Theorem divalglem5 16360

Description: Lemma for divalg 16366. (Contributed by Paul Chapman, 21-Mar-2011.) (Revised by AV, 2-Oct-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
divalglem0.1	⊢ 𝑁 ∈ ℤ
divalglem0.2	⊢ 𝐷 ∈ ℤ
divalglem1.3	⊢ 𝐷 ≠ 0
divalglem2.4	⊢ 𝑆 = {𝑟 ∈ ℕ0 ∣ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟)}
divalglem5.5	⊢ 𝑅 = inf(𝑆, ℝ, < )

Assertion

Ref	Expression
divalglem5	⊢ (0 ≤ 𝑅 ∧ 𝑅 < (abs‘𝐷))

Distinct variable groups:   𝐷,𝑟   𝑁,𝑟

Allowed substitution hints:   𝑅(𝑟)   𝑆(𝑟)

Proof of Theorem divalglem5

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		divalglem5.5	. . . . . 6 ⊢ 𝑅 = inf(𝑆, ℝ, < )
2		divalglem0.1	. . . . . . 7 ⊢ 𝑁 ∈ ℤ
3		divalglem0.2	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 ∈ ℤ
4		divalglem1.3	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 ≠ 0
5		divalglem2.4	. . . . . . 7 ⊢ 𝑆 = {𝑟 ∈ ℕ0 ∣ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟)}
6	2, 3, 4, 5	divalglem2 16358	. . . . . 6 ⊢ inf(𝑆, ℝ, < ) ∈ 𝑆
7	1, 6	eqeltri 2833	. . . . 5 ⊢ 𝑅 ∈ 𝑆
8		oveq2 7369	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑅 → (𝑁 − 𝑥) = (𝑁 − 𝑅))
9	8	breq2d 5098	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑅 → (𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑥) ↔ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑅)))
10		oveq2 7369	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑟 = 𝑥 → (𝑁 − 𝑟) = (𝑁 − 𝑥))
11	10	breq2d 5098	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑟 = 𝑥 → (𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟) ↔ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑥)))
12	11	cbvrabv 3400	. . . . . . 7 ⊢ {𝑟 ∈ ℕ0 ∣ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟)} = {𝑥 ∈ ℕ0 ∣ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑥)}
13	5, 12	eqtri 2760	. . . . . 6 ⊢ 𝑆 = {𝑥 ∈ ℕ0 ∣ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑥)}
14	9, 13	elrab2 3638	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ 𝑆 ↔ (𝑅 ∈ ℕ0 ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑅)))
15	7, 14	mpbi 230	. . . 4 ⊢ (𝑅 ∈ ℕ0 ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑅))
16	15	simpli 483	. . 3 ⊢ 𝑅 ∈ ℕ0
17	16	nn0ge0i 12458	. 2 ⊢ 0 ≤ 𝑅
18		nnabscl 15282	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ≠ 0) → (abs‘𝐷) ∈ ℕ)
19	3, 4, 18	mp2an 693	. . . . . 6 ⊢ (abs‘𝐷) ∈ ℕ
20	19	nngt0i 12210	. . . . 5 ⊢ 0 < (abs‘𝐷)
21		0re 11140	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ ℝ
22		zcn 12523	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐷 ∈ ℤ → 𝐷 ∈ ℂ)
23	3, 22	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 ∈ ℂ
24	23	abscli 15352	. . . . . 6 ⊢ (abs‘𝐷) ∈ ℝ
25	21, 24	ltnlei 11261	. . . . 5 ⊢ (0 < (abs‘𝐷) ↔ ¬ (abs‘𝐷) ≤ 0)
26	20, 25	mpbi 230	. . . 4 ⊢ ¬ (abs‘𝐷) ≤ 0
27	5	ssrab3 4023	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑆 ⊆ ℕ0
28		nn0uz 12820	. . . . . . . 8 ⊢ ℕ0 = (ℤ≥‘0)
29	27, 28	sseqtri 3971	. . . . . . 7 ⊢ 𝑆 ⊆ (ℤ≥‘0)
30		nn0abscl 15268	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐷 ∈ ℤ → (abs‘𝐷) ∈ ℕ0)
31	3, 30	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 ⊢ (abs‘𝐷) ∈ ℕ0
32		nn0sub2 12584	. . . . . . . . 9 ⊢ (((abs‘𝐷) ∈ ℕ0 ∧ 𝑅 ∈ ℕ0 ∧ (abs‘𝐷) ≤ 𝑅) → (𝑅 − (abs‘𝐷)) ∈ ℕ0)
33	31, 16, 32	mp3an12 1454	. . . . . . . 8 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → (𝑅 − (abs‘𝐷)) ∈ ℕ0)
34	15	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → (𝑅 ∈ ℕ0 ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑅)))
35		nn0z 12542	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ ℕ0 → 𝑅 ∈ ℤ)
36		1z 12551	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 1 ∈ ℤ
37	2, 3	divalglem0 16356	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑅 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑅) → 𝐷 ∥ (𝑁 − (𝑅 − (1 · (abs‘𝐷))))))
38	36, 37	mpan2 692	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑅 ∈ ℤ → (𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑅) → 𝐷 ∥ (𝑁 − (𝑅 − (1 · (abs‘𝐷))))))
39	24	recni 11153	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (abs‘𝐷) ∈ ℂ
40	39	mullidi 11144	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (1 · (abs‘𝐷)) = (abs‘𝐷)
41	40	oveq2i 7372	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑅 − (1 · (abs‘𝐷))) = (𝑅 − (abs‘𝐷))
42	41	oveq2i 7372	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 − (𝑅 − (1 · (abs‘𝐷)))) = (𝑁 − (𝑅 − (abs‘𝐷)))
43	42	breq2i 5094	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐷 ∥ (𝑁 − (𝑅 − (1 · (abs‘𝐷)))) ↔ 𝐷 ∥ (𝑁 − (𝑅 − (abs‘𝐷))))
44	38, 43	imbitrdi 251	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ ℤ → (𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑅) → 𝐷 ∥ (𝑁 − (𝑅 − (abs‘𝐷)))))
45	35, 44	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑅 ∈ ℕ0 → (𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑅) → 𝐷 ∥ (𝑁 − (𝑅 − (abs‘𝐷)))))
46	45	imp 406	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 ∈ ℕ0 ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑅)) → 𝐷 ∥ (𝑁 − (𝑅 − (abs‘𝐷))))
47	34, 46	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → 𝐷 ∥ (𝑁 − (𝑅 − (abs‘𝐷))))
48		oveq2 7369	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = (𝑅 − (abs‘𝐷)) → (𝑁 − 𝑥) = (𝑁 − (𝑅 − (abs‘𝐷))))
49	48	breq2d 5098	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = (𝑅 − (abs‘𝐷)) → (𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑥) ↔ 𝐷 ∥ (𝑁 − (𝑅 − (abs‘𝐷)))))
50	49, 13	elrab2 3638	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 − (abs‘𝐷)) ∈ 𝑆 ↔ ((𝑅 − (abs‘𝐷)) ∈ ℕ0 ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − (𝑅 − (abs‘𝐷)))))
51	33, 47, 50	sylanbrc 584	. . . . . . 7 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → (𝑅 − (abs‘𝐷)) ∈ 𝑆)
52		infssuzle 12875	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘0) ∧ (𝑅 − (abs‘𝐷)) ∈ 𝑆) → inf(𝑆, ℝ, < ) ≤ (𝑅 − (abs‘𝐷)))
53	29, 51, 52	sylancr 588	. . . . . 6 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → inf(𝑆, ℝ, < ) ≤ (𝑅 − (abs‘𝐷)))
54	1, 53	eqbrtrid 5121	. . . . 5 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → 𝑅 ≤ (𝑅 − (abs‘𝐷)))
55	34	simpld 494	. . . . . . . 8 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → 𝑅 ∈ ℕ0)
56	55	nn0red 12493	. . . . . . 7 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → 𝑅 ∈ ℝ)
57		lesub 11623	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 ∈ ℝ ∧ 𝑅 ∈ ℝ ∧ (abs‘𝐷) ∈ ℝ) → (𝑅 ≤ (𝑅 − (abs‘𝐷)) ↔ (abs‘𝐷) ≤ (𝑅 − 𝑅)))
58	24, 57	mp3an3 1453	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ ℝ ∧ 𝑅 ∈ ℝ) → (𝑅 ≤ (𝑅 − (abs‘𝐷)) ↔ (abs‘𝐷) ≤ (𝑅 − 𝑅)))
59	56, 56, 58	syl2anc 585	. . . . . 6 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → (𝑅 ≤ (𝑅 − (abs‘𝐷)) ↔ (abs‘𝐷) ≤ (𝑅 − 𝑅)))
60	56	recnd 11167	. . . . . . . 8 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → 𝑅 ∈ ℂ)
61	60	subidd 11487	. . . . . . 7 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → (𝑅 − 𝑅) = 0)
62	61	breq2d 5098	. . . . . 6 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → ((abs‘𝐷) ≤ (𝑅 − 𝑅) ↔ (abs‘𝐷) ≤ 0))
63	59, 62	bitrd 279	. . . . 5 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → (𝑅 ≤ (𝑅 − (abs‘𝐷)) ↔ (abs‘𝐷) ≤ 0))
64	54, 63	mpbid 232	. . . 4 ⊢ ((abs‘𝐷) ≤ 𝑅 → (abs‘𝐷) ≤ 0)
65	26, 64	mto 197	. . 3 ⊢ ¬ (abs‘𝐷) ≤ 𝑅
66	16	nn0rei 12442	. . . 4 ⊢ 𝑅 ∈ ℝ
67	66, 24	ltnlei 11261	. . 3 ⊢ (𝑅 < (abs‘𝐷) ↔ ¬ (abs‘𝐷) ≤ 𝑅)
68	65, 67	mpbir 231	. 2 ⊢ 𝑅 < (abs‘𝐷)
69	17, 68	pm3.2i 470	1 ⊢ (0 ≤ 𝑅 ∧ 𝑅 < (abs‘𝐷))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933  {crab 3390   ⊆ wss 3890   class class class wbr 5086  ‘cfv 6493  (class class class)co 7361  infcinf 9348  ℂcc 11030  ℝcr 11031  0cc0 11032  1c1 11033   · cmul 11037   < clt 11173   ≤ cle 11174   − cmin 11371  ℕcn 12168  ℕ₀cn0 12431  ℤcz 12518  ℤ_≥cuz 12782  abscabs 15190   ∥ cdvds 16215

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5303  ax-pr 5371  ax-un 7683  ax-cnex 11088  ax-resscn 11089  ax-1cn 11090  ax-icn 11091  ax-addcl 11092  ax-addrcl 11093  ax-mulcl 11094  ax-mulrcl 11095  ax-mulcom 11096  ax-addass 11097  ax-mulass 11098  ax-distr 11099  ax-i2m1 11100  ax-1ne0 11101  ax-1rid 11102  ax-rnegex 11103  ax-rrecex 11104  ax-cnre 11105  ax-pre-lttri 11106  ax-pre-lttrn 11107  ax-pre-ltadd 11108  ax-pre-mulgt0 11109  ax-pre-sup 11110

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-uni 4852  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6260  df-ord 6321  df-on 6322  df-lim 6323  df-suc 6324  df-iota 6449  df-fun 6495  df-fn 6496  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-riota 7318  df-ov 7364  df-oprab 7365  df-mpo 7366  df-om 7812  df-2nd 7937  df-frecs 8225  df-wrecs 8256  df-recs 8305  df-rdg 8343  df-er 8637  df-en 8888  df-dom 8889  df-sdom 8890  df-sup 9349  df-inf 9350  df-pnf 11175  df-mnf 11176  df-xr 11177  df-ltxr 11178  df-le 11179  df-sub 11373  df-neg 11374  df-div 11802  df-nn 12169  df-2 12238  df-3 12239  df-n0 12432  df-z 12519  df-uz 12783  df-rp 12937  df-seq 13958  df-exp 14018  df-cj 15055  df-re 15056  df-im 15057  df-sqrt 15191  df-abs 15192  df-dvds 16216

This theorem is referenced by:  divalglem9  16364