irrapxlem3 - Mathbox for Stefan O'Rear

	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 43830

Description: Lemma for irrapx1 43834. 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.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		irrapxlem2 43829	. 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		1z 12726	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℤ
3	2	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 1 ∈ ℤ)
4		simpllr 788	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝐵 ∈ ℕ)
5	4	nnzd 12719	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝐵 ∈ ℤ)
6		simplrr 790	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑏 ∈ (0...𝐵))
7	6	elfzelzd 13657	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑏 ∈ ℤ)
8		simplrl 789	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑎 ∈ (0...𝐵))
9	8	elfzelzd 13657	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑎 ∈ ℤ)
10	7, 9	zsubcld 12808	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏 − 𝑎) ∈ ℤ)
11		1m1e0 12415	. . . . . . . . 9 ⊢ (1 − 1) = 0
12		elfzelz 13656	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑎 ∈ (0...𝐵) → 𝑎 ∈ ℤ)
13	12	ad2antrl 741	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) → 𝑎 ∈ ℤ)
14	13	zred 12803	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) → 𝑎 ∈ ℝ)
15		elfzelz 13656	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑏 ∈ (0...𝐵) → 𝑏 ∈ ℤ)
16	15	ad2antll 742	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) → 𝑏 ∈ ℤ)
17	16	zred 12803	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) → 𝑏 ∈ ℝ)
18	14, 17	posdifd 11903	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) → (𝑎 < 𝑏 ↔ 0 < (𝑏 − 𝑎)))
19	18	biimpa 482	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 0 < (𝑏 − 𝑎))
20	11, 19	eqbrtrid 5140	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (1 − 1) < (𝑏 − 𝑎))
21		zlem1lt 12748	. . . . . . . . 9 ⊢ ((1 ∈ ℤ ∧ (𝑏 − 𝑎) ∈ ℤ) → (1 ≤ (𝑏 − 𝑎) ↔ (1 − 1) < (𝑏 − 𝑎)))
22	2, 10, 21	sylancr 599	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (1 ≤ (𝑏 − 𝑎) ↔ (1 − 1) < (𝑏 − 𝑎)))
23	20, 22	mpbird 260	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 1 ≤ (𝑏 − 𝑎))
24	7	zred 12803	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑏 ∈ ℝ)
25	9	zred 12803	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑎 ∈ ℝ)
26	24, 25	resubcld 11744	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏 − 𝑎) ∈ ℝ)
27		0red 11311	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 0 ∈ ℝ)
28	24, 27	resubcld 11744	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏 − 0) ∈ ℝ)
29	4	nnred 12350	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝐵 ∈ ℝ)
30		elfzle1 13660	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑎 ∈ (0...𝐵) → 0 ≤ 𝑎)
31	8, 30	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 0 ≤ 𝑎)
32	27, 25, 24, 31	lesub2dd 11933	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏 − 𝑎) ≤ (𝑏 − 0))
33	24	recnd 11337	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑏 ∈ ℂ)
34	33	subid1d 11658	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏 − 0) = 𝑏)
35		elfzle2 13661	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑏 ∈ (0...𝐵) → 𝑏 ≤ 𝐵)
36	6, 35	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑏 ≤ 𝐵)
37	34, 36	eqbrtrd 5127	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏 − 0) ≤ 𝐵)
38	26, 28, 29, 32, 37	letrd 11467	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏 − 𝑎) ≤ 𝐵)
39	3, 5, 10, 23, 38	elfzd 13647	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑏 − 𝑎) ∈ (1...𝐵))
40	39	adantrr 730	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ (𝑎 < 𝑏 ∧ (abs‘(((𝐴 · 𝑎) mod 1) − ((𝐴 · 𝑏) mod 1))) < (1 / 𝐵))) → (𝑏 − 𝑎) ∈ (1...𝐵))
41		rpre 13129	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ⁺ → 𝐴 ∈ ℝ)
42	41	ad3antrrr 743	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝐴 ∈ ℝ)
43	42, 25	remulcld 11339	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝐴 · 𝑎) ∈ ℝ)
44	42, 24	remulcld 11339	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝐴 · 𝑏) ∈ ℝ)
45		simpr 490	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑎 < 𝑏)
46	25, 24, 45	ltled 11458	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑎 ≤ 𝑏)
47		rpgt0 13133	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ⁺ → 0 < 𝐴)
48	47	ad3antrrr 743	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 0 < 𝐴)
49		lemul2 12170	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴)) → (𝑎 ≤ 𝑏 ↔ (𝐴 · 𝑎) ≤ (𝐴 · 𝑏)))
50	25, 24, 42, 48, 49	syl112anc 1401	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝑎 ≤ 𝑏 ↔ (𝐴 · 𝑎) ≤ (𝐴 · 𝑏)))
51	46, 50	mpbid 235	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝐴 · 𝑎) ≤ (𝐴 · 𝑏))
52		flword2 13953	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 · 𝑎) ∈ ℝ ∧ (𝐴 · 𝑏) ∈ ℝ ∧ (𝐴 · 𝑎) ≤ (𝐴 · 𝑏)) → (⌊‘(𝐴 · 𝑏)) ∈ (ℤ_≥‘(⌊‘(𝐴 · 𝑎))))
53	43, 44, 51, 52	syl3anc 1398	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (⌊‘(𝐴 · 𝑏)) ∈ (ℤ_≥‘(⌊‘(𝐴 · 𝑎))))
54		uznn0sub 13000	. . . . . . 7 ⊢ ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) ∈ (ℤ_≥‘(⌊‘(𝐴 · 𝑎))) → ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) ∈ ℕ₀)
55	53, 54	syl 18	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) ∈ ℕ₀)
56	55	adantrr 730	. . . . 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)
57	42	recnd 11337	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝐴 ∈ ℂ)
58	25	recnd 11337	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 𝑎 ∈ ℂ)
59	57, 33, 58	subdid 11772	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) = ((𝐴 · 𝑏) − (𝐴 · 𝑎)))
60	59	oveq1d 7435	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎)))) = (((𝐴 · 𝑏) − (𝐴 · 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎)))))
61	44	recnd 11337	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝐴 · 𝑏) ∈ ℂ)
62	43	recnd 11337	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (𝐴 · 𝑎) ∈ ℂ)
63	44	flcld 13938	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (⌊‘(𝐴 · 𝑏)) ∈ ℤ)
64	63	zcnd 12804	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (⌊‘(𝐴 · 𝑏)) ∈ ℂ)
65	43	flcld 13938	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (⌊‘(𝐴 · 𝑎)) ∈ ℤ)
66	65	zcnd 12804	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (⌊‘(𝐴 · 𝑎)) ∈ ℂ)
67	61, 62, 64, 66	sub4d 11718	. . . . . . . . . . 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)))))
68		modfrac 14024	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐴 · 𝑏) ∈ ℝ → ((𝐴 · 𝑏) mod 1) = ((𝐴 · 𝑏) − (⌊‘(𝐴 · 𝑏))))
69	44, 68	syl 18	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑏) mod 1) = ((𝐴 · 𝑏) − (⌊‘(𝐴 · 𝑏))))
70	69	eqcomd 2767	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑏) − (⌊‘(𝐴 · 𝑏))) = ((𝐴 · 𝑏) mod 1))
71		modfrac 14024	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐴 · 𝑎) ∈ ℝ → ((𝐴 · 𝑎) mod 1) = ((𝐴 · 𝑎) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))
72	43, 71	syl 18	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑎) mod 1) = ((𝐴 · 𝑎) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))
73	72	eqcomd 2767	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑎) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) = ((𝐴 · 𝑎) mod 1))
74	70, 73	oveq12d 7438	. . . . . . . . . . 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)))
75	60, 67, 74	3eqtrd 2800	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎)))) = (((𝐴 · 𝑏) mod 1) − ((𝐴 · 𝑎) mod 1)))
76	75	fveq2d 6889	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (abs‘((𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))) = (abs‘(((𝐴 · 𝑏) mod 1) − ((𝐴 · 𝑎) mod 1))))
77		1rp 13124	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 1 ∈ ℝ⁺
78	77	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → 1 ∈ ℝ⁺)
79	44, 78	modcld 14015	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑏) mod 1) ∈ ℝ)
80	79	recnd 11337	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑏) mod 1) ∈ ℂ)
81	43, 78	modcld 14015	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑎) mod 1) ∈ ℝ)
82	81	recnd 11337	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → ((𝐴 · 𝑎) mod 1) ∈ ℂ)
83	80, 82	abssubd 15623	. . . . . . . . 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))))
84	76, 83	eqtr2d 2797	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (𝑎 ∈ (0...𝐵) ∧ 𝑏 ∈ (0...𝐵))) ∧ 𝑎 < 𝑏) → (abs‘(((𝐴 · 𝑎) mod 1) − ((𝐴 · 𝑏) mod 1))) = (abs‘((𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))))
85	84	breq1d 5113	. . . . . . 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 · (𝑏 − 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))) < (1 / 𝐵)))
86	85	biimpd 232	. . . . . 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 · (𝑏 − 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))) < (1 / 𝐵)))
87	86	impr 460	. . . . 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 · (𝑏 − 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))) < (1 / 𝐵))
88		oveq2 7428	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = (𝑏 − 𝑎) → (𝐴 · 𝑥) = (𝐴 · (𝑏 − 𝑎)))
89	88	fvoveq1d 7442	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = (𝑏 − 𝑎) → (abs‘((𝐴 · 𝑥) − 𝑦)) = (abs‘((𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) − 𝑦)))
90	89	breq1d 5113	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = (𝑏 − 𝑎) → ((abs‘((𝐴 · 𝑥) − 𝑦)) < (1 / 𝐵) ↔ (abs‘((𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) − 𝑦)) < (1 / 𝐵)))
91		oveq2 7428	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) → ((𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) − 𝑦) = ((𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎)))))
92	91	fveq2d 6889	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) → (abs‘((𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) − 𝑦)) = (abs‘((𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))))
93	92	breq1d 5113	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) → ((abs‘((𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) − 𝑦)) < (1 / 𝐵) ↔ (abs‘((𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))) < (1 / 𝐵)))
94	90, 93	rspc2ev 3589	. . . . 5 ⊢ (((𝑏 − 𝑎) ∈ (1...𝐵) ∧ ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))) ∈ ℕ₀ ∧ (abs‘((𝐴 · (𝑏 − 𝑎)) − ((⌊‘(𝐴 · 𝑏)) − (⌊‘(𝐴 · 𝑎))))) < (1 / 𝐵)) → ∃𝑥 ∈ (1...𝐵)∃𝑦 ∈ ℕ₀ (abs‘((𝐴 · 𝑥) − 𝑦)) < (1 / 𝐵))
95	40, 56, 87, 94	syl3anc 1398	. . . 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))
96	95	ex 418	. . 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)))
97	96	rexlimdvva 3220	. 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)))
98	1, 97	mpd 16	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → ∃𝑥 ∈ (1...𝐵)∃𝑦 ∈ ℕ₀ (abs‘((𝐴 · 𝑥) − 𝑦)) < (1 / 𝐵))

Colors of variables: wff setvar class

This proof depends on syntax axioms: → wi 4 ↔ wb 209 ∧ wa 401 = wceq 1570 ∈ wcel 2145 ∃wrex 3087 class class class wbr 5103 ‘cfv 6538 (class class class)co 7420 ℝcr 11199 0cc0 11200 1c1 11201 · cmul 11205 < clt 11343 ≤ cle 11344 − cmin 11541 / cdiv 11973 ℕcn 12335 ℕ₀cn0 12606 ℤcz 12693 ℤ_≥cuz 12965 ℝ⁺crp 13120 ...cfz 13639 ⌊cfl 13930 mod cmo 14009 abscabs 15401

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 7751 ax-cnex 11256 ax-resscn 11257 ax-1cn 11258 ax-icn 11259 ax-addcl 11260 ax-addrcl 11261 ax-mulcl 11262 ax-mulrcl 11263 ax-mulcom 11264 ax-addass 11265 ax-mulass 11266 ax-distr 11267 ax-i2m1 11268 ax-1ne0 11269 ax-1rid 11270 ax-rnegex 11271 ax-rrecex 11272 ax-cnre 11273 ax-pre-lttri 11274 ax-pre-lttrn 11275 ax-pre-ltadd 11276 ax-pre-mulgt0 11277 ax-pre-sup 11278

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-op 4591 df-uni 4868 df-int 4908 df-iun 4953 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-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 6304 df-ord 6365 df-on 6366 df-lim 6367 df-suc 6368 df-iota 6494 df-fun 6540 df-fn 6541 df-f 6542 df-f1 6543 df-fo 6544 df-f1o 6545 df-fv 6546 df-riota 7377 df-ov 7423 df-oprab 7424 df-mpo 7425 df-om 7878 df-1st 8001 df-2nd 8002 df-frecs 8299 df-wrecs 8330 df-recs 8379 df-rdg 8418 df-1o 8476 df-oadd 8480 df-er 8717 df-en 8974 df-dom 8975 df-sdom 8976 df-fin 8977 df-sup 9434 df-inf 9435 df-card 10020 df-pnf 11345 df-mnf 11346 df-xr 11347 df-ltxr 11348 df-le 11349 df-sub 11543 df-neg 11544 df-div 11974 df-nn 12336 df-2 12405 df-3 12406 df-n0 12607 df-xnn0 12680 df-z 12694 df-uz 12966 df-rp 13121 df-ico 13482 df-fz 13640 df-fl 13932 df-mod 14010 df-seq 14145 df-exp 14205 df-hash 14475 df-cj 15266 df-re 15267 df-im 15268 df-sqrt 15402 df-abs 15403

This theorem is used by: irrapxlem4 43831

W3C validator