Users' Mathboxes Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  irrapxlem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem irrapxlem3 38174
Description: Lemma for irrapx1 38178. By subtraction, there is a multiple very close to an integer. (Contributed by Stefan O'Rear, 13-Sep-2014.)
Assertion
Ref Expression
irrapxlem3 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) → ∃𝑥 ∈ (1...𝐵)∃𝑦 ∈ ℕ0 (abs‘((𝐴 · 𝑥) − 𝑦)) < (1 / 𝐵))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴,𝑦   𝑥,𝐵,𝑦

Proof of Theorem irrapxlem3
Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 irrapxlem2 38173 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) → ∃𝑎 ∈ (0...𝐵)∃𝑏 ∈ (0...𝐵)(𝑎 < 𝑏 ∧ (abs‘(((𝐴 · 𝑎) mod 1) − ((𝐴 · 𝑏) mod 1))) < (1 / 𝐵)))
2 1m1e0 11385 . . . . . . . . 9 (1 − 1) = 0
3 elfzelz 12596 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑎 ∈ (0...𝐵) → 𝑎 ∈ ℤ)
43ad2antrl 720 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) → 𝑎 ∈ ℤ)
54zred 11772 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) → 𝑎 ∈ ℝ)
6 elfzelz 12596 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑏 ∈ (0...𝐵) → 𝑏 ∈ ℤ)
76ad2antll 721 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) → 𝑏 ∈ ℤ)
87zred 11772 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) → 𝑏 ∈ ℝ)
95, 8posdifd 10906 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) → (𝑎 < 𝑏 ↔ 0 < (𝑏𝑎)))
109biimpa 469 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 0 < (𝑏𝑎))
112, 10syl5eqbr 4878 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (1 − 1) < (𝑏𝑎))
12 1z 11697 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℤ
13 simplrr 797 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑏 ∈ (0...𝐵))
1413, 6syl 17 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑏 ∈ ℤ)
15 simplrl 796 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑎 ∈ (0...𝐵))
1615, 3syl 17 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑎 ∈ ℤ)
1714, 16zsubcld 11777 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏𝑎) ∈ ℤ)
18 zlem1lt 11719 . . . . . . . . 9 ((1 ∈ ℤ ∧ (𝑏𝑎) ∈ ℤ) → (1 ≤ (𝑏𝑎) ↔ (1 − 1) < (𝑏𝑎)))
1912, 17, 18sylancr 582 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (1 ≤ (𝑏𝑎) ↔ (1 − 1) < (𝑏𝑎)))
2011, 19mpbird 249 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 1 ≤ (𝑏𝑎))
2114zred 11772 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑏 ∈ ℝ)
2216zred 11772 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑎 ∈ ℝ)
2321, 22resubcld 10750 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏𝑎) ∈ ℝ)
24 0red 10332 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 0 ∈ ℝ)
2521, 24resubcld 10750 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏 − 0) ∈ ℝ)
26 simpllr 794 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝐵 ∈ ℕ)
2726nnred 11329 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝐵 ∈ ℝ)
28 elfzle1 12598 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ (0...𝐵) → 0 ≤ 𝑎)
2915, 28syl 17 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 0 ≤ 𝑎)
3024, 22, 21, 29lesub2dd 10936 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏𝑎) ≤ (𝑏 − 0))
3121recnd 10357 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑏 ∈ ℂ)
3231subid1d 10673 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏 − 0) = 𝑏)
33 elfzle2 12599 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ (0...𝐵) → 𝑏𝐵)
3413, 33syl 17 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑏𝐵)
3532, 34eqbrtrd 4865 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏 − 0) ≤ 𝐵)
3623, 25, 27, 30, 35letrd 10484 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏𝑎) ≤ 𝐵)
3712a1i 11 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 1 ∈ ℤ)
3826nnzd 11771 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝐵 ∈ ℤ)
39 elfz 12586 . . . . . . . 8 (((𝑏𝑎) ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑏𝑎) ∈ (1...𝐵) ↔ (1 ≤ (𝑏𝑎) ∧ (𝑏𝑎) ≤ 𝐵)))
4017, 37, 38, 39syl3anc 1491 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝑏𝑎) ∈ (1...𝐵) ↔ (1 ≤ (𝑏𝑎) ∧ (𝑏𝑎) ≤ 𝐵)))
4120, 36, 40mpbir2and 705 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏𝑎) ∈ (1...𝐵))
4241adantrr 709 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ (𝑎 < 𝑏 ∧ (abs‘(((𝐴 · 𝑎) mod 1) − ((𝐴 · 𝑏) mod 1))) < (1 / 𝐵))) → (𝑏𝑎) ∈ (1...𝐵))
43 rpre 12082 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℝ)
4443ad3antrrr 722 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝐴 ∈ ℝ)
4544, 22remulcld 10359 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝐴 · 𝑎) ∈ ℝ)
4644, 21remulcld 10359 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝐴 · 𝑏) ∈ ℝ)
47 simpr 478 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑎 < 𝑏)
4822, 21, 47ltled 10475 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑎𝑏)
49 rpgt0 12088 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℝ+ → 0 < 𝐴)
5049ad3antrrr 722 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 0 < 𝐴)
51 lemul2 11168 . . . . . . . . . 10 ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴)) → (𝑎𝑏 ↔ (𝐴 · 𝑎) ≤ (𝐴 · 𝑏)))
5222, 21, 44, 50, 51syl112anc 1494 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑎𝑏 ↔ (𝐴 · 𝑎) ≤ (𝐴 · 𝑏)))
5348, 52mpbid 224 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝐴 · 𝑎) ≤ (𝐴 · 𝑏))
54 flword2 12869 . . . . . . . 8 (((𝐴 · 𝑎) ∈ ℝ ∧ (𝐴 · 𝑏) ∈ ℝ ∧ (𝐴 · 𝑎) ≤ (𝐴 · 𝑏)) → (⌊‘(𝐴 · 𝑏)) ∈ (ℤ‘(⌊‘(𝐴 · 𝑎))))
5545, 46, 53, 54syl3anc 1491 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (⌊‘(𝐴 · 𝑏)) ∈ (ℤ‘(⌊‘(𝐴 · 𝑎))))
56 uznn0sub 11963 . . . . . . 7 ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) ∈ (ℤ‘(⌊‘(𝐴 · 𝑎))) → ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) ∈ ℕ0)
5755, 56syl 17 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) ∈ ℕ0)
5857adantrr 709 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ (𝑎 < 𝑏 ∧ (abs‘(((𝐴 · 𝑎) mod 1) − ((𝐴 · 𝑏) mod 1))) < (1 / 𝐵))) → ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) ∈ ℕ0)
5944recnd 10357 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝐴 ∈ ℂ)
6022recnd 10357 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑎 ∈ ℂ)
6159, 31, 60subdid 10778 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝐴 · (𝑏𝑎)) = ((𝐴 · 𝑏) − (𝐴 · 𝑎)))
6261oveq1d 6893 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · (𝑏𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎)))) = (((𝐴 · 𝑏) − (𝐴 · 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎)))))
6346recnd 10357 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝐴 · 𝑏) ∈ ℂ)
6445recnd 10357 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝐴 · 𝑎) ∈ ℂ)
6546flcld 12854 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (⌊‘(𝐴 · 𝑏)) ∈ ℤ)
6665zcnd 11773 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (⌊‘(𝐴 · 𝑏)) ∈ ℂ)
6745flcld 12854 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (⌊‘(𝐴 · 𝑎)) ∈ ℤ)
6867zcnd 11773 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (⌊‘(𝐴 · 𝑎)) ∈ ℂ)
6963, 64, 66, 68sub4d 10733 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (((𝐴 · 𝑏) − (𝐴 · 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎)))) = (((𝐴 · 𝑏) − (⌊‘(𝐴 · 𝑏))) − ((𝐴 · 𝑎) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎)))))
70 modfrac 12938 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 · 𝑏) ∈ ℝ → ((𝐴 · 𝑏) mod 1) = ((𝐴 · 𝑏) − (⌊‘(𝐴 · 𝑏))))
7146, 70syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑏) mod 1) = ((𝐴 · 𝑏) − (⌊‘(𝐴 · 𝑏))))
7271eqcomd 2805 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑏) − (⌊‘(𝐴 · 𝑏))) = ((𝐴 · 𝑏) mod 1))
73 modfrac 12938 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 · 𝑎) ∈ ℝ → ((𝐴 · 𝑎) mod 1) = ((𝐴 · 𝑎) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))
7445, 73syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑎) mod 1) = ((𝐴 · 𝑎) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))
7574eqcomd 2805 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑎) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) = ((𝐴 · 𝑎) mod 1))
7672, 75oveq12d 6896 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (((𝐴 · 𝑏) − (⌊‘(𝐴 · 𝑏))) − ((𝐴 · 𝑎) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎)))) = (((𝐴 · 𝑏) mod 1) − ((𝐴 · 𝑎) mod 1)))
7762, 69, 763eqtrd 2837 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · (𝑏𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎)))) = (((𝐴 · 𝑏) mod 1) − ((𝐴 · 𝑎) mod 1)))
7877fveq2d 6415 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (abs‘((𝐴 · (𝑏𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))) = (abs‘(((𝐴 · 𝑏) mod 1) − ((𝐴 · 𝑎) mod 1))))
79 1rp 12078 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ+
8079a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 1 ∈ ℝ+)
8146, 80modcld 12929 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑏) mod 1) ∈ ℝ)
8281recnd 10357 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑏) mod 1) ∈ ℂ)
8345, 80modcld 12929 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑎) mod 1) ∈ ℝ)
8483recnd 10357 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑎) mod 1) ∈ ℂ)
8582, 84abssubd 14533 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (abs‘(((𝐴 · 𝑏) mod 1) − ((𝐴 · 𝑎) mod 1))) = (abs‘(((𝐴 · 𝑎) mod 1) − ((𝐴 · 𝑏) mod 1))))
8678, 85eqtr2d 2834 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (abs‘(((𝐴 · 𝑎) mod 1) − ((𝐴 · 𝑏) mod 1))) = (abs‘((𝐴 · (𝑏𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))))
8786breq1d 4853 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((abs‘(((𝐴 · 𝑎) mod 1) − ((𝐴 · 𝑏) mod 1))) < (1 / 𝐵) ↔ (abs‘((𝐴 · (𝑏𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))) < (1 / 𝐵)))
8887biimpd 221 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((abs‘(((𝐴 · 𝑎) mod 1) − ((𝐴 · 𝑏) mod 1))) < (1 / 𝐵) → (abs‘((𝐴 · (𝑏𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))) < (1 / 𝐵)))
8988impr 447 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ (𝑎 < 𝑏 ∧ (abs‘(((𝐴 · 𝑎) mod 1) − ((𝐴 · 𝑏) mod 1))) < (1 / 𝐵))) → (abs‘((𝐴 · (𝑏𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))) < (1 / 𝐵))
90 oveq2 6886 . . . . . . . 8 (𝑥 = (𝑏𝑎) → (𝐴 · 𝑥) = (𝐴 · (𝑏𝑎)))
9190fvoveq1d 6900 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝑏𝑎) → (abs‘((𝐴 · 𝑥) − 𝑦)) = (abs‘((𝐴 · (𝑏𝑎)) − 𝑦)))
9291breq1d 4853 . . . . . 6 (𝑥 = (𝑏𝑎) → ((abs‘((𝐴 · 𝑥) − 𝑦)) < (1 / 𝐵) ↔ (abs‘((𝐴 · (𝑏𝑎)) − 𝑦)) < (1 / 𝐵)))
93 oveq2 6886 . . . . . . . 8 (𝑦 = ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) → ((𝐴 · (𝑏𝑎)) − 𝑦) = ((𝐴 · (𝑏𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎)))))
9493fveq2d 6415 . . . . . . 7 (𝑦 = ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) → (abs‘((𝐴 · (𝑏𝑎)) − 𝑦)) = (abs‘((𝐴 · (𝑏𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))))
9594breq1d 4853 . . . . . 6 (𝑦 = ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) → ((abs‘((𝐴 · (𝑏𝑎)) − 𝑦)) < (1 / 𝐵) ↔ (abs‘((𝐴 · (𝑏𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))) < (1 / 𝐵)))
9692, 95rspc2ev 3512 . . . . 5 (((𝑏𝑎) ∈ (1...𝐵) ∧ ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) ∈ ℕ0 ∧ (abs‘((𝐴 · (𝑏𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))) < (1 / 𝐵)) → ∃𝑥 ∈ (1...𝐵)∃𝑦 ∈ ℕ0 (abs‘((𝐴 · 𝑥) − 𝑦)) < (1 / 𝐵))
9742, 58, 89, 96syl3anc 1491 . . . 4 ((((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ (𝑎 < 𝑏 ∧ (abs‘(((𝐴 · 𝑎) mod 1) − ((𝐴 · 𝑏) mod 1))) < (1 / 𝐵))) → ∃𝑥 ∈ (1...𝐵)∃𝑦 ∈ ℕ0 (abs‘((𝐴 · 𝑥) − 𝑦)) < (1 / 𝐵))
9897ex 402 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) → ((𝑎 < 𝑏 ∧ (abs‘(((𝐴 · 𝑎) mod 1) − ((𝐴 · 𝑏) mod 1))) < (1 / 𝐵)) → ∃𝑥 ∈ (1...𝐵)∃𝑦 ∈ ℕ0 (abs‘((𝐴 · 𝑥) − 𝑦)) < (1 / 𝐵)))
9998rexlimdvva 3219 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) → (∃𝑎 ∈ (0...𝐵)∃𝑏 ∈ (0...𝐵)(𝑎 < 𝑏 ∧ (abs‘(((𝐴 · 𝑎) mod 1) − ((𝐴 · 𝑏) mod 1))) < (1 / 𝐵)) → ∃𝑥 ∈ (1...𝐵)∃𝑦 ∈ ℕ0 (abs‘((𝐴 · 𝑥) − 𝑦)) < (1 / 𝐵)))
1001, 99mpd 15 1 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℕ) → ∃𝑥 ∈ (1...𝐵)∃𝑦 ∈ ℕ0 (abs‘((𝐴 · 𝑥) − 𝑦)) < (1 / 𝐵))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 198  wa 385   = wceq 1653  wcel 2157  wrex 3090   class class class wbr 4843  cfv 6101  (class class class)co 6878  cr 10223  0cc0 10224  1c1 10225   · cmul 10229   < clt 10363  cle 10364  cmin 10556   / cdiv 10976  cn 11312  0cn0 11580  cz 11666  cuz 11930  +crp 12074  ...cfz 12580  cfl 12846   mod cmo 12923  abscabs 14315
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2377  ax-ext 2777  ax-rep 4964  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5097  ax-un 7183  ax-cnex 10280  ax-resscn 10281  ax-1cn 10282  ax-icn 10283  ax-addcl 10284  ax-addrcl 10285  ax-mulcl 10286  ax-mulrcl 10287  ax-mulcom 10288  ax-addass 10289  ax-mulass 10290  ax-distr 10291  ax-i2m1 10292  ax-1ne0 10293  ax-1rid 10294  ax-rnegex 10295  ax-rrecex 10296  ax-cnre 10297  ax-pre-lttri 10298  ax-pre-lttrn 10299  ax-pre-ltadd 10300  ax-pre-mulgt0 10301  ax-pre-sup 10302
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2591  df-eu 2609  df-clab 2786  df-cleq 2792  df-clel 2795  df-nfc 2930  df-ne 2972  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rmo 3097  df-rab 3098  df-v 3387  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-pss 3785  df-nul 4116  df-if 4278  df-pw 4351  df-sn 4369  df-pr 4371  df-tp 4373  df-op 4375  df-uni 4629  df-int 4668  df-iun 4712  df-br 4844  df-opab 4906  df-mpt 4923  df-tr 4946  df-id 5220  df-eprel 5225  df-po 5233  df-so 5234  df-fr 5271  df-we 5273  df-xp 5318  df-rel 5319  df-cnv 5320  df-co 5321  df-dm 5322  df-rn 5323  df-res 5324  df-ima 5325  df-pred 5898  df-ord 5944  df-on 5945  df-lim 5946  df-suc 5947  df-iota 6064  df-fun 6103  df-fn 6104  df-f 6105  df-f1 6106  df-fo 6107  df-f1o 6108  df-fv 6109  df-riota 6839  df-ov 6881  df-oprab 6882  df-mpt2 6883  df-om 7300  df-1st 7401  df-2nd 7402  df-wrecs 7645  df-recs 7707  df-rdg 7745  df-1o 7799  df-oadd 7803  df-er 7982  df-en 8196  df-dom 8197  df-sdom 8198  df-fin 8199  df-sup 8590  df-inf 8591  df-card 9051  df-pnf 10365  df-mnf 10366  df-xr 10367  df-ltxr 10368  df-le 10369  df-sub 10558  df-neg 10559  df-div 10977  df-nn 11313  df-2 11376  df-3 11377  df-n0 11581  df-xnn0 11653  df-z 11667  df-uz 11931  df-rp 12075  df-ico 12430  df-fz 12581  df-fl 12848  df-mod 12924  df-seq 13056  df-exp 13115  df-hash 13371  df-cj 14180  df-re 14181  df-im 14182  df-sqrt 14316  df-abs 14317
This theorem is referenced by:  irrapxlem4  38175
  Copyright terms: Public domain W3C validator