt 11292  cle 11293   / cdiv 11917  cn 12263  2c2 12318  3c3 12319  5c5 12321  9c9 12325  cz 12610  cdc 12730  cuz 12875  ...cfz 13543  cfl 13826  cexp 14098  Ccbc 14337  csqrt 15268  cprime 16704   pCnt cpc 16869
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1791  ax-4 1805  ax-5 1907  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2138  ax-11 2154  ax-12 2174  ax-ext 2705  ax-sep 5301  ax-nul 5311  ax-pow 5370  ax-pr 5437  ax-un 7753  ax-cnex 11208  ax-resscn 11209  ax-1cn 11210  ax-icn 11211  ax-addcl 11212  ax-addrcl 11213  ax-mulcl 11214  ax-mulrcl 11215  ax-mulcom 11216  ax-addass 11217  ax-mulass 11218  ax-distr 11219  ax-i2m1 11220  ax-1ne0 11221  ax-1rid 11222  ax-rnegex 11223  ax-rrecex 11224  ax-cnre 11225  ax-pre-lttri 11226  ax-pre-lttrn 11227  ax-pre-ltadd 11228  ax-pre-mulgt0 11229  ax-pre-sup 11230
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1776  df-nf 1780  df-sb 2062  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2726  df-clel 2813  df-nfc 2889  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3433  df-v 3479  df-sbc 3791  df-csb 3908  df-dif 3965  df-un 3967  df-in 3969  df-ss 3979  df-pss 3982  df-nul 4339  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-op 4637  df-uni 4912  df-iun 4997  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5640  df-we 5642  df-xp 5694  df-rel 5695  df-cnv 5696  df-co 5697  df-dm 5698  df-rn 5699  df-res 5700  df-ima 5701  df-pred 6322  df-ord 6388  df-on 6389  df-lim 6390  df-suc 6391  df-iota 6515  df-fun 6564  df-fn 6565  df-f 6566  df-f1 6567  df-fo 6568  df-f1o 6569  df-fv 6570  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7887  df-1st 8012  df-2nd 8013  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8409  df-rdg 8448  df-er 8743  df-en 8984  df-dom 8985  df-sdom 8986  df-sup 9479  df-inf 9480  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11491  df-neg 11492  df-div 11918  df-nn 12264  df-2 12326  df-3 12327  df-4 12328  df-5 12329  df-6 12330  df-7 12331  df-8 12332  df-9 12333  df-n0 12524  df-z 12611  df-dec 12731  df-uz 12876  df-rp 13032  df-fz 13544  df-fl 13828  df-seq 14039  df-exp 14099  df-cj 15134  df-re 15135  df-im 15136  df-sqrt 15270
This theorem is referenced by:  bposlem6  27347
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