Proof of Theorem dvdivbd
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | dvdivbd.u |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ) |
2 | | dvdivbd.r |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ) |
3 | 1, 2 | remulcld 11016 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → (𝑈 · 𝑅) ∈ ℝ) |
4 | | dvdivbd.t |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ ℝ) |
5 | | dvdivbd.q |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → 𝑄 ∈ ℝ) |
6 | 4, 5 | remulcld 11016 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → (𝑇 · 𝑄) ∈ ℝ) |
7 | 3, 6 | readdcld 11015 |
. . 3
⊢ (𝜑 → ((𝑈 · 𝑅) + (𝑇 · 𝑄)) ∈ ℝ) |
8 | | dvdivbd.e |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈
ℝ+) |
9 | 8 | rpred 12783 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ) |
10 | 9 | resqcld 13976 |
. . 3
⊢ (𝜑 → (𝐸↑2) ∈ ℝ) |
11 | 8 | rpcnd 12785 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℂ) |
12 | 8 | rpgt0d 12786 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → 0 < 𝐸) |
13 | 12 | gt0ne0d 11550 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → 𝐸 ≠ 0) |
14 | | 2z 12363 |
. . . . 5
⊢ 2 ∈
ℤ |
15 | 14 | a1i 11 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → 2 ∈
ℤ) |
16 | 11, 13, 15 | expne0d 13881 |
. . 3
⊢ (𝜑 → (𝐸↑2) ≠ 0) |
17 | 7, 10, 16 | redivcld 11814 |
. 2
⊢ (𝜑 → (((𝑈 · 𝑅) + (𝑇 · 𝑄)) / (𝐸↑2)) ∈ ℝ) |
18 | | dvdivbd.f |
. . . . . . 7
⊢ 𝐹 = (𝑆 D (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (𝐴 / 𝐵))) |
19 | | dvdivbd.s |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ}) |
20 | | dvdivbd.a |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐴 ∈ ℂ) |
21 | | dvdivbd.c |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐶 ∈ ℂ) |
22 | | dvdivbd.adv |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (𝑆 D (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐴)) = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐶)) |
23 | | dvdivbd.b |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐵 ∈ ℂ) |
24 | | simpr 485 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝐵 = 0) → 𝐵 = 0) |
25 | 24 | abs00bd 15014 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝐵 = 0) → (abs‘𝐵) = 0) |
26 | | 0red 10989 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ∈ ℝ) |
27 | 9 | adantr 481 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐸 ∈ ℝ) |
28 | 23 | abscld 15159 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘𝐵) ∈ ℝ) |
29 | 12 | adantr 481 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 < 𝐸) |
30 | | dvdivbd.ele |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 𝐸 ≤ (abs‘𝐵)) |
31 | 30 | r19.21bi 3135 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐸 ≤ (abs‘𝐵)) |
32 | 26, 27, 28, 29, 31 | ltletrd 11146 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 < (abs‘𝐵)) |
33 | 32 | gt0ne0d 11550 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘𝐵) ≠ 0) |
34 | 33 | adantr 481 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝐵 = 0) → (abs‘𝐵) ≠ 0) |
35 | 34 | neneqd 2950 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝐵 = 0) → ¬ (abs‘𝐵) = 0) |
36 | 25, 35 | pm2.65da 814 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ¬ 𝐵 = 0) |
37 | 36 | neqned 2952 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐵 ≠ 0) |
38 | | eldifsn 4726 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0})
↔ (𝐵 ∈ ℂ
∧ 𝐵 ≠
0)) |
39 | 23, 37, 38 | sylanbrc 583 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐵 ∈ (ℂ ∖
{0})) |
40 | | dvdivbd.d |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐷 ∈ ℂ) |
41 | | dvdivbd.bdv |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (𝑆 D (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵)) = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐷)) |
42 | 19, 20, 21, 22, 39, 40, 41 | dvmptdiv 25149 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → (𝑆 D (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (𝐴 / 𝐵))) = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴)) / (𝐵↑2)))) |
43 | 18, 42 | eqtrid 2792 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴)) / (𝐵↑2)))) |
44 | 21, 23 | mulcld 11006 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐶 · 𝐵) ∈ ℂ) |
45 | 40, 20 | mulcld 11006 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐷 · 𝐴) ∈ ℂ) |
46 | 44, 45 | subcld 11343 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴)) ∈ ℂ) |
47 | 23 | sqcld 13873 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐵↑2) ∈ ℂ) |
48 | | sqne0 13854 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐵 ∈ ℂ → ((𝐵↑2) ≠ 0 ↔ 𝐵 ≠ 0)) |
49 | 23, 48 | syl 17 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝐵↑2) ≠ 0 ↔ 𝐵 ≠ 0)) |
50 | 37, 49 | mpbird 256 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐵↑2) ≠ 0) |
51 | 46, 47, 50 | divcld 11762 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴)) / (𝐵↑2)) ∈ ℂ) |
52 | 43, 51 | fvmpt2d 6885 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐹‘𝑥) = (((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴)) / (𝐵↑2))) |
53 | 52 | fveq2d 6775 |
. . . 4
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(𝐹‘𝑥)) = (abs‘(((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴)) / (𝐵↑2)))) |
54 | 46, 47, 50 | absdivd 15178 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴)) / (𝐵↑2))) = ((abs‘((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴))) / (abs‘(𝐵↑2)))) |
55 | 46 | abscld 15159 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴))) ∈ ℝ) |
56 | 7 | adantr 481 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝑈 · 𝑅) + (𝑇 · 𝑄)) ∈ ℝ) |
57 | 8 | adantr 481 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐸 ∈
ℝ+) |
58 | 14 | a1i 11 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 2 ∈ ℤ) |
59 | 57, 58 | rpexpcld 13973 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐸↑2) ∈
ℝ+) |
60 | 47 | abscld 15159 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(𝐵↑2)) ∈ ℝ) |
61 | 46 | absge0d 15167 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ≤ (abs‘((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴)))) |
62 | 44 | abscld 15159 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(𝐶 · 𝐵)) ∈ ℝ) |
63 | 45 | abscld 15159 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(𝐷 · 𝐴)) ∈ ℝ) |
64 | 62, 63 | readdcld 11015 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((abs‘(𝐶 · 𝐵)) + (abs‘(𝐷 · 𝐴))) ∈ ℝ) |
65 | 44, 45 | abs2dif2d 15181 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴))) ≤ ((abs‘(𝐶 · 𝐵)) + (abs‘(𝐷 · 𝐴)))) |
66 | 3 | adantr 481 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑈 · 𝑅) ∈ ℝ) |
67 | 6 | adantr 481 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑇 · 𝑄) ∈ ℝ) |
68 | 21, 23 | absmuld 15177 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(𝐶 · 𝐵)) = ((abs‘𝐶) · (abs‘𝐵))) |
69 | 21 | abscld 15159 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘𝐶) ∈ ℝ) |
70 | 1 | adantr 481 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝑈 ∈ ℝ) |
71 | 2 | adantr 481 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝑅 ∈ ℝ) |
72 | 21 | absge0d 15167 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ≤ (abs‘𝐶)) |
73 | 23 | absge0d 15167 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ≤ (abs‘𝐵)) |
74 | | dvdivbd.cbd |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘𝐶) ≤ 𝑈) |
75 | | dvdivbd.bbd |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘𝐵) ≤ 𝑅) |
76 | 69, 70, 28, 71, 72, 73, 74, 75 | lemul12ad 11928 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((abs‘𝐶) · (abs‘𝐵)) ≤ (𝑈 · 𝑅)) |
77 | 68, 76 | eqbrtrd 5101 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(𝐶 · 𝐵)) ≤ (𝑈 · 𝑅)) |
78 | 40, 20 | absmuld 15177 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(𝐷 · 𝐴)) = ((abs‘𝐷) · (abs‘𝐴))) |
79 | 40 | abscld 15159 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘𝐷) ∈ ℝ) |
80 | 4 | adantr 481 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝑇 ∈ ℝ) |
81 | 20 | abscld 15159 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘𝐴) ∈ ℝ) |
82 | 5 | adantr 481 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝑄 ∈ ℝ) |
83 | 40 | absge0d 15167 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ≤ (abs‘𝐷)) |
84 | 20 | absge0d 15167 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ≤ (abs‘𝐴)) |
85 | | dvdivbd.dbd |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘𝐷) ≤ 𝑇) |
86 | | dvdivbd.abd |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘𝐴) ≤ 𝑄) |
87 | 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86 | lemul12ad 11928 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((abs‘𝐷) · (abs‘𝐴)) ≤ (𝑇 · 𝑄)) |
88 | 78, 87 | eqbrtrd 5101 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(𝐷 · 𝐴)) ≤ (𝑇 · 𝑄)) |
89 | 62, 63, 66, 67, 77, 88 | le2addd 11605 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((abs‘(𝐶 · 𝐵)) + (abs‘(𝐷 · 𝐴))) ≤ ((𝑈 · 𝑅) + (𝑇 · 𝑄))) |
90 | 55, 64, 56, 65, 89 | letrd 11143 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴))) ≤ ((𝑈 · 𝑅) + (𝑇 · 𝑄))) |
91 | | 2nn0 12261 |
. . . . . . . . 9
⊢ 2 ∈
ℕ0 |
92 | 91 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 2 ∈
ℕ0) |
93 | 26, 27, 29 | ltled 11134 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ≤ 𝐸) |
94 | | leexp1a 13904 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐸 ∈ ℝ ∧
(abs‘𝐵) ∈
ℝ ∧ 2 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐸 ∧ 𝐸 ≤ (abs‘𝐵))) → (𝐸↑2) ≤ ((abs‘𝐵)↑2)) |
95 | 27, 28, 92, 93, 31, 94 | syl32anc 1377 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐸↑2) ≤ ((abs‘𝐵)↑2)) |
96 | 23, 92 | absexpd 15175 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(𝐵↑2)) = ((abs‘𝐵)↑2)) |
97 | 95, 96 | breqtrrd 5107 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐸↑2) ≤ (abs‘(𝐵↑2))) |
98 | 55, 56, 59, 60, 61, 90, 97 | lediv12ad 12842 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((abs‘((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴))) / (abs‘(𝐵↑2))) ≤ (((𝑈 · 𝑅) + (𝑇 · 𝑄)) / (𝐸↑2))) |
99 | 54, 98 | eqbrtrd 5101 |
. . . 4
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(((𝐶 · 𝐵) − (𝐷 · 𝐴)) / (𝐵↑2))) ≤ (((𝑈 · 𝑅) + (𝑇 · 𝑄)) / (𝐸↑2))) |
100 | 53, 99 | eqbrtrd 5101 |
. . 3
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (((𝑈 · 𝑅) + (𝑇 · 𝑄)) / (𝐸↑2))) |
101 | 100 | ralrimiva 3110 |
. 2
⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (((𝑈 · 𝑅) + (𝑇 · 𝑄)) / (𝐸↑2))) |
102 | | brralrspcev 5139 |
. 2
⊢
(((((𝑈 ·
𝑅) + (𝑇 · 𝑄)) / (𝐸↑2)) ∈ ℝ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (((𝑈 · 𝑅) + (𝑇 · 𝑄)) / (𝐸↑2))) → ∃𝑏 ∈ ℝ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑏) |
103 | 17, 101, 102 | syl2anc 584 |
1
⊢ (𝜑 → ∃𝑏 ∈ ℝ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (abs‘(𝐹‘𝑥)) ≤ 𝑏) |