Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  fourierdlem7 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fourierdlem7 42262
Description: The difference between the periodic sawtooth function and the identity function is decreasing. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
fourierdlem7.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
fourierdlem7.b (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
fourierdlem7.altb (𝜑𝐴 < 𝐵)
fourierdlem7.t 𝑇 = (𝐵𝐴)
fourierdlem7.e 𝐸 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝑥 + ((⌊‘((𝐵𝑥) / 𝑇)) · 𝑇)))
fourierdlem7.x (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
fourierdlem7.y (𝜑𝑌 ∈ ℝ)
fourierdlem7.xlty (𝜑𝑋𝑌)
Assertion
Ref Expression
fourierdlem7 (𝜑 → ((𝐸𝑌) − 𝑌) ≤ ((𝐸𝑋) − 𝑋))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐵   𝑥,𝑇   𝑥,𝑋   𝑥,𝑌   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥)   𝐸(𝑥)

Proof of Theorem fourierdlem7
StepHypRef Expression
1 fourierdlem7.b . . . . . 6 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
2 fourierdlem7.y . . . . . 6 (𝜑𝑌 ∈ ℝ)
31, 2resubcld 11060 . . . . 5 (𝜑 → (𝐵𝑌) ∈ ℝ)
4 fourierdlem7.t . . . . . 6 𝑇 = (𝐵𝐴)
5 fourierdlem7.a . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
61, 5resubcld 11060 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵𝐴) ∈ ℝ)
74, 6eqeltrid 2921 . . . . 5 (𝜑𝑇 ∈ ℝ)
8 fourierdlem7.altb . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 < 𝐵)
95, 1posdifd 11219 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ 0 < (𝐵𝐴)))
108, 9mpbid 233 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < (𝐵𝐴))
1110, 4breqtrrdi 5104 . . . . . 6 (𝜑 → 0 < 𝑇)
1211gt0ne0d 11196 . . . . 5 (𝜑𝑇 ≠ 0)
133, 7, 12redivcld 11460 . . . 4 (𝜑 → ((𝐵𝑌) / 𝑇) ∈ ℝ)
14 fourierdlem7.x . . . . . 6 (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
151, 14resubcld 11060 . . . . 5 (𝜑 → (𝐵𝑋) ∈ ℝ)
1615, 7, 12redivcld 11460 . . . 4 (𝜑 → ((𝐵𝑋) / 𝑇) ∈ ℝ)
177, 11elrpd 12421 . . . . 5 (𝜑𝑇 ∈ ℝ+)
18 fourierdlem7.xlty . . . . . 6 (𝜑𝑋𝑌)
1914, 2, 1, 18lesub2dd 11249 . . . . 5 (𝜑 → (𝐵𝑌) ≤ (𝐵𝑋))
203, 15, 17, 19lediv1dd 12482 . . . 4 (𝜑 → ((𝐵𝑌) / 𝑇) ≤ ((𝐵𝑋) / 𝑇))
21 flwordi 13175 . . . 4 ((((𝐵𝑌) / 𝑇) ∈ ℝ ∧ ((𝐵𝑋) / 𝑇) ∈ ℝ ∧ ((𝐵𝑌) / 𝑇) ≤ ((𝐵𝑋) / 𝑇)) → (⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) ≤ (⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)))
2213, 16, 20, 21syl3anc 1365 . . 3 (𝜑 → (⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) ≤ (⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)))
2313flcld 13161 . . . . 5 (𝜑 → (⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) ∈ ℤ)
2423zred 12079 . . . 4 (𝜑 → (⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) ∈ ℝ)
2516flcld 13161 . . . . 5 (𝜑 → (⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) ∈ ℤ)
2625zred 12079 . . . 4 (𝜑 → (⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) ∈ ℝ)
2724, 26, 17lemul1d 12467 . . 3 (𝜑 → ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) ≤ (⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) ↔ ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) · 𝑇) ≤ ((⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) · 𝑇)))
2822, 27mpbid 233 . 2 (𝜑 → ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) · 𝑇) ≤ ((⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) · 𝑇))
29 fourierdlem7.e . . . . . 6 𝐸 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝑥 + ((⌊‘((𝐵𝑥) / 𝑇)) · 𝑇)))
3029a1i 11 . . . . 5 (𝜑𝐸 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝑥 + ((⌊‘((𝐵𝑥) / 𝑇)) · 𝑇))))
31 id 22 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑌𝑥 = 𝑌)
32 oveq2 7159 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑌 → (𝐵𝑥) = (𝐵𝑌))
3332oveq1d 7166 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑌 → ((𝐵𝑥) / 𝑇) = ((𝐵𝑌) / 𝑇))
3433fveq2d 6670 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑌 → (⌊‘((𝐵𝑥) / 𝑇)) = (⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)))
3534oveq1d 7166 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑌 → ((⌊‘((𝐵𝑥) / 𝑇)) · 𝑇) = ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) · 𝑇))
3631, 35oveq12d 7169 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑌 → (𝑥 + ((⌊‘((𝐵𝑥) / 𝑇)) · 𝑇)) = (𝑌 + ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) · 𝑇)))
3736adantl 482 . . . . 5 ((𝜑𝑥 = 𝑌) → (𝑥 + ((⌊‘((𝐵𝑥) / 𝑇)) · 𝑇)) = (𝑌 + ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) · 𝑇)))
3824, 7remulcld 10663 . . . . . 6 (𝜑 → ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) · 𝑇) ∈ ℝ)
392, 38readdcld 10662 . . . . 5 (𝜑 → (𝑌 + ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) · 𝑇)) ∈ ℝ)
4030, 37, 2, 39fvmptd 6770 . . . 4 (𝜑 → (𝐸𝑌) = (𝑌 + ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) · 𝑇)))
4140oveq1d 7166 . . 3 (𝜑 → ((𝐸𝑌) − 𝑌) = ((𝑌 + ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) · 𝑇)) − 𝑌))
422recnd 10661 . . . 4 (𝜑𝑌 ∈ ℂ)
4338recnd 10661 . . . 4 (𝜑 → ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) · 𝑇) ∈ ℂ)
4442, 43pncan2d 10991 . . 3 (𝜑 → ((𝑌 + ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) · 𝑇)) − 𝑌) = ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) · 𝑇))
4541, 44eqtrd 2860 . 2 (𝜑 → ((𝐸𝑌) − 𝑌) = ((⌊‘((𝐵𝑌) / 𝑇)) · 𝑇))
46 id 22 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑋𝑥 = 𝑋)
47 oveq2 7159 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑋 → (𝐵𝑥) = (𝐵𝑋))
4847oveq1d 7166 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑋 → ((𝐵𝑥) / 𝑇) = ((𝐵𝑋) / 𝑇))
4948fveq2d 6670 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑋 → (⌊‘((𝐵𝑥) / 𝑇)) = (⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)))
5049oveq1d 7166 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑋 → ((⌊‘((𝐵𝑥) / 𝑇)) · 𝑇) = ((⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) · 𝑇))
5146, 50oveq12d 7169 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑋 → (𝑥 + ((⌊‘((𝐵𝑥) / 𝑇)) · 𝑇)) = (𝑋 + ((⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) · 𝑇)))
5251adantl 482 . . . . 5 ((𝜑𝑥 = 𝑋) → (𝑥 + ((⌊‘((𝐵𝑥) / 𝑇)) · 𝑇)) = (𝑋 + ((⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) · 𝑇)))
5326, 7remulcld 10663 . . . . . 6 (𝜑 → ((⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) · 𝑇) ∈ ℝ)
5414, 53readdcld 10662 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 + ((⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) · 𝑇)) ∈ ℝ)
5530, 52, 14, 54fvmptd 6770 . . . 4 (𝜑 → (𝐸𝑋) = (𝑋 + ((⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) · 𝑇)))
5655oveq1d 7166 . . 3 (𝜑 → ((𝐸𝑋) − 𝑋) = ((𝑋 + ((⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) · 𝑇)) − 𝑋))
5714recnd 10661 . . . 4 (𝜑𝑋 ∈ ℂ)
5853recnd 10661 . . . 4 (𝜑 → ((⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) · 𝑇) ∈ ℂ)
5957, 58pncan2d 10991 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 + ((⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) · 𝑇)) − 𝑋) = ((⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) · 𝑇))
6056, 59eqtrd 2860 . 2 (𝜑 → ((𝐸𝑋) − 𝑋) = ((⌊‘((𝐵𝑋) / 𝑇)) · 𝑇))
6128, 45, 603brtr4d 5094 1 (𝜑 → ((𝐸𝑌) − 𝑌) ≤ ((𝐸𝑋) − 𝑋))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4   = wceq 1530  wcel 2106   class class class wbr 5062  cmpt 5142  cfv 6351  (class class class)co 7151  cr 10528  0cc0 10529   + caddc 10532   · cmul 10534   < clt 10667  cle 10668  cmin 10862   / cdiv 11289  cfl 13153
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2152  ax-12 2167  ax-ext 2796  ax-sep 5199  ax-nul 5206  ax-pow 5262  ax-pr 5325  ax-un 7454  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606  ax-pre-sup 10607
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2615  df-eu 2649  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2897  df-nfc 2967  df-ne 3021  df-nel 3128  df-ral 3147  df-rex 3148  df-reu 3149  df-rmo 3150  df-rab 3151  df-v 3501  df-sbc 3776  df-csb 3887  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3955  df-pss 3957  df-nul 4295  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4564  df-pr 4566  df-tp 4568  df-op 4570  df-uni 4837  df-iun 4918  df-br 5063  df-opab 5125  df-mpt 5143  df-tr 5169  df-id 5458  df-eprel 5463  df-po 5472  df-so 5473  df-fr 5512  df-we 5514  df-xp 5559  df-rel 5560  df-cnv 5561  df-co 5562  df-dm 5563  df-rn 5564  df-res 5565  df-ima 5566  df-pred 6145  df-ord 6191  df-on 6192  df-lim 6193  df-suc 6194  df-iota 6311  df-fun 6353  df-fn 6354  df-f 6355  df-f1 6356  df-fo 6357  df-f1o 6358  df-fv 6359  df-riota 7109  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-om 7572  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-er 8282  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-sup 8898  df-inf 8899  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-div 11290  df-nn 11631  df-n0 11890  df-z 11974  df-uz 12236  df-rp 12383  df-fl 13155
This theorem is referenced by:  fourierdlem63  42317
  Copyright terms: Public domain W3C validator