Proof of Theorem efif1olem2
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | simpl 476 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → 𝐴 ∈
ℝ) |
2 | | 2re 11449 |
. . . . . . 7
⊢ 2 ∈
ℝ |
3 | | pire 24648 |
. . . . . . 7
⊢ π
∈ ℝ |
4 | 2, 3 | remulcli 10393 |
. . . . . 6
⊢ (2
· π) ∈ ℝ |
5 | | readdcl 10355 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (2
· π) ∈ ℝ) → (𝐴 + (2 · π)) ∈
ℝ) |
6 | 1, 4, 5 | sylancl 580 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝐴 + (2 · π)) ∈
ℝ) |
7 | | resubcl 10687 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝐴 − 𝑧) ∈ ℝ) |
8 | | 2pos 11485 |
. . . . . . . 8
⊢ 0 <
2 |
9 | | pipos 24650 |
. . . . . . . 8
⊢ 0 <
π |
10 | 2, 3, 8, 9 | mulgt0ii 10509 |
. . . . . . 7
⊢ 0 < (2
· π) |
11 | 4, 10 | elrpii 12140 |
. . . . . 6
⊢ (2
· π) ∈ ℝ+ |
12 | | modcl 12991 |
. . . . . 6
⊢ (((𝐴 − 𝑧) ∈ ℝ ∧ (2 · π)
∈ ℝ+) → ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)) ∈
ℝ) |
13 | 7, 11, 12 | sylancl 580 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)) ∈
ℝ) |
14 | 6, 13 | resubcld 10803 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐴 + (2 · π)) −
((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ∈
ℝ) |
15 | 4 | a1i 11 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (2
· π) ∈ ℝ) |
16 | | modlt 12998 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 − 𝑧) ∈ ℝ ∧ (2 · π)
∈ ℝ+) → ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)) < (2 ·
π)) |
17 | 7, 11, 16 | sylancl 580 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)) < (2 ·
π)) |
18 | 13, 15, 1, 17 | ltadd2dd 10535 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝐴 + ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) < (𝐴 + (2 ·
π))) |
19 | 1, 13, 6 | ltaddsubd 10975 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐴 + ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) < (𝐴 + (2 · π)) ↔
𝐴 < ((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))))) |
20 | 18, 19 | mpbid 224 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → 𝐴 < ((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)))) |
21 | | modge0 12997 |
. . . . . 6
⊢ (((𝐴 − 𝑧) ∈ ℝ ∧ (2 · π)
∈ ℝ+) → 0 ≤ ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) |
22 | 7, 11, 21 | sylancl 580 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → 0 ≤
((𝐴 − 𝑧) mod (2 ·
π))) |
23 | 6, 13 | subge02d 10967 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (0 ≤
((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)) ↔
((𝐴 + (2 · π))
− ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ≤
(𝐴 + (2 ·
π)))) |
24 | 22, 23 | mpbid 224 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐴 + (2 · π)) −
((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ≤
(𝐴 + (2 ·
π))) |
25 | | rexr 10422 |
. . . . . 6
⊢ (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ∈
ℝ*) |
26 | 25 | adantr 474 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → 𝐴 ∈
ℝ*) |
27 | | elioc2 12548 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ*
∧ (𝐴 + (2 ·
π)) ∈ ℝ) → (((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ∈ (𝐴(,](𝐴 + (2 · π))) ↔ (((𝐴 + (2 · π)) −
((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ∈
ℝ ∧ 𝐴 <
((𝐴 + (2 · π))
− ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ∧
((𝐴 + (2 · π))
− ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ≤
(𝐴 + (2 ·
π))))) |
28 | 26, 6, 27 | syl2anc 579 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (((𝐴 + (2 · π)) −
((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ∈
(𝐴(,](𝐴 + (2 · π))) ↔ (((𝐴 + (2 · π)) −
((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ∈
ℝ ∧ 𝐴 <
((𝐴 + (2 · π))
− ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ∧
((𝐴 + (2 · π))
− ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ≤
(𝐴 + (2 ·
π))))) |
29 | 14, 20, 24, 28 | mpbir3and 1399 |
. . 3
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐴 + (2 · π)) −
((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ∈
(𝐴(,](𝐴 + (2 · π)))) |
30 | | efif1olem1.1 |
. . 3
⊢ 𝐷 = (𝐴(,](𝐴 + (2 · π))) |
31 | 29, 30 | syl6eleqr 2870 |
. 2
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐴 + (2 · π)) −
((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ∈
𝐷) |
32 | | modval 12989 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝐴 − 𝑧) ∈ ℝ ∧ (2 · π)
∈ ℝ+) → ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)) = ((𝐴 − 𝑧) − ((2 · π) ·
(⌊‘((𝐴 −
𝑧) / (2 ·
π)))))) |
33 | 7, 11, 32 | sylancl 580 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)) = ((𝐴 − 𝑧) − ((2 · π) ·
(⌊‘((𝐴 −
𝑧) / (2 ·
π)))))) |
34 | 33 | oveq2d 6938 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐴 + (2 · π)) −
((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) =
((𝐴 + (2 · π))
− ((𝐴 − 𝑧) − ((2 · π)
· (⌊‘((𝐴
− 𝑧) / (2 ·
π))))))) |
35 | 6 | recnd 10405 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝐴 + (2 · π)) ∈
ℂ) |
36 | 7 | recnd 10405 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝐴 − 𝑧) ∈ ℂ) |
37 | 4, 10 | gt0ne0ii 10911 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (2
· π) ≠ 0 |
38 | | redivcl 11094 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (((𝐴 − 𝑧) ∈ ℝ ∧ (2 · π)
∈ ℝ ∧ (2 · π) ≠ 0) → ((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)) ∈
ℝ) |
39 | 4, 37, 38 | mp3an23 1526 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝐴 − 𝑧) ∈ ℝ → ((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)) ∈
ℝ) |
40 | 7, 39 | syl 17 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)) ∈
ℝ) |
41 | 40 | flcld 12918 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) →
(⌊‘((𝐴 −
𝑧) / (2 · π)))
∈ ℤ) |
42 | 41 | zred 11834 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) →
(⌊‘((𝐴 −
𝑧) / (2 · π)))
∈ ℝ) |
43 | | remulcl 10357 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((2
· π) ∈ ℝ ∧ (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π))) ∈ ℝ)
→ ((2 · π) · (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)))) ∈
ℝ) |
44 | 4, 42, 43 | sylancr 581 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((2
· π) · (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)))) ∈
ℝ) |
45 | 44 | recnd 10405 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((2
· π) · (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)))) ∈
ℂ) |
46 | 35, 36, 45 | subsubd 10762 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐴 + (2 · π)) −
((𝐴 − 𝑧) − ((2 · π)
· (⌊‘((𝐴
− 𝑧) / (2 ·
π)))))) = (((𝐴 + (2
· π)) − (𝐴
− 𝑧)) + ((2 ·
π) · (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)))))) |
47 | 1 | recnd 10405 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → 𝐴 ∈
ℂ) |
48 | 4 | recni 10391 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (2
· π) ∈ ℂ |
49 | 48 | a1i 11 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (2
· π) ∈ ℂ) |
50 | | simpr 479 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → 𝑧 ∈
ℝ) |
51 | 50 | recnd 10405 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → 𝑧 ∈
ℂ) |
52 | 47, 49, 51 | pnncand 10773 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐴 + (2 · π)) −
(𝐴 − 𝑧)) = ((2 · π) + 𝑧)) |
53 | 52 | oveq1d 6937 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (((𝐴 + (2 · π)) −
(𝐴 − 𝑧)) + ((2 · π) ·
(⌊‘((𝐴 −
𝑧) / (2 · π)))))
= (((2 · π) + 𝑧)
+ ((2 · π) · (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)))))) |
54 | 34, 46, 53 | 3eqtrd 2818 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐴 + (2 · π)) −
((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) = (((2
· π) + 𝑧) + ((2
· π) · (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)))))) |
55 | 54 | oveq2d 6938 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑧 − ((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)))) = (𝑧 − (((2 · π) +
𝑧) + ((2 · π)
· (⌊‘((𝐴
− 𝑧) / (2 ·
π))))))) |
56 | | addcl 10354 |
. . . . . . . 8
⊢ (((2
· π) ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → ((2 · π) +
𝑧) ∈
ℂ) |
57 | 48, 51, 56 | sylancr 581 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((2
· π) + 𝑧) ∈
ℂ) |
58 | 51, 57, 45 | subsub4d 10765 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝑧 − ((2 · π) +
𝑧)) − ((2 ·
π) · (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π))))) = (𝑧 − (((2 · π) +
𝑧) + ((2 · π)
· (⌊‘((𝐴
− 𝑧) / (2 ·
π))))))) |
59 | 57, 51 | negsubdi2d 10750 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → -(((2
· π) + 𝑧) −
𝑧) = (𝑧 − ((2 · π) + 𝑧))) |
60 | 49, 51 | pncand 10735 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (((2
· π) + 𝑧) −
𝑧) = (2 ·
π)) |
61 | 60 | negeqd 10616 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → -(((2
· π) + 𝑧) −
𝑧) = -(2 ·
π)) |
62 | 59, 61 | eqtr3d 2816 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑧 − ((2 · π) +
𝑧)) = -(2 ·
π)) |
63 | | neg1cn 11496 |
. . . . . . . . . 10
⊢ -1 ∈
ℂ |
64 | 48 | mulm1i 10820 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (-1
· (2 · π)) = -(2 · π) |
65 | 63, 48, 64 | mulcomli 10386 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((2
· π) · -1) = -(2 · π) |
66 | 62, 65 | syl6eqr 2832 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑧 − ((2 · π) +
𝑧)) = ((2 · π)
· -1)) |
67 | 66 | oveq1d 6937 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝑧 − ((2 · π) +
𝑧)) − ((2 ·
π) · (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π))))) = (((2 ·
π) · -1) − ((2 · π) · (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)))))) |
68 | 63 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → -1
∈ ℂ) |
69 | 41 | zcnd 11835 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) →
(⌊‘((𝐴 −
𝑧) / (2 · π)))
∈ ℂ) |
70 | 49, 68, 69 | subdid 10831 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((2
· π) · (-1 − (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π))))) = (((2 ·
π) · -1) − ((2 · π) · (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)))))) |
71 | 67, 70 | eqtr4d 2817 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝑧 − ((2 · π) +
𝑧)) − ((2 ·
π) · (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π))))) = ((2 ·
π) · (-1 − (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)))))) |
72 | 55, 58, 71 | 3eqtr2d 2820 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑧 − ((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)))) = ((2 ·
π) · (-1 − (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)))))) |
73 | 72 | oveq1d 6937 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝑧 − ((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)))) / (2 ·
π)) = (((2 · π) · (-1 − (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π))))) / (2 ·
π))) |
74 | | neg1z 11765 |
. . . . . . 7
⊢ -1 ∈
ℤ |
75 | | zsubcl 11771 |
. . . . . . 7
⊢ ((-1
∈ ℤ ∧ (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π))) ∈ ℤ)
→ (-1 − (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π)))) ∈
ℤ) |
76 | 74, 41, 75 | sylancr 581 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (-1
− (⌊‘((𝐴
− 𝑧) / (2 ·
π)))) ∈ ℤ) |
77 | 76 | zcnd 11835 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (-1
− (⌊‘((𝐴
− 𝑧) / (2 ·
π)))) ∈ ℂ) |
78 | | divcan3 11059 |
. . . . . 6
⊢ (((-1
− (⌊‘((𝐴
− 𝑧) / (2 ·
π)))) ∈ ℂ ∧ (2 · π) ∈ ℂ ∧ (2
· π) ≠ 0) → (((2 · π) · (-1 −
(⌊‘((𝐴 −
𝑧) / (2 · π)))))
/ (2 · π)) = (-1 − (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π))))) |
79 | 48, 37, 78 | mp3an23 1526 |
. . . . 5
⊢ ((-1
− (⌊‘((𝐴
− 𝑧) / (2 ·
π)))) ∈ ℂ → (((2 · π) · (-1 −
(⌊‘((𝐴 −
𝑧) / (2 · π)))))
/ (2 · π)) = (-1 − (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π))))) |
80 | 77, 79 | syl 17 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (((2
· π) · (-1 − (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π))))) / (2 ·
π)) = (-1 − (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π))))) |
81 | 73, 80 | eqtrd 2814 |
. . 3
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝑧 − ((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)))) / (2 ·
π)) = (-1 − (⌊‘((𝐴 − 𝑧) / (2 · π))))) |
82 | 81, 76 | eqeltrd 2859 |
. 2
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝑧 − ((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)))) / (2 ·
π)) ∈ ℤ) |
83 | | oveq2 6930 |
. . . . 5
⊢ (𝑦 = ((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) → (𝑧 − 𝑦) = (𝑧 − ((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))))) |
84 | 83 | oveq1d 6937 |
. . . 4
⊢ (𝑦 = ((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) → ((𝑧 − 𝑦) / (2 · π)) = ((𝑧 − ((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)))) / (2 ·
π))) |
85 | 84 | eleq1d 2844 |
. . 3
⊢ (𝑦 = ((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) → (((𝑧 − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ ↔
((𝑧 − ((𝐴 + (2 · π)) −
((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)))) / (2
· π)) ∈ ℤ)) |
86 | 85 | rspcev 3511 |
. 2
⊢ ((((𝐴 + (2 · π)) −
((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π))) ∈
𝐷 ∧ ((𝑧 − ((𝐴 + (2 · π)) − ((𝐴 − 𝑧) mod (2 · π)))) / (2 ·
π)) ∈ ℤ) → ∃𝑦 ∈ 𝐷 ((𝑧 − 𝑦) / (2 · π)) ∈
ℤ) |
87 | 31, 82, 86 | syl2anc 579 |
1
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) →
∃𝑦 ∈ 𝐷 ((𝑧 − 𝑦) / (2 · π)) ∈
ℤ) |