Users' Mathboxes Mathbox for Asger C. Ipsen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  knoppndvlem10 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem knoppndvlem10 37462
Description: Lemma for knoppndv 37475. (Contributed by Asger C. Ipsen, 15-Jun-2021.) (Revised by Asger C. Ipsen, 5-Jul-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
knoppndvlem10.t 𝑇 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (abs‘((⌊‘(𝑥 + (1 / 2))) − 𝑥)))
knoppndvlem10.f 𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ ↦ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐶↑𝑛) · (𝑇‘(((2 · 𝑁)↑𝑛) · 𝑦)))))
knoppndvlem10.a 𝐴 = ((((2 · 𝑁)↑ -𝐽) / 2) · 𝑀)
knoppndvlem10.b 𝐵 = ((((2 · 𝑁)↑ -𝐽) / 2) · (𝑀 + 1))
knoppndvlem10.c (𝜑 → 𝐶 ∈ ( -1(,)1))
knoppndvlem10.j (𝜑 → 𝐽 ∈ ℕ0)
knoppndvlem10.m (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
knoppndvlem10.n (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
Assertion
Ref Expression
knoppndvlem10 (𝜑 → (abs‘(((𝐹‘𝐵)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐴)‘𝐽))) = (((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑛,𝑦   𝑥,𝐴   𝐵,𝑛,𝑦   𝑥,𝐵   𝐶,𝑛,𝑦   𝑛,𝐽   𝑥,𝐽   𝑛,𝑀,𝑦   𝑥,𝑀   𝑛,𝑁,𝑦   𝑥,𝑁   𝑇,𝑛,𝑦   𝜑,𝑛,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝐶(𝑥)   𝑇(𝑥)   𝐹(𝑥, 𝑦, 𝑛)   𝐽(𝑦)

Proof of Theorem knoppndvlem10
StepHypRef Expression
1 knoppndvlem10.t . . . . . . 7 𝑇 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (abs‘((⌊‘(𝑥 + (1 / 2))) − 𝑥)))
2 knoppndvlem10.f . . . . . . 7 𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ ↦ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐶↑𝑛) · (𝑇‘(((2 · 𝑁)↑𝑛) · 𝑦)))))
3 knoppndvlem10.b . . . . . . 7 𝐵 = ((((2 · 𝑁)↑ -𝐽) / 2) · (𝑀 + 1))
4 knoppndvlem10.c . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐶 ∈ ( -1(,)1))
54adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → 𝐶 ∈ ( -1(,)1))
6 knoppndvlem10.j . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐽 ∈ ℕ0)
76adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → 𝐽 ∈ ℕ0)
8 knoppndvlem10.m . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
98peano2zd 12807 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 + 1) ∈ ℤ)
109adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → (𝑀 + 1) ∈ ℤ)
11 knoppndvlem10.n . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
1211adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → 𝑁 ∈ ℕ)
13 notnot 143 . . . . . . . . 9 (2 ∥ 𝑀 → ¬ ¬ 2 ∥ 𝑀)
1413adantl 487 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → ¬ ¬ 2 ∥ 𝑀)
158adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → 𝑀 ∈ ℤ)
16 oddp1even 16515 . . . . . . . . 9 (𝑀 ∈ ℤ → (¬ 2 ∥ 𝑀 ↔ 2 ∥ (𝑀 + 1)))
1715, 16syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → (¬ 2 ∥ 𝑀 ↔ 2 ∥ (𝑀 + 1)))
1814, 17mtbid 327 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → ¬ 2 ∥ (𝑀 + 1))
191, 2, 3, 5, 7, 10, 12, 18knoppndvlem9 37461 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → ((𝐹‘𝐵)‘𝐽) = ((𝐶↑𝐽) / 2))
20 knoppndvlem10.a . . . . . . 7 𝐴 = ((((2 · 𝑁)↑ -𝐽) / 2) · 𝑀)
2114notnotrd 134 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → 2 ∥ 𝑀)
221, 2, 20, 5, 7, 15, 12, 21knoppndvlem8 37460 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → ((𝐹‘𝐴)‘𝐽) = 0)
2319, 22oveq12d 7438 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → (((𝐹‘𝐵)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐴)‘𝐽)) = (((𝐶↑𝐽) / 2) − 0))
244knoppndvlem3 37455 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐶 ∈ ℝ ∧ (abs‘𝐶) < 1))
2524simpld 500 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
2625recnd 11338 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
2726, 6expcld 14290 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐶↑𝐽) ∈ ℂ)
28 2cnd 12422 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
29 2ne0 12450 . . . . . . . . 9 2 ≠ 0
3029a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ≠ 0)
3127, 28, 30divcld 12094 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐶↑𝐽) / 2) ∈ ℂ)
3231subid1d 11659 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝐶↑𝐽) / 2) − 0) = ((𝐶↑𝐽) / 2))
3332adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → (((𝐶↑𝐽) / 2) − 0) = ((𝐶↑𝐽) / 2))
3423, 33eqtrd 2795 . . . 4 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → (((𝐹‘𝐵)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐴)‘𝐽)) = ((𝐶↑𝐽) / 2))
3534fveq2d 6889 . . 3 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → (abs‘(((𝐹‘𝐵)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐴)‘𝐽))) = (abs‘((𝐶↑𝐽) / 2)))
363a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐵 = ((((2 · 𝑁)↑ -𝐽) / 2) · (𝑀 + 1)))
376nn0zd 12719 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐽 ∈ ℤ)
3811, 37, 9knoppndvlem1 37453 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((((2 · 𝑁)↑ -𝐽) / 2) · (𝑀 + 1)) ∈ ℝ)
3936, 38eqeltrd 2860 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
401, 2, 11, 25, 39, 6knoppcnlem3 37436 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐹‘𝐵)‘𝐽) ∈ ℝ)
4140recnd 11338 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐹‘𝐵)‘𝐽) ∈ ℂ)
4220a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 = ((((2 · 𝑁)↑ -𝐽) / 2) · 𝑀))
4311, 37, 8knoppndvlem1 37453 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((((2 · 𝑁)↑ -𝐽) / 2) · 𝑀) ∈ ℝ)
4442, 43eqeltrd 2860 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
451, 2, 11, 25, 44, 6knoppcnlem3 37436 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐹‘𝐴)‘𝐽) ∈ ℝ)
4645recnd 11338 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐹‘𝐴)‘𝐽) ∈ ℂ)
4741, 46abssubd 15624 . . . . 5 (𝜑 → (abs‘(((𝐹‘𝐵)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐴)‘𝐽))) = (abs‘(((𝐹‘𝐴)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐵)‘𝐽))))
4847adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → (abs‘(((𝐹‘𝐵)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐴)‘𝐽))) = (abs‘(((𝐹‘𝐴)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐵)‘𝐽))))
494adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → 𝐶 ∈ ( -1(,)1))
506adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → 𝐽 ∈ ℕ0)
518adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → 𝑀 ∈ ℤ)
5211adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → 𝑁 ∈ ℕ)
53 simpr 490 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → ¬ 2 ∥ 𝑀)
541, 2, 20, 49, 50, 51, 52, 53knoppndvlem9 37461 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → ((𝐹‘𝐴)‘𝐽) = ((𝐶↑𝐽) / 2))
559adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → (𝑀 + 1) ∈ ℤ)
5651, 16syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → (¬ 2 ∥ 𝑀 ↔ 2 ∥ (𝑀 + 1)))
5753, 56mpbid 235 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → 2 ∥ (𝑀 + 1))
581, 2, 3, 49, 50, 55, 52, 57knoppndvlem8 37460 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → ((𝐹‘𝐵)‘𝐽) = 0)
5954, 58oveq12d 7438 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → (((𝐹‘𝐴)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐵)‘𝐽)) = (((𝐶↑𝐽) / 2) − 0))
6032adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → (((𝐶↑𝐽) / 2) − 0) = ((𝐶↑𝐽) / 2))
6159, 60eqtrd 2795 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → (((𝐹‘𝐴)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐵)‘𝐽)) = ((𝐶↑𝐽) / 2))
6261fveq2d 6889 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → (abs‘(((𝐹‘𝐴)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐵)‘𝐽))) = (abs‘((𝐶↑𝐽) / 2)))
6348, 62eqtrd 2795 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → (abs‘(((𝐹‘𝐵)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐴)‘𝐽))) = (abs‘((𝐶↑𝐽) / 2)))
6435, 63pm2.61dan 825 . 2 (𝜑 → (abs‘(((𝐹‘𝐵)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐴)‘𝐽))) = (abs‘((𝐶↑𝐽) / 2)))
6527, 28, 30absdivd 15626 . . 3 (𝜑 → (abs‘((𝐶↑𝐽) / 2)) = ((abs‘(𝐶↑𝐽)) / (abs‘2)))
6626, 6absexpd 15623 . . . 4 (𝜑 → (abs‘(𝐶↑𝐽)) = ((abs‘𝐶)↑𝐽))
67 0le2 12446 . . . . . 6 0 ≤ 2
68 2re 12418 . . . . . . 7 2 ∈ ℝ
6968absidi 15546 . . . . . 6 (0 ≤ 2 → (abs‘2) = 2)
7067, 69ax-mp 5 . . . . 5 (abs‘2) = 2
7170a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (abs‘2) = 2)
7266, 71oveq12d 7438 . . 3 (𝜑 → ((abs‘(𝐶↑𝐽)) / (abs‘2)) = (((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2))
7365, 72eqtrd 2795 . 2 (𝜑 → (abs‘((𝐶↑𝐽) / 2)) = (((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2))
7464, 73eqtrd 2795 1 (𝜑 → (abs‘(((𝐹‘𝐵)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐴)‘𝐽))) = (((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ℝcr 11200  0cc0 11201  1c1 11202   + caddc 11204   · cmul 11206   < clt 11344   ≤ cle 11345   − cmin 11542   -cneg 11543   / cdiv 11974  ℕcn 12336  2c2 12398  ℕ0cn0 12607  ℤcz 12694  (,)cioo 13477  ⌊cfl 13931  ↑cexp 14205  abscabs 15402   ∥ cdvds 16423
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11257  ax-resscn 11258  ax-1cn 11259  ax-icn 11260  ax-addcl 11261  ax-addrcl 11262  ax-mulcl 11263  ax-mulrcl 11264  ax-mulcom 11265  ax-addass 11266  ax-mulass 11267  ax-distr 11268  ax-i2m1 11269  ax-1ne0 11270  ax-1rid 11271  ax-rnegex 11272  ax-rrecex 11273  ax-cnre 11274  ax-pre-lttri 11275  ax-pre-lttrn 11276  ax-pre-ltadd 11277  ax-pre-mulgt0 11278  ax-pre-sup 11279
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  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 8300  df-wrecs 8331  df-recs 8380  df-rdg 8419  df-er 8718  df-en 8975  df-dom 8976  df-sdom 8977  df-sup 9435  df-inf 9436  df-pnf 11346  df-mnf 11347  df-xr 11348  df-ltxr 11349  df-le 11350  df-sub 11544  df-neg 11545  df-div 11975  df-nn 12337  df-2 12406  df-3 12407  df-n0 12608  df-z 12695  df-uz 12967  df-rp 13122  df-ioo 13481  df-ico 13483  df-fl 13933  df-seq 14146  df-exp 14206  df-cj 15267  df-re 15268  df-im 15269  df-sqrt 15403  df-abs 15404  df-dvds 16424
This theorem is used by:  knoppndvlem15  37467
  Copyright terms: Public domain W3C validator