Theorem knoppndvlem22 37230

Description: Lemma for knoppndv 37231. (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 37228	. . 3 ⊢ (𝜑 → (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))) ∈ ℝ+)
7	1, 2, 3, 4, 6, 5	knoppndvlem18 37226	. 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 2760	. . 3 ⊢ (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))) = (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1)))
12	1	adantr 486	. . 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 486	. . 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 486	. . 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 486	. . 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 783	. . 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 486	. . 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 486	. . 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 793	. . 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 794	. . 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 37229	. 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 3169	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑎 ∈ ℝ ∃𝑏 ∈ ℝ ((𝑎 ≤ 𝐻 ∧ 𝐻 ≤ 𝑏) ∧ ((𝑏 − 𝑎) < 𝐷 ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ 𝐸 ≤ ((abs‘((𝑊‘𝑏) − (𝑊‘𝑎))) / (𝑏 − 𝑎))))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2955  ∃wrex 3086   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  ‘cfv 6533  (class class class)co 7413  ℝcr 11123  1c1 11125   + caddc 11127   · cmul 11129   < clt 11267   ≤ cle 11268   − cmin 11465  -cneg 11466   / cdiv 11895  ℕcn 12257  2c2 12319  ℕ₀cn0 12528  ℝ⁺crp 13042  (,)cioo 13398  ⌊cfl 13851  ↑cexp 14125  abscabs 15321  Σcsu 15773

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 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7736  ax-inf2 9620  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-1cn 11182  ax-icn 11183  ax-addcl 11184  ax-addrcl 11185  ax-mulcl 11186  ax-mulrcl 11187  ax-mulcom 11188  ax-addass 11189  ax-mulass 11190  ax-distr 11191  ax-i2m1 11192  ax-1ne0 11193  ax-1rid 11194  ax-rnegex 11195  ax-rrecex 11196  ax-cnre 11197  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199  ax-pre-ltadd 11200  ax-pre-mulgt0 11201  ax-pre-sup 11202  ax-addf 11203

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 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 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-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-isom 6542  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-of 7678  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-supp 8159  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-1o 8455  df-2o 8456  df-er 8696  df-map 8828  df-pm 8829  df-ixp 8905  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-fsupp 9332  df-fi 9381  df-sup 9412  df-inf 9413  df-oi 9482  df-card 9944  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-le 11273  df-sub 11467  df-neg 11468  df-div 11896  df-nn 12258  df-2 12327  df-3 12328  df-4 12329  df-5 12330  df-6 12331  df-7 12332  df-8 12333  df-9 12334  df-n0 12529  df-z 12616  df-dec 12737  df-uz 12888  df-q 12998  df-rp 13043  df-xneg 13163  df-xadd 13164  df-xmul 13165  df-ioo 13402  df-ico 13404  df-icc 13405  df-fz 13562  df-fzo 13710  df-fl 13853  df-seq 14066  df-exp 14126  df-hash 14395  df-cj 15186  df-re 15187  df-im 15188  df-sqrt 15322  df-abs 15323  df-limsup 15558  df-clim 15575  df-rlim 15576  df-sum 15774  df-dvds 16343  df-struct 17239  df-sets 17256  df-slot 17274  df-ndx 17286  df-base 17302  df-ress 17323  df-plusg 17355  df-mulr 17356  df-starv 17357  df-sca 17358  df-vsca 17359  df-ip 17360  df-tset 17361  df-ple 17362  df-ds 17364  df-unif 17365  df-hom 17366  df-cco 17367  df-rest 17507  df-topn 17508  df-0g 17526  df-gsum 17527  df-topgen 17528  df-pt 17529  df-prds 17532  df-xrs 17588  df-qtop 17593  df-imas 17594  df-xps 17596  df-mre 17670  df-mrc 17671  df-acs 17673  df-mgm 18730  df-sgrp 18821  df-mnd 18837  df-submnd 18892  df-mulg 19191  df-cntz 19444  df-cmn 19909  df-psmet 21577  df-xmet 21578  df-met 21579  df-bl 21580  df-mopn 21581  df-cnfld 21586  df-top 23119  df-topon 23136  df-topsp 23158  df-bases 23171  df-cn 23452  df-cnp 23453  df-tx 23788  df-hmeo 23981  df-xms 24546  df-ms 24547  df-tms 24548  df-cncf 25106  df-ulm 26613

This theorem is used by:  knoppndv  37231