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

Theorem pntlema 27479
Description: Lemma for pnt 27497. Closure for the constants used in the proof. The mammoth expression ๐‘Š is a number large enough to satisfy all the lower bounds needed for ๐‘. For comparison with Equation 10.6.27 of [Shapiro], p. 434, ๐‘Œ is x2, ๐‘‹ is x1, ๐ถ is the big-O constant in Equation 10.6.29 of [Shapiro], p. 435, and ๐‘Š is the unnamed lower bound of "for sufficiently large x" in Equation 10.6.34 of [Shapiro], p. 436. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
pntlem1.r ๐‘… = (๐‘Ž โˆˆ โ„+ โ†ฆ ((ฯˆโ€˜๐‘Ž) โˆ’ ๐‘Ž))
pntlem1.a (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„+)
pntlem1.b (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„+)
pntlem1.l (๐œ‘ โ†’ ๐ฟ โˆˆ (0(,)1))
pntlem1.d ๐ท = (๐ด + 1)
pntlem1.f ๐น = ((1 โˆ’ (1 / ๐ท)) ยท ((๐ฟ / (32 ยท ๐ต)) / (๐ทโ†‘2)))
pntlem1.u (๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ โ„+)
pntlem1.u2 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โ‰ค ๐ด)
pntlem1.e ๐ธ = (๐‘ˆ / ๐ท)
pntlem1.k ๐พ = (expโ€˜(๐ต / ๐ธ))
pntlem1.y (๐œ‘ โ†’ (๐‘Œ โˆˆ โ„+ โˆง 1 โ‰ค ๐‘Œ))
pntlem1.x (๐œ‘ โ†’ (๐‘‹ โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹))
pntlem1.c (๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„+)
pntlem1.w ๐‘Š = (((๐‘Œ + (4 / (๐ฟ ยท ๐ธ)))โ†‘2) + (((๐‘‹ ยท (๐พโ†‘2))โ†‘4) + (expโ€˜(((32 ยท ๐ต) / ((๐‘ˆ โˆ’ ๐ธ) ยท (๐ฟ ยท (๐ธโ†‘2)))) ยท ((๐‘ˆ ยท 3) + ๐ถ)))))
Assertion
Ref Expression
pntlema (๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ โ„+)
Distinct variable group:   ๐ธ,๐‘Ž
Allowed substitution hints:   ๐œ‘(๐‘Ž)   ๐ด(๐‘Ž)   ๐ต(๐‘Ž)   ๐ถ(๐‘Ž)   ๐ท(๐‘Ž)   ๐‘…(๐‘Ž)   ๐‘ˆ(๐‘Ž)   ๐น(๐‘Ž)   ๐พ(๐‘Ž)   ๐ฟ(๐‘Ž)   ๐‘Š(๐‘Ž)   ๐‘‹(๐‘Ž)   ๐‘Œ(๐‘Ž)

Proof of Theorem pntlema
StepHypRef Expression
1 pntlem1.w . 2 ๐‘Š = (((๐‘Œ + (4 / (๐ฟ ยท ๐ธ)))โ†‘2) + (((๐‘‹ ยท (๐พโ†‘2))โ†‘4) + (expโ€˜(((32 ยท ๐ต) / ((๐‘ˆ โˆ’ ๐ธ) ยท (๐ฟ ยท (๐ธโ†‘2)))) ยท ((๐‘ˆ ยท 3) + ๐ถ)))))
2 pntlem1.y . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (๐‘Œ โˆˆ โ„+ โˆง 1 โ‰ค ๐‘Œ))
32simpld 494 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ โ„+)
4 4nn 12296 . . . . . . 7 4 โˆˆ โ„•
5 nnrp 12988 . . . . . . 7 (4 โˆˆ โ„• โ†’ 4 โˆˆ โ„+)
64, 5ax-mp 5 . . . . . 6 4 โˆˆ โ„+
7 pntlem1.r . . . . . . . . 9 ๐‘… = (๐‘Ž โˆˆ โ„+ โ†ฆ ((ฯˆโ€˜๐‘Ž) โˆ’ ๐‘Ž))
8 pntlem1.a . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„+)
9 pntlem1.b . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„+)
10 pntlem1.l . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ๐ฟ โˆˆ (0(,)1))
11 pntlem1.d . . . . . . . . 9 ๐ท = (๐ด + 1)
12 pntlem1.f . . . . . . . . 9 ๐น = ((1 โˆ’ (1 / ๐ท)) ยท ((๐ฟ / (32 ยท ๐ต)) / (๐ทโ†‘2)))
137, 8, 9, 10, 11, 12pntlemd 27477 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (๐ฟ โˆˆ โ„+ โˆง ๐ท โˆˆ โ„+ โˆง ๐น โˆˆ โ„+))
1413simp1d 1139 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ๐ฟ โˆˆ โ„+)
15 pntlem1.u . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ โ„+)
16 pntlem1.u2 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โ‰ค ๐ด)
17 pntlem1.e . . . . . . . . 9 ๐ธ = (๐‘ˆ / ๐ท)
18 pntlem1.k . . . . . . . . 9 ๐พ = (expโ€˜(๐ต / ๐ธ))
197, 8, 9, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 18pntlemc 27478 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (๐ธ โˆˆ โ„+ โˆง ๐พ โˆˆ โ„+ โˆง (๐ธ โˆˆ (0(,)1) โˆง 1 < ๐พ โˆง (๐‘ˆ โˆ’ ๐ธ) โˆˆ โ„+)))
2019simp1d 1139 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ๐ธ โˆˆ โ„+)
2114, 20rpmulcld 13035 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (๐ฟ ยท ๐ธ) โˆˆ โ„+)
22 rpdivcl 13002 . . . . . 6 ((4 โˆˆ โ„+ โˆง (๐ฟ ยท ๐ธ) โˆˆ โ„+) โ†’ (4 / (๐ฟ ยท ๐ธ)) โˆˆ โ„+)
236, 21, 22sylancr 586 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (4 / (๐ฟ ยท ๐ธ)) โˆˆ โ„+)
243, 23rpaddcld 13034 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (๐‘Œ + (4 / (๐ฟ ยท ๐ธ))) โˆˆ โ„+)
25 2z 12595 . . . 4 2 โˆˆ โ„ค
26 rpexpcl 14048 . . . 4 (((๐‘Œ + (4 / (๐ฟ ยท ๐ธ))) โˆˆ โ„+ โˆง 2 โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐‘Œ + (4 / (๐ฟ ยท ๐ธ)))โ†‘2) โˆˆ โ„+)
2724, 25, 26sylancl 585 . . 3 (๐œ‘ โ†’ ((๐‘Œ + (4 / (๐ฟ ยท ๐ธ)))โ†‘2) โˆˆ โ„+)
28 pntlem1.x . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (๐‘‹ โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹))
2928simpld 494 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„+)
3019simp2d 1140 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ๐พ โˆˆ โ„+)
31 rpexpcl 14048 . . . . . . 7 ((๐พ โˆˆ โ„+ โˆง 2 โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐พโ†‘2) โˆˆ โ„+)
3230, 25, 31sylancl 585 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (๐พโ†‘2) โˆˆ โ„+)
3329, 32rpmulcld 13035 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (๐‘‹ ยท (๐พโ†‘2)) โˆˆ โ„+)
34 4z 12597 . . . . 5 4 โˆˆ โ„ค
35 rpexpcl 14048 . . . . 5 (((๐‘‹ ยท (๐พโ†‘2)) โˆˆ โ„+ โˆง 4 โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐‘‹ ยท (๐พโ†‘2))โ†‘4) โˆˆ โ„+)
3633, 34, 35sylancl 585 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ((๐‘‹ ยท (๐พโ†‘2))โ†‘4) โˆˆ โ„+)
37 3nn0 12491 . . . . . . . . . . 11 3 โˆˆ โ„•0
38 2nn 12286 . . . . . . . . . . 11 2 โˆˆ โ„•
3937, 38decnncl 12698 . . . . . . . . . 10 32 โˆˆ โ„•
40 nnrp 12988 . . . . . . . . . 10 (32 โˆˆ โ„• โ†’ 32 โˆˆ โ„+)
4139, 40ax-mp 5 . . . . . . . . 9 32 โˆˆ โ„+
42 rpmulcl 13000 . . . . . . . . 9 ((32 โˆˆ โ„+ โˆง ๐ต โˆˆ โ„+) โ†’ (32 ยท ๐ต) โˆˆ โ„+)
4341, 9, 42sylancr 586 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (32 ยท ๐ต) โˆˆ โ„+)
4419simp3d 1141 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ (๐ธ โˆˆ (0(,)1) โˆง 1 < ๐พ โˆง (๐‘ˆ โˆ’ ๐ธ) โˆˆ โ„+))
4544simp3d 1141 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ (๐‘ˆ โˆ’ ๐ธ) โˆˆ โ„+)
46 rpexpcl 14048 . . . . . . . . . . 11 ((๐ธ โˆˆ โ„+ โˆง 2 โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐ธโ†‘2) โˆˆ โ„+)
4720, 25, 46sylancl 585 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ (๐ธโ†‘2) โˆˆ โ„+)
4814, 47rpmulcld 13035 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ (๐ฟ ยท (๐ธโ†‘2)) โˆˆ โ„+)
4945, 48rpmulcld 13035 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ((๐‘ˆ โˆ’ ๐ธ) ยท (๐ฟ ยท (๐ธโ†‘2))) โˆˆ โ„+)
5043, 49rpdivcld 13036 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ((32 ยท ๐ต) / ((๐‘ˆ โˆ’ ๐ธ) ยท (๐ฟ ยท (๐ธโ†‘2)))) โˆˆ โ„+)
51 3rp 12983 . . . . . . . . 9 3 โˆˆ โ„+
52 rpmulcl 13000 . . . . . . . . 9 ((๐‘ˆ โˆˆ โ„+ โˆง 3 โˆˆ โ„+) โ†’ (๐‘ˆ ยท 3) โˆˆ โ„+)
5315, 51, 52sylancl 585 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (๐‘ˆ ยท 3) โˆˆ โ„+)
54 pntlem1.c . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„+)
5553, 54rpaddcld 13034 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ((๐‘ˆ ยท 3) + ๐ถ) โˆˆ โ„+)
5650, 55rpmulcld 13035 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (((32 ยท ๐ต) / ((๐‘ˆ โˆ’ ๐ธ) ยท (๐ฟ ยท (๐ธโ†‘2)))) ยท ((๐‘ˆ ยท 3) + ๐ถ)) โˆˆ โ„+)
5756rpred 13019 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (((32 ยท ๐ต) / ((๐‘ˆ โˆ’ ๐ธ) ยท (๐ฟ ยท (๐ธโ†‘2)))) ยท ((๐‘ˆ ยท 3) + ๐ถ)) โˆˆ โ„)
5857rpefcld 16052 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (expโ€˜(((32 ยท ๐ต) / ((๐‘ˆ โˆ’ ๐ธ) ยท (๐ฟ ยท (๐ธโ†‘2)))) ยท ((๐‘ˆ ยท 3) + ๐ถ))) โˆˆ โ„+)
5936, 58rpaddcld 13034 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (((๐‘‹ ยท (๐พโ†‘2))โ†‘4) + (expโ€˜(((32 ยท ๐ต) / ((๐‘ˆ โˆ’ ๐ธ) ยท (๐ฟ ยท (๐ธโ†‘2)))) ยท ((๐‘ˆ ยท 3) + ๐ถ)))) โˆˆ โ„+)
6027, 59rpaddcld 13034 . 2 (๐œ‘ โ†’ (((๐‘Œ + (4 / (๐ฟ ยท ๐ธ)))โ†‘2) + (((๐‘‹ ยท (๐พโ†‘2))โ†‘4) + (expโ€˜(((32 ยท ๐ต) / ((๐‘ˆ โˆ’ ๐ธ) ยท (๐ฟ ยท (๐ธโ†‘2)))) ยท ((๐‘ˆ ยท 3) + ๐ถ))))) โˆˆ โ„+)
611, 60eqeltrid 2831 1 (๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ โ„+)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 395   โˆง w3a 1084   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098   class class class wbr 5141   โ†ฆ cmpt 5224  โ€˜cfv 6536  (class class class)co 7404  0cc0 11109  1c1 11110   + caddc 11112   ยท cmul 11114   < clt 11249   โ‰ค cle 11250   โˆ’ cmin 11445   / cdiv 11872  โ„•cn 12213  2c2 12268  3c3 12269  4c4 12270  โ„คcz 12559  cdc 12678  โ„+crp 12977  (,)cioo 13327  โ†‘cexp 14029  expce 16008  ฯˆcchp 26975
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 7721  ax-inf2 9635  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-pre-sup 11187
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 6293  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6488  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7360  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8264  df-wrecs 8295  df-recs 8369  df-rdg 8408  df-1o 8464  df-er 8702  df-pm 8822  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-sup 9436  df-inf 9437  df-oi 9504  df-card 9933  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-sub 11447  df-neg 11448  df-div 11873  df-nn 12214  df-2 12276  df-3 12277  df-4 12278  df-5 12279  df-6 12280  df-7 12281  df-8 12282  df-9 12283  df-n0 12474  df-z 12560  df-dec 12679  df-uz 12824  df-rp 12978  df-ioo 13331  df-ico 13333  df-fz 13488  df-fzo 13631  df-fl 13760  df-seq 13970  df-exp 14030  df-fac 14236  df-bc 14265  df-hash 14293  df-shft 15017  df-cj 15049  df-re 15050  df-im 15051  df-sqrt 15185  df-abs 15186  df-limsup 15418  df-clim 15435  df-rlim 15436  df-sum 15636  df-ef 16014
This theorem is referenced by:  pntlemb  27480  pntleme  27491
  Copyright terms: Public domain W3C validator