MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  nn0opthlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem nn0opthlem1 14257
Description: A rather pretty lemma for nn0opthi 14259. (Contributed by Raph Levien, 10-Dec-2002.)
Hypotheses
Ref Expression
nn0opthlem1.1 𝐴 ∈ ℕ0
nn0opthlem1.2 𝐶 ∈ ℕ0
Assertion
Ref Expression
nn0opthlem1 (𝐴 < 𝐶 ↔ ((𝐴 · 𝐴) + (2 · 𝐴)) < (𝐶 · 𝐶))

Proof of Theorem nn0opthlem1
StepHypRef Expression
1 nn0opthlem1.1 . . . 4 𝐴 ∈ ℕ0
2 1nn0 12516 . . . 4 1 ∈ ℕ0
31, 2nn0addcli 12537 . . 3 (𝐴 + 1) ∈ ℕ0
4 nn0opthlem1.2 . . 3 𝐶 ∈ ℕ0
53, 4nn0le2msqi 14256 . 2 ((𝐴 + 1) ≤ 𝐶 ↔ ((𝐴 + 1) · (𝐴 + 1)) ≤ (𝐶 · 𝐶))
6 nn0ltp1le 12648 . . 3 ((𝐴 ∈ ℕ0𝐶 ∈ ℕ0) → (𝐴 < 𝐶 ↔ (𝐴 + 1) ≤ 𝐶))
71, 4, 6mp2an 690 . 2 (𝐴 < 𝐶 ↔ (𝐴 + 1) ≤ 𝐶)
81, 1nn0mulcli 12538 . . . . 5 (𝐴 · 𝐴) ∈ ℕ0
9 2nn0 12517 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
109, 1nn0mulcli 12538 . . . . 5 (2 · 𝐴) ∈ ℕ0
118, 10nn0addcli 12537 . . . 4 ((𝐴 · 𝐴) + (2 · 𝐴)) ∈ ℕ0
124, 4nn0mulcli 12538 . . . 4 (𝐶 · 𝐶) ∈ ℕ0
13 nn0ltp1le 12648 . . . 4 ((((𝐴 · 𝐴) + (2 · 𝐴)) ∈ ℕ0 ∧ (𝐶 · 𝐶) ∈ ℕ0) → (((𝐴 · 𝐴) + (2 · 𝐴)) < (𝐶 · 𝐶) ↔ (((𝐴 · 𝐴) + (2 · 𝐴)) + 1) ≤ (𝐶 · 𝐶)))
1411, 12, 13mp2an 690 . . 3 (((𝐴 · 𝐴) + (2 · 𝐴)) < (𝐶 · 𝐶) ↔ (((𝐴 · 𝐴) + (2 · 𝐴)) + 1) ≤ (𝐶 · 𝐶))
151nn0cni 12512 . . . . . . 7 𝐴 ∈ ℂ
16 ax-1cn 11194 . . . . . . 7 1 ∈ ℂ
1715, 16binom2i 14205 . . . . . 6 ((𝐴 + 1)↑2) = (((𝐴↑2) + (2 · (𝐴 · 1))) + (1↑2))
1815, 16addcli 11248 . . . . . . 7 (𝐴 + 1) ∈ ℂ
1918sqvali 14173 . . . . . 6 ((𝐴 + 1)↑2) = ((𝐴 + 1) · (𝐴 + 1))
2015sqvali 14173 . . . . . . . 8 (𝐴↑2) = (𝐴 · 𝐴)
2120oveq1i 7425 . . . . . . 7 ((𝐴↑2) + (2 · (𝐴 · 1))) = ((𝐴 · 𝐴) + (2 · (𝐴 · 1)))
2216sqvali 14173 . . . . . . 7 (1↑2) = (1 · 1)
2321, 22oveq12i 7427 . . . . . 6 (((𝐴↑2) + (2 · (𝐴 · 1))) + (1↑2)) = (((𝐴 · 𝐴) + (2 · (𝐴 · 1))) + (1 · 1))
2417, 19, 233eqtr3i 2761 . . . . 5 ((𝐴 + 1) · (𝐴 + 1)) = (((𝐴 · 𝐴) + (2 · (𝐴 · 1))) + (1 · 1))
2515mulridi 11246 . . . . . . . 8 (𝐴 · 1) = 𝐴
2625oveq2i 7426 . . . . . . 7 (2 · (𝐴 · 1)) = (2 · 𝐴)
2726oveq2i 7426 . . . . . 6 ((𝐴 · 𝐴) + (2 · (𝐴 · 1))) = ((𝐴 · 𝐴) + (2 · 𝐴))
2816mulridi 11246 . . . . . 6 (1 · 1) = 1
2927, 28oveq12i 7427 . . . . 5 (((𝐴 · 𝐴) + (2 · (𝐴 · 1))) + (1 · 1)) = (((𝐴 · 𝐴) + (2 · 𝐴)) + 1)
3024, 29eqtri 2753 . . . 4 ((𝐴 + 1) · (𝐴 + 1)) = (((𝐴 · 𝐴) + (2 · 𝐴)) + 1)
3130breq1i 5150 . . 3 (((𝐴 + 1) · (𝐴 + 1)) ≤ (𝐶 · 𝐶) ↔ (((𝐴 · 𝐴) + (2 · 𝐴)) + 1) ≤ (𝐶 · 𝐶))
3214, 31bitr4i 277 . 2 (((𝐴 · 𝐴) + (2 · 𝐴)) < (𝐶 · 𝐶) ↔ ((𝐴 + 1) · (𝐴 + 1)) ≤ (𝐶 · 𝐶))
335, 7, 323bitr4i 302 1 (𝐴 < 𝐶 ↔ ((𝐴 · 𝐴) + (2 · 𝐴)) < (𝐶 · 𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wb 205  wcel 2098   class class class wbr 5143  (class class class)co 7415  1c1 11137   + caddc 11139   · cmul 11141   < clt 11276  cle 11277  2c2 12295  0cn0 12500  cexp 14056
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-sep 5294  ax-nul 5301  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7737  ax-cnex 11192  ax-resscn 11193  ax-1cn 11194  ax-icn 11195  ax-addcl 11196  ax-addrcl 11197  ax-mulcl 11198  ax-mulrcl 11199  ax-mulcom 11200  ax-addass 11201  ax-mulass 11202  ax-distr 11203  ax-i2m1 11204  ax-1ne0 11205  ax-1rid 11206  ax-rnegex 11207  ax-rrecex 11208  ax-cnre 11209  ax-pre-lttri 11210  ax-pre-lttrn 11211  ax-pre-ltadd 11212  ax-pre-mulgt0 11213
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3770  df-csb 3886  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3957  df-pss 3960  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5227  df-tr 5261  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7371  df-ov 7418  df-oprab 7419  df-mpo 7420  df-om 7868  df-2nd 7990  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8388  df-rdg 8427  df-er 8721  df-en 8961  df-dom 8962  df-sdom 8963  df-pnf 11278  df-mnf 11279  df-xr 11280  df-ltxr 11281  df-le 11282  df-sub 11474  df-neg 11475  df-nn 12241  df-2 12303  df-n0 12501  df-z 12587  df-uz 12851  df-seq 13997  df-exp 14057
This theorem is referenced by:  nn0opthlem2  14258
  Copyright terms: Public domain W3C validator