MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ftalem4 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ftalem4 27396
Description: Lemma for fta 27400: Closure of the auxiliary variables for ftalem5 27397. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Sep-2014.) (Revised by AV, 28-Sep-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
ftalem.1 𝐴 = (coeff‘𝐹)
ftalem.2 𝑁 = (deg‘𝐹)
ftalem.3 (𝜑 → 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆))
ftalem.4 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
ftalem4.5 (𝜑 → (𝐹‘0) ≠ 0)
ftalem4.6 𝐾 = inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0}, ℝ, < )
ftalem4.7 𝑇 = (-((𝐹‘0) / (𝐴‘𝐾))↑𝑐(1 / 𝐾))
ftalem4.8 𝑈 = ((abs‘(𝐹‘0)) / (Σ𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)(abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))) + 1))
ftalem4.9 𝑋 = if(1 ≤ 𝑈, 1, 𝑈)
Assertion
Ref Expression
ftalem4 (𝜑 → ((𝐾 ∈ ℕ ∧ (𝐴‘𝐾) ≠ 0) ∧ (𝑇 ∈ ℂ ∧ 𝑈 ∈ ℝ+ ∧ 𝑋 ∈ ℝ+)))
Distinct variable groups:   𝑘,𝑛,𝐴   𝑘,𝐾,𝑛   𝑘,𝑁,𝑛   𝑘,𝐹,𝑛   𝜑,𝑘   𝑆,𝑘   𝑇,𝑘   𝑘,𝑋,𝑛
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑛)   𝑆(𝑛)   𝑇(𝑛)   𝑈(𝑘, 𝑛)

Proof of Theorem ftalem4
StepHypRef Expression
1 ftalem4.6 . . . 4 𝐾 = inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0}, ℝ, < )
2 ssrab2 4028 . . . . . 6 {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0} ⊆ ℕ
3 nnuz 12997 . . . . . 6 ℕ = (ℤ≥‘1)
42, 3sseqtri 3979 . . . . 5 {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0} ⊆ (ℤ≥‘1)
5 fveq2 6883 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑁 → (𝐴‘𝑛) = (𝐴‘𝑁))
65neeq1d 3015 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑁 → ((𝐴‘𝑛) ≠ 0 ↔ (𝐴‘𝑁) ≠ 0))
7 ftalem.4 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
87nnne0d 12381 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ≠ 0)
9 ftalem.3 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆))
10 ftalem.2 . . . . . . . . . . . 12 𝑁 = (deg‘𝐹)
11 ftalem.1 . . . . . . . . . . . 12 𝐴 = (coeff‘𝐹)
1210, 11dgreq0 26577 . . . . . . . . . . 11 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → (𝐹 = 0𝑝 ↔ (𝐴‘𝑁) = 0))
139, 12syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹 = 0𝑝 ↔ (𝐴‘𝑁) = 0))
14 fveq2 6883 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹 = 0𝑝 → (deg‘𝐹) = (deg‘0𝑝))
15 dgr0 26574 . . . . . . . . . . . 12 (deg‘0𝑝) = 0
1614, 15eqtrdi 2812 . . . . . . . . . . 11 (𝐹 = 0𝑝 → (deg‘𝐹) = 0)
1710, 16eqtrid 2808 . . . . . . . . . 10 (𝐹 = 0𝑝 → 𝑁 = 0)
1813, 17biimtrrdi 257 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐴‘𝑁) = 0 → 𝑁 = 0))
1918necon3d 2977 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 ≠ 0 → (𝐴‘𝑁) ≠ 0))
208, 19mpd 16 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴‘𝑁) ≠ 0)
216, 7, 20elrabd 3647 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0})
2221ne0d 4288 . . . . 5 (𝜑 → {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0} ≠ ∅)
23 infssuzcl 13052 . . . . 5 (({𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0} ⊆ (ℤ≥‘1) ∧ {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0} ≠ ∅) → inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0}, ℝ, < ) ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0})
244, 22, 23sylancr 599 . . . 4 (𝜑 → inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0}, ℝ, < ) ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0})
251, 24eqeltrid 2865 . . 3 (𝜑 → 𝐾 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0})
26 fveq2 6883 . . . . 5 (𝑛 = 𝐾 → (𝐴‘𝑛) = (𝐴‘𝐾))
2726neeq1d 3015 . . . 4 (𝑛 = 𝐾 → ((𝐴‘𝑛) ≠ 0 ↔ (𝐴‘𝐾) ≠ 0))
2827elrab 3645 . . 3 (𝐾 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0} ↔ (𝐾 ∈ ℕ ∧ (𝐴‘𝐾) ≠ 0))
2925, 28sylib 221 . 2 (𝜑 → (𝐾 ∈ ℕ ∧ (𝐴‘𝐾) ≠ 0))
30 ftalem4.7 . . . 4 𝑇 = (-((𝐹‘0) / (𝐴‘𝐾))↑𝑐(1 / 𝐾))
31 plyf 26509 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
329, 31syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
33 0cn 11291 . . . . . . . 8 0 ∈ ℂ
34 ffvelcdm 7079 . . . . . . . 8 ((𝐹:ℂ⟶ℂ ∧ 0 ∈ ℂ) → (𝐹‘0) ∈ ℂ)
3532, 33, 34sylancl 598 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐹‘0) ∈ ℂ)
3611coef3 26544 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → 𝐴:ℕ0⟶ℂ)
379, 36syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴:ℕ0⟶ℂ)
3829simpld 500 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℕ)
3938nnnn0d 12660 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℕ0)
4037, 39ffvelcdmd 7083 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴‘𝐾) ∈ ℂ)
4129simprd 501 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴‘𝐾) ≠ 0)
4235, 40, 41divcld 12086 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐹‘0) / (𝐴‘𝐾)) ∈ ℂ)
4342negcld 11649 . . . . 5 (𝜑 → -((𝐹‘0) / (𝐴‘𝐾)) ∈ ℂ)
4438nnrecred 12382 . . . . . 6 (𝜑 → (1 / 𝐾) ∈ ℝ)
4544recnd 11330 . . . . 5 (𝜑 → (1 / 𝐾) ∈ ℂ)
4643, 45cxpcld 27029 . . . 4 (𝜑 → (-((𝐹‘0) / (𝐴‘𝐾))↑𝑐(1 / 𝐾)) ∈ ℂ)
4730, 46eqeltrid 2865 . . 3 (𝜑 → 𝑇 ∈ ℂ)
48 ftalem4.8 . . . 4 𝑈 = ((abs‘(𝐹‘0)) / (Σ𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)(abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))) + 1))
49 ftalem4.5 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐹‘0) ≠ 0)
5035, 49absrpcld 15611 . . . . 5 (𝜑 → (abs‘(𝐹‘0)) ∈ ℝ+)
51 fzfid 14109 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐾 + 1)...𝑁) ∈ Fin)
52 peano2nn0 12639 . . . . . . . . . . . 12 (𝐾 ∈ ℕ0 → (𝐾 + 1) ∈ ℕ0)
5339, 52syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐾 + 1) ∈ ℕ0)
54 elfzuz 13645 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘(𝐾 + 1)))
55 eluznn0 13037 . . . . . . . . . . 11 (((𝐾 + 1) ∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘(𝐾 + 1))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
5653, 54, 55syl2an 608 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
5737ffvelcdmda 7082 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐴‘𝑘) ∈ ℂ)
5856, 57syldan 603 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)) → (𝐴‘𝑘) ∈ ℂ)
59 expcl 14215 . . . . . . . . . 10 ((𝑇 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑇↑𝑘) ∈ ℂ)
6047, 56, 59syl2an2r 698 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)) → (𝑇↑𝑘) ∈ ℂ)
6158, 60mulcld 11322 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)) → ((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘)) ∈ ℂ)
6261abscld 15599 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)) → (abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))) ∈ ℝ)
6351, 62fsumrecl 15893 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)(abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))) ∈ ℝ)
6461absge0d 15607 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)) → 0 ≤ (abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))))
6551, 62, 64fsumge0 15955 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ Σ𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)(abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))))
6663, 65ge0p1rpd 13187 . . . . 5 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)(abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))) + 1) ∈ ℝ+)
6750, 66rpdivcld 13174 . . . 4 (𝜑 → ((abs‘(𝐹‘0)) / (Σ𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)(abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))) + 1)) ∈ ℝ+)
6848, 67eqeltrid 2865 . . 3 (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ+)
69 ftalem4.9 . . . 4 𝑋 = if(1 ≤ 𝑈, 1, 𝑈)
70 1rp 13117 . . . . 5 1 ∈ ℝ+
71 ifcl 4528 . . . . 5 ((1 ∈ ℝ+ ∧ 𝑈 ∈ ℝ+) → if(1 ≤ 𝑈, 1, 𝑈) ∈ ℝ+)
7270, 68, 71sylancr 599 . . . 4 (𝜑 → if(1 ≤ 𝑈, 1, 𝑈) ∈ ℝ+)
7369, 72eqeltrid 2865 . . 3 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ+)
7447, 68, 733jca 1146 . 2 (𝜑 → (𝑇 ∈ ℂ ∧ 𝑈 ∈ ℝ+ ∧ 𝑋 ∈ ℝ+))
7529, 74jca 521 1 (𝜑 → ((𝐾 ∈ ℕ ∧ (𝐴‘𝐾) ≠ 0) ∧ (𝑇 ∈ ℂ ∧ 𝑈 ∈ ℝ+ ∧ 𝑋 ∈ ℝ+)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  {crab 3413   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  ifcif 4482   class class class wbr 5103  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418  infcinf 9426  ℂcc 11191  ℝcr 11192  0cc0 11193  1c1 11194   + caddc 11196   · cmul 11198   < clt 11336   ≤ cle 11337  -cneg 11535   / cdiv 11966  ℕcn 12328  ℕ0cn0 12599  ℤ≥cuz 12958  ℝ+crp 13113  ...cfz 13632  ↑cexp 14197  abscabs 15394  Σcsu 15846  0𝑝c0p 25983  Polycply 26495  coeffccoe 26497  degcdgr 26498  ↑𝑐ccxp 26876
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-inf2 9635  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270  ax-pre-sup 11271  ax-addf 11272
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-of 7691  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-supp 8171  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8469  df-2o 8470  df-er 8710  df-map 8842  df-pm 8843  df-ixp 8919  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-fin 8970  df-fsupp 9347  df-fi 9396  df-sup 9427  df-inf 9428  df-oi 9497  df-card 10013  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-div 11967  df-nn 12329  df-2 12398  df-3 12399  df-4 12400  df-5 12401  df-6 12402  df-7 12403  df-8 12404  df-9 12405  df-n0 12600  df-z 12687  df-dec 12808  df-uz 12959  df-q 13069  df-rp 13114  df-xneg 13234  df-xadd 13235  df-xmul 13236  df-ioo 13473  df-ioc 13474  df-ico 13475  df-icc 13476  df-fz 13633  df-fzo 13782  df-fl 13925  df-mod 14003  df-seq 14138  df-exp 14198  df-fac 14411  df-bc 14440  df-hash 14468  df-shft 15213  df-cj 15259  df-re 15260  df-im 15261  df-sqrt 15395  df-abs 15396  df-limsup 15631  df-clim 15648  df-rlim 15649  df-sum 15847  df-ef 16226  df-sin 16228  df-cos 16229  df-pi 16231  df-struct 17318  df-sets 17335  df-slot 17353  df-ndx 17365  df-base 17381  df-ress 17402  df-plusg 17434  df-mulr 17435  df-starv 17436  df-sca 17437  df-vsca 17438  df-ip 17439  df-tset 17440  df-ple 17441  df-ds 17443  df-unif 17444  df-hom 17445  df-cco 17446  df-rest 17586  df-topn 17587  df-0g 17605  df-gsum 17606  df-topgen 17607  df-pt 17608  df-prds 17611  df-xrs 17667  df-qtop 17672  df-imas 17673  df-xps 17675  df-mre 17749  df-mrc 17750  df-acs 17752  df-mgm 18809  df-sgrp 18901  df-mnd 18917  df-submnd 18972  df-mulg 19271  df-cntz 19524  df-cmn 19989  df-psmet 21663  df-xmet 21664  df-met 21665  df-bl 21666  df-mopn 21667  df-fbas 21668  df-fg 21669  df-cnfld 21672  df-top 23205  df-topon 23222  df-topsp 23244  df-bases 23257  df-cld 23330  df-ntr 23331  df-cls 23332  df-nei 23409  df-lp 23447  df-perf 23448  df-cn 23538  df-cnp 23539  df-haus 23626  df-tx 23874  df-hmeo 24067  df-fil 24158  df-fm 24250  df-flim 24251  df-flf 24252  df-xms 24632  df-ms 24633  df-tms 24634  df-cncf 25192  df-0p 25984  df-limc 26179  df-dv 26180  df-ply 26499  df-coe 26501  df-dgr 26502  df-log 26877  df-cxp 26878
This theorem is used by:  ftalem5  27397
  Copyright terms: Public domain W3C validator