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 37602
Description: Lemma for knoppndv 37615. (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 12846 . . . . . . . 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 16558 . . . . . . . . 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 37601 . . . . . 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 37600 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → ((𝐹‘𝐴)‘𝐽) = 0)
2319, 22oveq12d 7469 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → (((𝐹‘𝐵)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐴)‘𝐽)) = (((𝐶↑𝐽) / 2) − 0))
244knoppndvlem3 37595 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐶 ∈ ℝ ∧ (abs‘𝐶) < 1))
2524simpld 500 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
2625recnd 11376 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
2726, 6expcld 14329 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐶↑𝐽) ∈ ℂ)
28 2cnd 12461 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
29 2ne0 12489 . . . . . . . . 9 2 ≠ 0
3029a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ≠ 0)
3127, 28, 30divcld 12133 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐶↑𝐽) / 2) ∈ ℂ)
3231subid1d 11697 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝐶↑𝐽) / 2) − 0) = ((𝐶↑𝐽) / 2))
3332adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → (((𝐶↑𝐽) / 2) − 0) = ((𝐶↑𝐽) / 2))
3423, 33eqtrd 2798 . . . 4 ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑀) → (((𝐹‘𝐵)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐴)‘𝐽)) = ((𝐶↑𝐽) / 2))
3534fveq2d 6920 . . 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 12758 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐽 ∈ ℤ)
3811, 37, 9knoppndvlem1 37593 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((((2 · 𝑁)↑ -𝐽) / 2) · (𝑀 + 1)) ∈ ℝ)
3936, 38eqeltrd 2864 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
401, 2, 11, 25, 39, 6knoppcnlem3 37576 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐹‘𝐵)‘𝐽) ∈ ℝ)
4140recnd 11376 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐹‘𝐵)‘𝐽) ∈ ℂ)
4220a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 = ((((2 · 𝑁)↑ -𝐽) / 2) · 𝑀))
4311, 37, 8knoppndvlem1 37593 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((((2 · 𝑁)↑ -𝐽) / 2) · 𝑀) ∈ ℝ)
4442, 43eqeltrd 2864 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
451, 2, 11, 25, 44, 6knoppcnlem3 37576 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐹‘𝐴)‘𝐽) ∈ ℝ)
4645recnd 11376 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐹‘𝐴)‘𝐽) ∈ ℂ)
4741, 46abssubd 15667 . . . . 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 37601 . . . . . . 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 37600 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → ((𝐹‘𝐵)‘𝐽) = 0)
5954, 58oveq12d 7469 . . . . . 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 2798 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → (((𝐹‘𝐴)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐵)‘𝐽)) = ((𝐶↑𝐽) / 2))
6261fveq2d 6920 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → (abs‘(((𝐹‘𝐴)‘𝐽) − ((𝐹‘𝐵)‘𝐽))) = (abs‘((𝐶↑𝐽) / 2)))
6348, 62eqtrd 2798 . . 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 15669 . . 3 (𝜑 → (abs‘((𝐶↑𝐽) / 2)) = ((abs‘(𝐶↑𝐽)) / (abs‘2)))
6626, 6absexpd 15666 . . . 4 (𝜑 → (abs‘(𝐶↑𝐽)) = ((abs‘𝐶)↑𝐽))
67 0le2 12485 . . . . . 6 0 ≤ 2
68 2re 12457 . . . . . . 7 2 ∈ ℝ
6968absidi 15589 . . . . . 6 (0 ≤ 2 → (abs‘2) = 2)
7067, 69ax-mp 5 . . . . 5 (abs‘2) = 2
7170a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (abs‘2) = 2)
7266, 71oveq12d 7469 . . 3 (𝜑 → ((abs‘(𝐶↑𝐽)) / (abs‘2)) = (((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2))
7365, 72eqtrd 2798 . 2 (𝜑 → (abs‘((𝐶↑𝐽) / 2)) = (((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2))
7464, 73eqtrd 2798 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 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5192  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  ℝcr 11238  0cc0 11239  1c1 11240   + caddc 11242   · cmul 11244   < clt 11382   ≤ cle 11383   − cmin 11580   -cneg 11581   / cdiv 12013  ℕcn 12375  2c2 12437  ℕ0cn0 12646  ℤcz 12733  (,)cioo 13516  ⌊cfl 13970  ↑cexp 14244  abscabs 15444   ∥ cdvds 16466
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-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
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-op 4841  df-uni 4873  df-iun 4958  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-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-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-er 8755  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-sup 9471  df-inf 9472  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-n0 12647  df-z 12734  df-uz 13006  df-rp 13161  df-ioo 13520  df-ico 13522  df-fl 13972  df-seq 14185  df-exp 14245  df-cj 15309  df-re 15310  df-im 15311  df-sqrt 15445  df-abs 15446  df-dvds 16467
This theorem is used by:  knoppndvlem15  37607
  Copyright terms: Public domain W3C validator