Theorem knoppndvlem22 37179

Description: Lemma for knoppndv 37180. (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 37177	. . 3 ⊢ (𝜑 → (1 − (1 / (((2 · 𝑁) · (abs‘𝐶)) − 1))) ∈ ℝ+)
7	1, 2, 3, 4, 6, 5	knoppndvlem18 37175	. 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 2765	. . 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 37178	. 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 3174	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 2146   ≠ wne 2960  ∃wrex 3091   class class class wbr 5111   ↦ cmpt 5194  ‘cfv 6540  (class class class)co 7419  ℝcr 11114  1c1 11116   + caddc 11118   · cmul 11120   < clt 11258   ≤ cle 11259   − cmin 11456  -cneg 11457   / cdiv 11886  ℕcn 12248  2c2 12310  ℕ₀cn0 12519  ℝ⁺crp 13032  (,)cioo 13388  ⌊cfl 13841  ↑cexp 14115  abscabs 15309  Σcsu 15761

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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-inf2 9617  ax-cnex 11171  ax-resscn 11172  ax-1cn 11173  ax-icn 11174  ax-addcl 11175  ax-addrcl 11176  ax-mulcl 11177  ax-mulrcl 11178  ax-mulcom 11179  ax-addass 11180  ax-mulass 11181  ax-distr 11182  ax-i2m1 11183  ax-1ne0 11184  ax-1rid 11185  ax-rnegex 11186  ax-rrecex 11187  ax-cnre 11188  ax-pre-lttri 11189  ax-pre-lttrn 11190  ax-pre-ltadd 11191  ax-pre-mulgt0 11192  ax-pre-sup 11193  ax-addf 11194

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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-int 4915  df-iun 4960  df-iin 4961  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-se 5617  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-of 7684  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-supp 8163  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-map 8832  df-pm 8833  df-ixp 8902  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-fsupp 9329  df-fi 9378  df-sup 9409  df-inf 9410  df-oi 9479  df-card 9941  df-pnf 11260  df-mnf 11261  df-xr 11262  df-ltxr 11263  df-le 11264  df-sub 11458  df-neg 11459  df-div 11887  df-nn 12249  df-2 12318  df-3 12319  df-4 12320  df-5 12321  df-6 12322  df-7 12323  df-8 12324  df-9 12325  df-n0 12520  df-z 12607  df-dec 12728  df-uz 12879  df-q 12989  df-rp 13033  df-xneg 13153  df-xadd 13154  df-xmul 13155  df-ioo 13392  df-ico 13394  df-icc 13395  df-fz 13552  df-fzo 13700  df-fl 13843  df-seq 14056  df-exp 14116  df-hash 14385  df-cj 15174  df-re 15175  df-im 15176  df-sqrt 15310  df-abs 15311  df-limsup 15546  df-clim 15563  df-rlim 15564  df-sum 15762  df-dvds 16333  df-struct 17229  df-sets 17246  df-slot 17264  df-ndx 17276  df-base 17292  df-ress 17313  df-plusg 17345  df-mulr 17346  df-starv 17347  df-sca 17348  df-vsca 17349  df-ip 17350  df-tset 17351  df-ple 17352  df-ds 17354  df-unif 17355  df-hom 17356  df-cco 17357  df-rest 17497  df-topn 17498  df-0g 17516  df-gsum 17517  df-topgen 17518  df-pt 17519  df-prds 17522  df-xrs 17578  df-qtop 17583  df-imas 17584  df-xps 17586  df-mre 17660  df-mrc 17661  df-acs 17663  df-mgm 18720  df-sgrp 18809  df-mnd 18825  df-submnd 18879  df-mulg 19178  df-cntz 19431  df-cmn 19896  df-psmet 21564  df-xmet 21565  df-met 21566  df-bl 21567  df-mopn 21568  df-cnfld 21573  df-top 23101  df-topon 23118  df-topsp 23140  df-bases 23153  df-cn 23434  df-cnp 23435  df-tx 23770  df-hmeo 23963  df-xms 24528  df-ms 24529  df-tms 24530  df-cncf 25088  df-ulm 26591

This theorem is used by:  knoppndv  37180