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

Theorem ftalem4 27460
Description: Lemma for fta 27464: Closure of the auxiliary variables for ftalem5 27461. (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 4008 . . . . . 6 {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0} ⊆ ℕ
3 nnuz 13044 . . . . . 6 ℕ = (ℤ≥‘1)
42, 3sseqtri 3961 . . . . 5 {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0} ⊆ (ℤ≥‘1)
5 fveq2 6916 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑁 → (𝐴‘𝑛) = (𝐴‘𝑁))
65neeq1d 3018 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑁 → ((𝐴‘𝑛) ≠ 0 ↔ (𝐴‘𝑁) ≠ 0))
7 ftalem.4 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
87nnne0d 12428 . . . . . . . 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 26639 . . . . . . . . . . 11 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → (𝐹 = 0𝑝 ↔ (𝐴‘𝑁) = 0))
139, 12syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹 = 0𝑝 ↔ (𝐴‘𝑁) = 0))
14 fveq2 6916 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹 = 0𝑝 → (deg‘𝐹) = (deg‘0𝑝))
15 dgr0 26636 . . . . . . . . . . . 12 (deg‘0𝑝) = 0
1614, 15eqtrdi 2814 . . . . . . . . . . 11 (𝐹 = 0𝑝 → (deg‘𝐹) = 0)
1710, 16eqtrid 2810 . . . . . . . . . 10 (𝐹 = 0𝑝 → 𝑁 = 0)
1813, 17biimtrrdi 257 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐴‘𝑁) = 0 → 𝑁 = 0))
1918necon3d 2980 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 ≠ 0 → (𝐴‘𝑁) ≠ 0))
208, 19mpd 16 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴‘𝑁) ≠ 0)
216, 7, 20elrabd 3650 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0})
2221ne0d 4291 . . . . 5 (𝜑 → {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0} ≠ ∅)
23 infssuzcl 13099 . . . . 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 2868 . . 3 (𝜑 → 𝐾 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝐴‘𝑛) ≠ 0})
26 fveq2 6916 . . . . 5 (𝑛 = 𝐾 → (𝐴‘𝑛) = (𝐴‘𝐾))
2726neeq1d 3018 . . . 4 (𝑛 = 𝐾 → ((𝐴‘𝑛) ≠ 0 ↔ (𝐴‘𝐾) ≠ 0))
2827elrab 3648 . . 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 26571 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
329, 31syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
33 0cn 11337 . . . . . . . 8 0 ∈ ℂ
34 ffvelcdm 7113 . . . . . . . 8 ((𝐹:ℂ⟶ℂ ∧ 0 ∈ ℂ) → (𝐹‘0) ∈ ℂ)
3532, 33, 34sylancl 598 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐹‘0) ∈ ℂ)
3611coef3 26606 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → 𝐴:ℕ0⟶ℂ)
379, 36syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴:ℕ0⟶ℂ)
3829simpld 500 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℕ)
3938nnnn0d 12707 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℕ0)
4037, 39ffvelcdmd 7117 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴‘𝐾) ∈ ℂ)
4129simprd 501 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴‘𝐾) ≠ 0)
4235, 40, 41divcld 12133 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐹‘0) / (𝐴‘𝐾)) ∈ ℂ)
4342negcld 11695 . . . . 5 (𝜑 → -((𝐹‘0) / (𝐴‘𝐾)) ∈ ℂ)
4438nnrecred 12429 . . . . . 6 (𝜑 → (1 / 𝐾) ∈ ℝ)
4544recnd 11376 . . . . 5 (𝜑 → (1 / 𝐾) ∈ ℂ)
4643, 45cxpcld 27093 . . . 4 (𝜑 → ( -((𝐹‘0) / (𝐴‘𝐾))↑𝑐(1 / 𝐾)) ∈ ℂ)
4730, 46eqeltrid 2868 . . 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 15662 . . . . 5 (𝜑 → (abs‘(𝐹‘0)) ∈ ℝ+)
51 fzfid 14156 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐾 + 1)...𝑁) ∈ Fin)
52 peano2nn0 12686 . . . . . . . . . . . 12 (𝐾 ∈ ℕ0 → (𝐾 + 1) ∈ ℕ0)
5339, 52syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐾 + 1) ∈ ℕ0)
54 elfzuz 13692 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘(𝐾 + 1)))
55 eluznn0 13084 . . . . . . . . . . 11 (((𝐾 + 1) ∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘(𝐾 + 1))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
5653, 54, 55syl2an 608 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
5737ffvelcdmda 7116 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐴‘𝑘) ∈ ℂ)
5856, 57syldan 603 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)) → (𝐴‘𝑘) ∈ ℂ)
59 expcl 14262 . . . . . . . . . 10 ((𝑇 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑇↑𝑘) ∈ ℂ)
6047, 56, 59syl2an2r 698 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)) → (𝑇↑𝑘) ∈ ℂ)
6158, 60mulcld 11368 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)) → ((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘)) ∈ ℂ)
6261abscld 15650 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)) → (abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))) ∈ ℝ)
6351, 62fsumrecl 15944 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)(abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))) ∈ ℝ)
6461absge0d 15658 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)) → 0 ≤ (abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))))
6551, 62, 64fsumge0 16006 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ Σ𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)(abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))))
6663, 65ge0p1rpd 13234 . . . . 5 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)(abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))) + 1) ∈ ℝ+)
6750, 66rpdivcld 13221 . . . 4 (𝜑 → ((abs‘(𝐹‘0)) / (Σ𝑘 ∈ ((𝐾 + 1)...𝑁)(abs‘((𝐴‘𝑘) · (𝑇↑𝑘))) + 1)) ∈ ℝ+)
6848, 67eqeltrid 2868 . . 3 (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ+)
69 ftalem4.9 . . . 4 𝑋 = if(1 ≤ 𝑈, 1, 𝑈)
70 1rp 13164 . . . . 5 1 ∈ ℝ+
71 ifcl 4531 . . . . 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 2868 . . 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 2147   ≠ wne 2959  {crab 3416   ⊆ wss 3900  ∅c0 4281  ifcif 4485   class class class wbr 5108  ⟶wf 6562  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  infcinf 9470  ℂcc 11237  ℝcr 11238  0cc0 11239  1c1 11240   + caddc 11242   · cmul 11244   < clt 11382   ≤ cle 11383   -cneg 11581   / cdiv 12013  ℕcn 12375  ℕ0cn0 12646  ℤ≥cuz 13005  ℝ+crp 13160  ...cfz 13679  ↑cexp 14244  abscabs 15444  Σcsu 15897  0𝑝c0p 26045  Polycply 26557  coeffccoe 26559  degcdgr 26560  ↑𝑐ccxp 26940
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-inf2 9679  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-pre-sup 11317  ax-addf 11318
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-of 7725  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-2o 8515  df-er 8755  df-map 8887  df-pm 8888  df-ixp 8964  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-fi 9440  df-sup 9471  df-inf 9472  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-q 13116  df-rp 13161  df-xneg 13281  df-xadd 13282  df-xmul 13283  df-ioo 13520  df-ioc 13521  df-ico 13522  df-icc 13523  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-fl 13972  df-mod 14050  df-seq 14185  df-exp 14245  df-fac 14459  df-bc 14488  df-hash 14516  df-shft 15263  df-cj 15309  df-re 15310  df-im 15311  df-sqrt 15445  df-abs 15446  df-limsup 15682  df-clim 15699  df-rlim 15700  df-sum 15898  df-ef 16277  df-sin 16279  df-cos 16280  df-pi 16282  df-struct 17369  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-ress 17453  df-plusg 17486  df-mulr 17487  df-starv 17488  df-sca 17489  df-vsca 17490  df-ip 17491  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ds 17495  df-unif 17496  df-hom 17497  df-cco 17498  df-euf 17499  df-rest 17643  df-topn 17644  df-0g 17662  df-gsum 17663  df-topgen 17664  df-pt 17665  df-prds 17668  df-xrs 17724  df-qtop 17729  df-imas 17730  df-xps 17732  df-mre 17806  df-mrc 17807  df-acs 17809  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-submnd 19029  df-mulg 19328  df-cntz 19582  df-cmn 20047  df-psmet 21721  df-xmet 21722  df-met 21723  df-bl 21724  df-mopn 21725  df-fbas 21726  df-fg 21727  df-cnfld 21730  df-top 23267  df-topon 23284  df-topsp 23306  df-bases 23319  df-cld 23392  df-ntr 23393  df-cls 23394  df-nei 23471  df-lp 23509  df-perf 23510  df-cn 23600  df-cnp 23601  df-haus 23688  df-tx 23936  df-hmeo 24129  df-fil 24220  df-fm 24312  df-flim 24313  df-flf 24314  df-xms 24694  df-ms 24695  df-tms 24696  df-cncf 25254  df-0p 26046  df-limc 26241  df-dv 26242  df-ply 26561  df-coe 26563  df-dgr 26564  df-log 26941  df-cxp 26942
This theorem is used by:  ftalem5  27461
  Copyright terms: Public domain W3C validator