Theorem knoppndvlem22 37122

Description: Lemma for knoppndv 37123. (Contributed by Asger C. Ipsen, 19-Aug-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
knoppndvlem22.t	⊢ 𝑇 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (abs‘((⌊‘(𝑥 + (1 / 2))) − 𝑥)))
knoppndvlem22.f	⊢ 𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ ↦ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐶↑𝑛) · (𝑇‘(((2 · 𝑁)↑𝑛) · 𝑦)))))
knoppndvlem22.w	⊢ 𝑊 = (𝑤 ∈ ℝ ↦ Σ𝑖 ∈ ℕ0 ((𝐹‘𝑤)‘𝑖))
knoppndvlem22.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (-1(,)1))
knoppndvlem22.d	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ+)
knoppndvlem22.e	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
knoppndvlem22.h	⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ ℝ)
knoppndvlem22.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
knoppndvlem22.1	⊢ (𝜑 → 1 < (𝑁 · (abs‘𝐶)))

Assertion

Ref	Expression
knoppndvlem22	⊢ (𝜑 → ∃𝑎 ∈ ℝ ∃𝑏 ∈ ℝ ((𝑎 ≤ 𝐻 ∧ 𝐻 ≤ 𝑏) ∧ ((𝑏 − 𝑎) < 𝐷 ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ 𝐸 ≤ ((abs‘((𝑊‘𝑏) − (𝑊‘𝑎))) / (𝑏 − 𝑎))))

Distinct variable groups:   𝐶,𝑖,𝑛,𝑤,𝑦   𝐷,𝑎,𝑏   𝐷,𝑖,𝑛,𝑤,𝑦   𝐸,𝑎,𝑏   𝑖,𝐸,𝑛,𝑤,𝑦   𝑖,𝐹,𝑤   𝐻,𝑎,𝑏   𝑁,𝑎,𝑏   𝑖,𝑁,𝑛,𝑤,𝑦   𝑥,𝑁,𝑖,𝑤   𝑇,𝑛,𝑦   𝑊,𝑎,𝑏   𝜑,𝑖,𝑛,𝑤,𝑦

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑎,𝑏)   𝐶(𝑥,𝑎,𝑏)   𝐷(𝑥)   𝑇(𝑥,𝑤,𝑖,𝑎,𝑏)   𝐸(𝑥)   𝐹(𝑥,𝑦,𝑛,𝑎,𝑏)   𝐻(𝑥,𝑦,𝑤,𝑖,𝑛)   𝑊(𝑥,𝑦,𝑤,𝑖,𝑛)

Proof of Theorem knoppndvlem22

Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		knoppndvlem22.c	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (-1(,)1))
2		knoppndvlem22.n	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
3		knoppndvlem22.d	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ+)
4		knoppndvlem22.e	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
5		knoppndvlem22.1	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 1 < (𝑁 · (abs‘𝐶)))
6	1, 2, 5	knoppndvlem20 37120	. . 3 ⊢ (𝜑 → (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))) ∈ ℝ+)
7	1, 2, 3, 4, 6, 5	knoppndvlem18 37118	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑗 ∈ ℕ0 ((((2 · 𝑁)↑-𝑗) / 2) < 𝐷 ∧ 𝐸 ≤ ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝑗) · (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))))))
8		knoppndvlem22.t	. . 3 ⊢ 𝑇 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (abs‘((⌊‘(𝑥 + (1 / 2))) − 𝑥)))
9		knoppndvlem22.f	. . 3 ⊢ 𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ ↦ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐶↑𝑛) · (𝑇‘(((2 · 𝑁)↑𝑛) · 𝑦)))))
10		knoppndvlem22.w	. . 3 ⊢ 𝑊 = (𝑤 ∈ ℝ ↦ Σ𝑖 ∈ ℕ0 ((𝐹‘𝑤)‘𝑖))
11		eqid 2763	. . 3 ⊢ (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))) = (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1)))
12	1	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ0 ∧ ((((2 · 𝑁)↑-𝑗) / 2) < 𝐷 ∧ 𝐸 ≤ ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝑗) · (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))))))) → 𝐶 ∈ (-1(,)1))
13	3	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ0 ∧ ((((2 · 𝑁)↑-𝑗) / 2) < 𝐷 ∧ 𝐸 ≤ ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝑗) · (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))))))) → 𝐷 ∈ ℝ+)
14	4	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ0 ∧ ((((2 · 𝑁)↑-𝑗) / 2) < 𝐷 ∧ 𝐸 ≤ ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝑗) · (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))))))) → 𝐸 ∈ ℝ+)
15		knoppndvlem22.h	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ ℝ)
16	15	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ0 ∧ ((((2 · 𝑁)↑-𝑗) / 2) < 𝐷 ∧ 𝐸 ≤ ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝑗) · (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))))))) → 𝐻 ∈ ℝ)
17		simprl 782	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ0 ∧ ((((2 · 𝑁)↑-𝑗) / 2) < 𝐷 ∧ 𝐸 ≤ ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝑗) · (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))))))) → 𝑗 ∈ ℕ0)
18	2	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ0 ∧ ((((2 · 𝑁)↑-𝑗) / 2) < 𝐷 ∧ 𝐸 ≤ ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝑗) · (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))))))) → 𝑁 ∈ ℕ)
19	5	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ0 ∧ ((((2 · 𝑁)↑-𝑗) / 2) < 𝐷 ∧ 𝐸 ≤ ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝑗) · (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))))))) → 1 < (𝑁 · (abs‘𝐶)))
20		simprrl 792	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ0 ∧ ((((2 · 𝑁)↑-𝑗) / 2) < 𝐷 ∧ 𝐸 ≤ ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝑗) · (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))))))) → (((2 · 𝑁)↑-𝑗) / 2) < 𝐷)
21		simprrr 793	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ0 ∧ ((((2 · 𝑁)↑-𝑗) / 2) < 𝐷 ∧ 𝐸 ≤ ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝑗) · (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))))))) → 𝐸 ≤ ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝑗) · (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1)))))
22	8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21	knoppndvlem21 37121	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℕ0 ∧ ((((2 · 𝑁)↑-𝑗) / 2) < 𝐷 ∧ 𝐸 ≤ ((((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶))↑𝑗) · (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))))))) → ∃𝑎 ∈ ℝ ∃𝑏 ∈ ℝ ((𝑎 ≤ 𝐻 ∧ 𝐻 ≤ 𝑏) ∧ ((𝑏 − 𝑎) < 𝐷 ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ 𝐸 ≤ ((abs‘((𝑊‘𝑏) − (𝑊‘𝑎))) / (𝑏 − 𝑎))))
23	7, 22	rexlimddv 3172	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑎 ∈ ℝ ∃𝑏 ∈ ℝ ((𝑎 ≤ 𝐻 ∧ 𝐻 ≤ 𝑏) ∧ ((𝑏 − 𝑎) < 𝐷 ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ 𝐸 ≤ ((abs‘((𝑊‘𝑏) − (𝑊‘𝑎))) / (𝑏 − 𝑎))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2143   ≠ wne 2958  ∃wrex 3089   class class class wbr 5109   ↦ cmpt 5192  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  ℝcr 11094  1c1 11096   + caddc 11098   · cmul 11100   < clt 11238   ≤ cle 11239   − cmin 11436  -cneg 11437   / cdiv 11866  ℕcn 12228  2c2 12290  ℕ₀cn0 12499  ℝ⁺crp 13011  (,)cioo 13367  ⌊cfl 13819  ↑cexp 14093  abscabs 15281  Σcsu 15733

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-inf2 9606  ax-cnex 11151  ax-resscn 11152  ax-1cn 11153  ax-icn 11154  ax-addcl 11155  ax-addrcl 11156  ax-mulcl 11157  ax-mulrcl 11158  ax-mulcom 11159  ax-addass 11160  ax-mulass 11161  ax-distr 11162  ax-i2m1 11163  ax-1ne0 11164  ax-1rid 11165  ax-rnegex 11166  ax-rrecex 11167  ax-cnre 11168  ax-pre-lttri 11169  ax-pre-lttrn 11170  ax-pre-ltadd 11171  ax-pre-mulgt0 11172  ax-pre-sup 11173  ax-addf 11174

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-tp 4594  df-op 4596  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-se 5615  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-of 7674  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-supp 8153  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-er 8690  df-map 8822  df-pm 8823  df-ixp 8892  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-fsupp 9318  df-fi 9367  df-sup 9398  df-inf 9399  df-oi 9468  df-card 9921  df-pnf 11240  df-mnf 11241  df-xr 11242  df-ltxr 11243  df-le 11244  df-sub 11438  df-neg 11439  df-div 11867  df-nn 12229  df-2 12298  df-3 12299  df-4 12300  df-5 12301  df-6 12302  df-7 12303  df-8 12304  df-9 12305  df-n0 12500  df-z 12587  df-dec 12707  df-uz 12858  df-q 12968  df-rp 13012  df-xneg 13132  df-xadd 13133  df-xmul 13134  df-ioo 13371  df-ico 13373  df-icc 13374  df-fz 13531  df-fzo 13679  df-fl 13821  df-seq 14034  df-exp 14094  df-hash 14363  df-cj 15146  df-re 15147  df-im 15148  df-sqrt 15282  df-abs 15283  df-limsup 15518  df-clim 15535  df-rlim 15536  df-sum 15734  df-dvds 16306  df-struct 17202  df-sets 17219  df-slot 17237  df-ndx 17249  df-base 17265  df-ress 17286  df-plusg 17318  df-mulr 17319  df-starv 17320  df-sca 17321  df-vsca 17322  df-ip 17323  df-tset 17324  df-ple 17325  df-ds 17327  df-unif 17328  df-hom 17329  df-cco 17330  df-rest 17470  df-topn 17471  df-0g 17489  df-gsum 17490  df-topgen 17491  df-pt 17492  df-prds 17495  df-xrs 17551  df-qtop 17556  df-imas 17557  df-xps 17559  df-mre 17633  df-mrc 17634  df-acs 17636  df-mgm 18693  df-sgrp 18772  df-mnd 18788  df-submnd 18837  df-mulg 19129  df-cntz 19382  df-cmn 19847  df-psmet 21514  df-xmet 21515  df-met 21516  df-bl 21517  df-mopn 21518  df-cnfld 21523  df-top 23051  df-topon 23068  df-topsp 23090  df-bases 23103  df-cn 23384  df-cnp 23385  df-tx 23719  df-hmeo 23912  df-xms 24477  df-ms 24478  df-tms 24479  df-cncf 25037  df-ulm 26540

This theorem is referenced by:  knoppndv  37123