Proof of Theorem knoppndvlem17
| Step | Hyp | Ref
| Expression |
| 1 | | knoppndvlem17.c |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (-1(,)1)) |
| 2 | 1 | knoppndvlem3 36537 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝜑 → (𝐶 ∈ ℝ ∧ (abs‘𝐶) < 1)) |
| 3 | 2 | simpld 494 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ) |
| 4 | 3 | recnd 11268 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ) |
| 5 | 4 | abscld 15460 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → (abs‘𝐶) ∈
ℝ) |
| 6 | | knoppndvlem17.j |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈
ℕ0) |
| 7 | 5, 6 | reexpcld 14186 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → ((abs‘𝐶)↑𝐽) ∈ ℝ) |
| 8 | | 2re 12319 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 2 ∈
ℝ |
| 9 | 8 | a1i 11 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → 2 ∈
ℝ) |
| 10 | | 2ne0 12349 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 2 ≠
0 |
| 11 | 10 | a1i 11 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → 2 ≠ 0) |
| 12 | 7, 9, 11 | redivcld 12074 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) ∈ ℝ) |
| 13 | 12 | recnd 11268 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → (((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) ∈ ℂ) |
| 14 | | 1red 11241 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → 1 ∈
ℝ) |
| 15 | | knoppndvlem17.n |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ) |
| 16 | 15 | nnred 12260 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ) |
| 17 | 9, 16 | remulcld 11270 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈
ℝ) |
| 18 | 17, 5 | remulcld 11270 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) ∈
ℝ) |
| 19 | 18, 14 | resubcld 11670 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1) ∈
ℝ) |
| 20 | | 0red 11243 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝜑 → 0 ∈
ℝ) |
| 21 | | 0lt1 11764 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ 0 <
1 |
| 22 | 21 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝜑 → 0 < 1) |
| 23 | | knoppndvlem17.1 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝜑 → 1 < (𝑁 · (abs‘𝐶))) |
| 24 | 1, 15, 23 | knoppndvlem12 36546 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝜑 → (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) ≠ 1 ∧ 1 < (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1))) |
| 25 | 24 | simprd 495 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝜑 → 1 < (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1)) |
| 26 | 20, 14, 19, 22, 25 | lttrd 11401 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝜑 → 0 < (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1)) |
| 27 | 19, 26 | jca 511 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1) ∈ ℝ
∧ 0 < (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))) |
| 28 | | gt0ne0 11707 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) − 1)
∈ ℝ ∧ 0 < (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1)) → (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1) ≠
0) |
| 29 | 27, 28 | syl 17 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1) ≠
0) |
| 30 | 14, 19, 29 | redivcld 12074 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1)) ∈
ℝ) |
| 31 | 14, 30 | resubcld 11670 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) − 1)))
∈ ℝ) |
| 32 | 31 | recnd 11268 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → (1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) − 1)))
∈ ℂ) |
| 33 | 13, 32 | mulcomd 11261 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → ((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) · (1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1)))) = ((1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))) · (((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2))) |
| 34 | 33 | oveq1d 7425 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → (((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) · (1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1)))) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) = (((1 − (1 / (((2 ·
𝑁) ·
(abs‘𝐶)) − 1)))
· (((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2)) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) |
| 35 | | 2rp 13018 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 2 ∈
ℝ+ |
| 36 | 35 | a1i 11 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → 2 ∈
ℝ+) |
| 37 | 15 | nnrpd 13054 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈
ℝ+) |
| 38 | 36, 37 | rpmulcld 13072 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈
ℝ+) |
| 39 | 6 | nn0zd 12619 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ ℤ) |
| 40 | 39 | znegcld 12704 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → -𝐽 ∈ ℤ) |
| 41 | 38, 40 | rpexpcld 14270 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁)↑-𝐽) ∈
ℝ+) |
| 42 | 41 | rphalfcld 13068 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) ∈
ℝ+) |
| 43 | 42 | rpcnd 13058 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) ∈ ℂ) |
| 44 | 42 | rpne0d 13061 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) ≠ 0) |
| 45 | 32, 13, 43, 44 | divassd 12057 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → (((1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) − 1)))
· (((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2)) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) = ((1 − (1 / (((2 ·
𝑁) ·
(abs‘𝐶)) − 1)))
· ((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)))) |
| 46 | 13, 43, 44 | divcld 12022 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → ((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) ∈ ℂ) |
| 47 | 32, 46 | mulcomd 11261 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → ((1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) − 1)))
· ((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) = (((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) · (1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1))))) |
| 48 | 7 | recnd 11268 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → ((abs‘𝐶)↑𝐽) ∈ ℂ) |
| 49 | 41 | rpcnd 13058 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁)↑-𝐽) ∈ ℂ) |
| 50 | 9 | recnd 11268 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → 2 ∈
ℂ) |
| 51 | 41 | rpne0d 13061 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁)↑-𝐽) ≠ 0) |
| 52 | 48, 49, 50, 51, 11 | divcan7d 12050 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → ((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) = (((abs‘𝐶)↑𝐽) / ((2 · 𝑁)↑-𝐽))) |
| 53 | 17 | recnd 11268 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈
ℂ) |
| 54 | 38 | rpne0d 13061 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) ≠ 0) |
| 55 | 53, 54, 39 | expnegd 14176 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁)↑-𝐽) = (1 / ((2 · 𝑁)↑𝐽))) |
| 56 | 55 | oveq2d 7426 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → (((abs‘𝐶)↑𝐽) / ((2 · 𝑁)↑-𝐽)) = (((abs‘𝐶)↑𝐽) / (1 / ((2 · 𝑁)↑𝐽)))) |
| 57 | | 1cnd 11235 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → 1 ∈
ℂ) |
| 58 | 53, 6 | expcld 14169 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁)↑𝐽) ∈ ℂ) |
| 59 | 20, 22 | gtned 11375 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → 1 ≠ 0) |
| 60 | 53, 54, 39 | expne0d 14175 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁)↑𝐽) ≠ 0) |
| 61 | 48, 57, 58, 59, 60 | divdiv2d 12054 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → (((abs‘𝐶)↑𝐽) / (1 / ((2 · 𝑁)↑𝐽))) = ((((abs‘𝐶)↑𝐽) · ((2 · 𝑁)↑𝐽)) / 1)) |
| 62 | 48, 58 | mulcld 11260 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → (((abs‘𝐶)↑𝐽) · ((2 · 𝑁)↑𝐽)) ∈ ℂ) |
| 63 | 62 | div1d 12014 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → ((((abs‘𝐶)↑𝐽) · ((2 · 𝑁)↑𝐽)) / 1) = (((abs‘𝐶)↑𝐽) · ((2 · 𝑁)↑𝐽))) |
| 64 | 48, 58 | mulcomd 11261 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → (((abs‘𝐶)↑𝐽) · ((2 · 𝑁)↑𝐽)) = (((2 · 𝑁)↑𝐽) · ((abs‘𝐶)↑𝐽))) |
| 65 | 53, 54 | jca 511 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁) ∈ ℂ ∧ (2
· 𝑁) ≠
0)) |
| 66 | 5 | recnd 11268 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝜑 → (abs‘𝐶) ∈
ℂ) |
| 67 | 1, 15, 23 | knoppndvlem13 36547 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝜑 → 𝐶 ≠ 0) |
| 68 | 4, 67 | absne0d 15471 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝜑 → (abs‘𝐶) ≠ 0) |
| 69 | 66, 68 | jca 511 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝜑 → ((abs‘𝐶) ∈ ℂ ∧
(abs‘𝐶) ≠
0)) |
| 70 | 65, 69, 39 | 3jca 1128 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝜑 → (((2 · 𝑁) ∈ ℂ ∧ (2
· 𝑁) ≠ 0) ∧
((abs‘𝐶) ∈
ℂ ∧ (abs‘𝐶)
≠ 0) ∧ 𝐽 ∈
ℤ)) |
| 71 | | mulexpz 14125 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((((2
· 𝑁) ∈ ℂ
∧ (2 · 𝑁) ≠
0) ∧ ((abs‘𝐶)
∈ ℂ ∧ (abs‘𝐶) ≠ 0) ∧ 𝐽 ∈ ℤ) → (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝐽) = (((2 · 𝑁)↑𝐽) · ((abs‘𝐶)↑𝐽))) |
| 72 | 70, 71 | syl 17 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝐽) = (((2 · 𝑁)↑𝐽) · ((abs‘𝐶)↑𝐽))) |
| 73 | 72 | eqcomd 2742 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → (((2 · 𝑁)↑𝐽) · ((abs‘𝐶)↑𝐽)) = (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝐽)) |
| 74 | 63, 64, 73 | 3eqtrd 2775 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → ((((abs‘𝐶)↑𝐽) · ((2 · 𝑁)↑𝐽)) / 1) = (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝐽)) |
| 75 | 56, 61, 74 | 3eqtrd 2775 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (((abs‘𝐶)↑𝐽) / ((2 · 𝑁)↑-𝐽)) = (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝐽)) |
| 76 | 52, 75 | eqtrd 2771 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → ((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) = (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝐽)) |
| 77 | 76 | oveq1d 7425 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → (((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) · (1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1)))) = ((((2 · 𝑁)
· (abs‘𝐶))↑𝐽) · (1 − (1 / (((2 ·
𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1))))) |
| 78 | 47, 77 | eqtrd 2771 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → ((1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) − 1)))
· ((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) = ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝐽) · (1 − (1 / (((2 ·
𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1))))) |
| 79 | 34, 45, 78 | 3eqtrd 2775 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → (((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) · (1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1)))) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) = ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝐽) · (1 − (1 / (((2 ·
𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1))))) |
| 80 | 79 | eqcomd 2742 |
. . 3
⊢ (𝜑 → ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝐽) · (1 − (1 / (((2 ·
𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1)))) = (((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) · (1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1)))) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) |
| 81 | 12, 31 | remulcld 11270 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → ((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) · (1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1)))) ∈ ℝ) |
| 82 | | knoppndvlem17.t |
. . . . . . 7
⊢ 𝑇 = (𝑥 ∈ ℝ ↦
(abs‘((⌊‘(𝑥 + (1 / 2))) − 𝑥))) |
| 83 | | knoppndvlem17.f |
. . . . . . 7
⊢ 𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ ↦ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐶↑𝑛) · (𝑇‘(((2 · 𝑁)↑𝑛) · 𝑦))))) |
| 84 | | knoppndvlem17.w |
. . . . . . 7
⊢ 𝑊 = (𝑤 ∈ ℝ ↦ Σ𝑖 ∈ ℕ0
((𝐹‘𝑤)‘𝑖)) |
| 85 | | knoppndvlem17.b |
. . . . . . . . 9
⊢ 𝐵 = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (𝑀 + 1)) |
| 86 | 85 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → 𝐵 = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (𝑀 + 1))) |
| 87 | | knoppndvlem17.m |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ) |
| 88 | 87 | peano2zd 12705 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → (𝑀 + 1) ∈ ℤ) |
| 89 | 15, 39, 88 | knoppndvlem1 36535 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · (𝑀 + 1)) ∈ ℝ) |
| 90 | 86, 89 | eqeltrd 2835 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ) |
| 91 | 2 | simprd 495 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → (abs‘𝐶) < 1) |
| 92 | 82, 83, 84, 90, 15, 3, 91 | knoppcld 36528 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → (𝑊‘𝐵) ∈ ℂ) |
| 93 | | knoppndvlem17.a |
. . . . . . . . 9
⊢ 𝐴 = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · 𝑀) |
| 94 | 93 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → 𝐴 = ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · 𝑀)) |
| 95 | 15, 39, 87 | knoppndvlem1 36535 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → ((((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) · 𝑀) ∈ ℝ) |
| 96 | 94, 95 | eqeltrd 2835 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ) |
| 97 | 82, 83, 84, 96, 15, 3, 91 | knoppcld 36528 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → (𝑊‘𝐴) ∈ ℂ) |
| 98 | 92, 97 | subcld 11599 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → ((𝑊‘𝐵) − (𝑊‘𝐴)) ∈ ℂ) |
| 99 | 98 | abscld 15460 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → (abs‘((𝑊‘𝐵) − (𝑊‘𝐴))) ∈ ℝ) |
| 100 | 82, 83, 84, 93, 85, 1, 6, 87, 15, 23 | knoppndvlem15 36549 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → ((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) · (1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1)))) ≤ (abs‘((𝑊‘𝐵) − (𝑊‘𝐴)))) |
| 101 | 81, 99, 42, 100 | lediv1dd 13114 |
. . 3
⊢ (𝜑 → (((((abs‘𝐶)↑𝐽) / 2) · (1 − (1 / (((2
· 𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1)))) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) ≤ ((abs‘((𝑊‘𝐵) − (𝑊‘𝐴))) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) |
| 102 | 80, 101 | eqbrtrd 5146 |
. 2
⊢ (𝜑 → ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝐽) · (1 − (1 / (((2 ·
𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1)))) ≤ ((abs‘((𝑊‘𝐵) − (𝑊‘𝐴))) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2))) |
| 103 | 93, 85, 6, 87, 15 | knoppndvlem16 36550 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → (𝐵 − 𝐴) = (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) |
| 104 | 103 | eqcomd 2742 |
. . 3
⊢ (𝜑 → (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2) = (𝐵 − 𝐴)) |
| 105 | 104 | oveq2d 7426 |
. 2
⊢ (𝜑 → ((abs‘((𝑊‘𝐵) − (𝑊‘𝐴))) / (((2 · 𝑁)↑-𝐽) / 2)) = ((abs‘((𝑊‘𝐵) − (𝑊‘𝐴))) / (𝐵 − 𝐴))) |
| 106 | 102, 105 | breqtrd 5150 |
1
⊢ (𝜑 → ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝐽) · (1 − (1 / (((2 ·
𝑁) ·
(abs‘𝐶)) −
1)))) ≤ ((abs‘((𝑊‘𝐵) − (𝑊‘𝐴))) / (𝐵 − 𝐴))) |