Theorem pellfundlb 43652

Description: A nontrivial first quadrant solution is at least as large as the fundamental solution. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Sep-2014.) (Proof shortened by AV, 15-Sep-2020.)

Assertion

Ref	Expression
pellfundlb	⊢ ((𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) ∧ 𝐴 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∧ 1 < 𝐴) → (PellFund‘𝐷) ≤ 𝐴)

Proof of Theorem pellfundlb

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pellfundval 43648	. . 3 ⊢ (𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) → (PellFund‘𝐷) = inf({𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎}, ℝ, < ))
2	1	3ad2ant1 1151	. 2 ⊢ ((𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) ∧ 𝐴 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∧ 1 < 𝐴) → (PellFund‘𝐷) = inf({𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎}, ℝ, < ))
3		ssrab2 4037	. . . . 5 ⊢ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎} ⊆ (Pell14QR‘𝐷)
4		pell14qrre 43625	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) ∧ 𝑑 ∈ (Pell14QR‘𝐷)) → 𝑑 ∈ ℝ)
5	4	ex 418	. . . . . 6 ⊢ (𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) → (𝑑 ∈ (Pell14QR‘𝐷) → 𝑑 ∈ ℝ))
6	5	ssrdv 3946	. . . . 5 ⊢ (𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) → (Pell14QR‘𝐷) ⊆ ℝ)
7	3, 6	sstrid 3951	. . . 4 ⊢ (𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) → {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎} ⊆ ℝ)
8	7	3ad2ant1 1151	. . 3 ⊢ ((𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) ∧ 𝐴 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∧ 1 < 𝐴) → {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎} ⊆ ℝ)
9		1re 11226	. . . 4 ⊢ 1 ∈ ℝ
10		breq2 5118	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑎 = 𝑐 → (1 < 𝑎 ↔ 1 < 𝑐))
11	10	elrab 3653	. . . . . . 7 ⊢ (𝑐 ∈ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎} ↔ (𝑐 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∧ 1 < 𝑐))
12		pell14qrre 43625	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) ∧ 𝑐 ∈ (Pell14QR‘𝐷)) → 𝑐 ∈ ℝ)
13		ltle 11316	. . . . . . . . 9 ⊢ ((1 ∈ ℝ ∧ 𝑐 ∈ ℝ) → (1 < 𝑐 → 1 ≤ 𝑐))
14	9, 12, 13	sylancr 599	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) ∧ 𝑐 ∈ (Pell14QR‘𝐷)) → (1 < 𝑐 → 1 ≤ 𝑐))
15	14	expimpd 459	. . . . . . 7 ⊢ (𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) → ((𝑐 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∧ 1 < 𝑐) → 1 ≤ 𝑐))
16	11, 15	biimtrid 245	. . . . . 6 ⊢ (𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) → (𝑐 ∈ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎} → 1 ≤ 𝑐))
17	16	ralrimiv 3159	. . . . 5 ⊢ (𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) → ∀𝑐 ∈ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎}1 ≤ 𝑐)
18	17	3ad2ant1 1151	. . . 4 ⊢ ((𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) ∧ 𝐴 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑐 ∈ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎}1 ≤ 𝑐)
19		breq1 5117	. . . . . 6 ⊢ (𝑏 = 1 → (𝑏 ≤ 𝑐 ↔ 1 ≤ 𝑐))
20	19	ralbidv 3191	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 1 → (∀𝑐 ∈ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎}𝑏 ≤ 𝑐 ↔ ∀𝑐 ∈ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎}1 ≤ 𝑐))
21	20	rspcev 3584	. . . 4 ⊢ ((1 ∈ ℝ ∧ ∀𝑐 ∈ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎}1 ≤ 𝑐) → ∃𝑏 ∈ ℝ ∀𝑐 ∈ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎}𝑏 ≤ 𝑐)
22	9, 18, 21	sylancr 599	. . 3 ⊢ ((𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) ∧ 𝐴 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∧ 1 < 𝐴) → ∃𝑏 ∈ ℝ ∀𝑐 ∈ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎}𝑏 ≤ 𝑐)
23		simp2 1155	. . . 4 ⊢ ((𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) ∧ 𝐴 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∧ 1 < 𝐴) → 𝐴 ∈ (Pell14QR‘𝐷))
24		simp3 1156	. . . 4 ⊢ ((𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) ∧ 𝐴 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∧ 1 < 𝐴) → 1 < 𝐴)
25		breq2 5118	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (1 < 𝑎 ↔ 1 < 𝐴))
26	25	elrab 3653	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎} ↔ (𝐴 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∧ 1 < 𝐴))
27	23, 24, 26	sylanbrc 595	. . 3 ⊢ ((𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) ∧ 𝐴 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∧ 1 < 𝐴) → 𝐴 ∈ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎})
28		infrelb 12218	. . 3 ⊢ (({𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎} ⊆ ℝ ∧ ∃𝑏 ∈ ℝ ∀𝑐 ∈ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎}𝑏 ≤ 𝑐 ∧ 𝐴 ∈ {𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎}) → inf({𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎}, ℝ, < ) ≤ 𝐴)
29	8, 22, 27, 28	syl3anc 1398	. 2 ⊢ ((𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) ∧ 𝐴 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∧ 1 < 𝐴) → inf({𝑎 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∣ 1 < 𝑎}, ℝ, < ) ≤ 𝐴)
30	2, 29	eqbrtrd 5138	1 ⊢ ((𝐷 ∈ (ℕ ∖ ◻NN) ∧ 𝐴 ∈ (Pell14QR‘𝐷) ∧ 1 < 𝐴) → (PellFund‘𝐷) ≤ 𝐴)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2146  ∀wral 3082  ∃wrex 3092  {crab 3419   ∖ cdif 3905   ⊆ wss 3908   class class class wbr 5114  ‘cfv 6543  infcinf 9411  ℝcr 11117  1c1 11119   < clt 11261   ≤ cle 11262  ℕcn 12251  ◻_NNcsquarenn 43604  Pell14QRcpell14qr 43607  PellFundcpellfund 43608

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 2738  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-cnex 11174  ax-resscn 11175  ax-1cn 11176  ax-icn 11177  ax-addcl 11178  ax-addrcl 11179  ax-mulcl 11180  ax-mulrcl 11181  ax-mulcom 11182  ax-addass 11183  ax-mulass 11184  ax-distr 11185  ax-i2m1 11186  ax-1ne0 11187  ax-1rid 11188  ax-rnegex 11189  ax-rrecex 11190  ax-cnre 11191  ax-pre-lttri 11192  ax-pre-lttrn 11193  ax-pre-ltadd 11194  ax-pre-mulgt0 11195  ax-pre-sup 11196

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 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4878  df-iun 4963  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7380  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-om 7872  df-2nd 7996  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-er 8703  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-sup 9412  df-inf 9413  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-ltxr 11266  df-le 11267  df-sub 11461  df-neg 11462  df-nn 12252  df-n0 12523  df-z 12610  df-pell14qr 43611  df-pell1234qr 43612  df-pellfund 43613

This theorem is used by:  pellfundglb  43653  pellfund14gap  43655  rmspecfund  43677