Users' Mathboxes Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  pellfundge Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pellfundge 42198
Description: Lower bound on the fundamental solution of a Pell equation. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Sep-2014.)
Assertion
Ref Expression
pellfundge (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ ((βˆšβ€˜(𝐷 + 1)) + (βˆšβ€˜π·)) ≀ (PellFundβ€˜π·))

Proof of Theorem pellfundge
Dummy variables π‘Ž 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ssrab2 4072 . . . 4 {π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∣ 1 < π‘Ž} βŠ† (Pell14QRβ€˜π·)
2 pell14qrre 42173 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) ∧ π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·)) β†’ π‘Ž ∈ ℝ)
32ex 412 . . . . 5 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ (π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) β†’ π‘Ž ∈ ℝ))
43ssrdv 3983 . . . 4 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ (Pell14QRβ€˜π·) βŠ† ℝ)
51, 4sstrid 3988 . . 3 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ {π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∣ 1 < π‘Ž} βŠ† ℝ)
6 pell1qrss14 42184 . . . . 5 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ (Pell1QRβ€˜π·) βŠ† (Pell14QRβ€˜π·))
7 pellqrex 42195 . . . . 5 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ βˆƒπ‘Ž ∈ (Pell1QRβ€˜π·)1 < π‘Ž)
8 ssrexv 4046 . . . . 5 ((Pell1QRβ€˜π·) βŠ† (Pell14QRβ€˜π·) β†’ (βˆƒπ‘Ž ∈ (Pell1QRβ€˜π·)1 < π‘Ž β†’ βˆƒπ‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·)1 < π‘Ž))
96, 7, 8sylc 65 . . . 4 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ βˆƒπ‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·)1 < π‘Ž)
10 rabn0 4380 . . . 4 ({π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∣ 1 < π‘Ž} β‰  βˆ… ↔ βˆƒπ‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·)1 < π‘Ž)
119, 10sylibr 233 . . 3 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ {π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∣ 1 < π‘Ž} β‰  βˆ…)
12 eldifi 4121 . . . . . . . 8 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ 𝐷 ∈ β„•)
1312peano2nnd 12233 . . . . . . 7 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ (𝐷 + 1) ∈ β„•)
1413nnrpd 13020 . . . . . 6 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ (𝐷 + 1) ∈ ℝ+)
1514rpsqrtcld 15364 . . . . 5 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ (βˆšβ€˜(𝐷 + 1)) ∈ ℝ+)
1615rpred 13022 . . . 4 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ (βˆšβ€˜(𝐷 + 1)) ∈ ℝ)
1712nnrpd 13020 . . . . . 6 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ 𝐷 ∈ ℝ+)
1817rpsqrtcld 15364 . . . . 5 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ (βˆšβ€˜π·) ∈ ℝ+)
1918rpred 13022 . . . 4 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ (βˆšβ€˜π·) ∈ ℝ)
2016, 19readdcld 11247 . . 3 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ ((βˆšβ€˜(𝐷 + 1)) + (βˆšβ€˜π·)) ∈ ℝ)
21 breq2 5145 . . . . . 6 (π‘Ž = 𝑏 β†’ (1 < π‘Ž ↔ 1 < 𝑏))
2221elrab 3678 . . . . 5 (𝑏 ∈ {π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∣ 1 < π‘Ž} ↔ (𝑏 ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∧ 1 < 𝑏))
23 pell14qrgap 42191 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) ∧ 𝑏 ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∧ 1 < 𝑏) β†’ ((βˆšβ€˜(𝐷 + 1)) + (βˆšβ€˜π·)) ≀ 𝑏)
24233expib 1119 . . . . 5 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ ((𝑏 ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∧ 1 < 𝑏) β†’ ((βˆšβ€˜(𝐷 + 1)) + (βˆšβ€˜π·)) ≀ 𝑏))
2522, 24biimtrid 241 . . . 4 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ (𝑏 ∈ {π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∣ 1 < π‘Ž} β†’ ((βˆšβ€˜(𝐷 + 1)) + (βˆšβ€˜π·)) ≀ 𝑏))
2625ralrimiv 3139 . . 3 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ βˆ€π‘ ∈ {π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∣ 1 < π‘Ž} ((βˆšβ€˜(𝐷 + 1)) + (βˆšβ€˜π·)) ≀ 𝑏)
27 infmrgelbi 42194 . . 3 ((({π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∣ 1 < π‘Ž} βŠ† ℝ ∧ {π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∣ 1 < π‘Ž} β‰  βˆ… ∧ ((βˆšβ€˜(𝐷 + 1)) + (βˆšβ€˜π·)) ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘ ∈ {π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∣ 1 < π‘Ž} ((βˆšβ€˜(𝐷 + 1)) + (βˆšβ€˜π·)) ≀ 𝑏) β†’ ((βˆšβ€˜(𝐷 + 1)) + (βˆšβ€˜π·)) ≀ inf({π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∣ 1 < π‘Ž}, ℝ, < ))
285, 11, 20, 26, 27syl31anc 1370 . 2 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ ((βˆšβ€˜(𝐷 + 1)) + (βˆšβ€˜π·)) ≀ inf({π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∣ 1 < π‘Ž}, ℝ, < ))
29 pellfundval 42196 . 2 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ (PellFundβ€˜π·) = inf({π‘Ž ∈ (Pell14QRβ€˜π·) ∣ 1 < π‘Ž}, ℝ, < ))
3028, 29breqtrrd 5169 1 (𝐷 ∈ (β„• βˆ– β—»NN) β†’ ((βˆšβ€˜(𝐷 + 1)) + (βˆšβ€˜π·)) ≀ (PellFundβ€˜π·))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 395   ∈ wcel 2098   β‰  wne 2934  βˆ€wral 3055  βˆƒwrex 3064  {crab 3426   βˆ– cdif 3940   βŠ† wss 3943  βˆ…c0 4317   class class class wbr 5141  β€˜cfv 6537  (class class class)co 7405  infcinf 9438  β„cr 11111  1c1 11113   + caddc 11115   < clt 11252   ≀ cle 11253  β„•cn 12216  βˆšcsqrt 15186  β—»NNcsquarenn 42152  Pell1QRcpell1qr 42153  Pell14QRcpell14qr 42155  PellFundcpellfund 42156
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 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-inf2 9638  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  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 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-op 4630  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-se 5625  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8467  df-oadd 8471  df-omul 8472  df-er 8705  df-map 8824  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-sup 9439  df-inf 9440  df-oi 9507  df-card 9936  df-acn 9939  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-n0 12477  df-xnn0 12549  df-z 12563  df-uz 12827  df-q 12937  df-rp 12981  df-ico 13336  df-fz 13491  df-fl 13763  df-mod 13841  df-seq 13973  df-exp 14033  df-hash 14296  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-dvds 16205  df-gcd 16443  df-numer 16680  df-denom 16681  df-squarenn 42157  df-pell1qr 42158  df-pell14qr 42159  df-pell1234qr 42160  df-pellfund 42161
This theorem is referenced by:  pellfundgt1  42199  rmspecfund  42225
  Copyright terms: Public domain W3C validator