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

Theorem pntlemc 27639
Description: Lemma for pnt 27658. Closure for the constants used in the proof. For comparison with Equation 10.6.27 of [Shapiro], p. 434, 𝑈 is α, 𝐸 is ε, and 𝐾 is K. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
pntlem1.r 𝑅 = (𝑎 ∈ ℝ+ ↦ ((ψ‘𝑎) − 𝑎))
pntlem1.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
pntlem1.b (𝜑𝐵 ∈ ℝ+)
pntlem1.l (𝜑𝐿 ∈ (0(,)1))
pntlem1.d 𝐷 = (𝐴 + 1)
pntlem1.f 𝐹 = ((1 − (1 / 𝐷)) · ((𝐿 / (32 · 𝐵)) / (𝐷↑2)))
pntlem1.u (𝜑𝑈 ∈ ℝ+)
pntlem1.u2 (𝜑𝑈𝐴)
pntlem1.e 𝐸 = (𝑈 / 𝐷)
pntlem1.k 𝐾 = (exp‘(𝐵 / 𝐸))
Assertion
Ref Expression
pntlemc (𝜑 → (𝐸 ∈ ℝ+𝐾 ∈ ℝ+ ∧ (𝐸 ∈ (0(,)1) ∧ 1 < 𝐾 ∧ (𝑈𝐸) ∈ ℝ+)))
Distinct variable group:   𝐸,𝑎
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑎)   𝐴(𝑎)   𝐵(𝑎)   𝐷(𝑎)   𝑅(𝑎)   𝑈(𝑎)   𝐹(𝑎)   𝐾(𝑎)   𝐿(𝑎)

Proof of Theorem pntlemc
StepHypRef Expression
1 pntlem1.e . . 3 𝐸 = (𝑈 / 𝐷)
2 pntlem1.u . . . 4 (𝜑𝑈 ∈ ℝ+)
3 pntlem1.r . . . . . 6 𝑅 = (𝑎 ∈ ℝ+ ↦ ((ψ‘𝑎) − 𝑎))
4 pntlem1.a . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
5 pntlem1.b . . . . . 6 (𝜑𝐵 ∈ ℝ+)
6 pntlem1.l . . . . . 6 (𝜑𝐿 ∈ (0(,)1))
7 pntlem1.d . . . . . 6 𝐷 = (𝐴 + 1)
8 pntlem1.f . . . . . 6 𝐹 = ((1 − (1 / 𝐷)) · ((𝐿 / (32 · 𝐵)) / (𝐷↑2)))
93, 4, 5, 6, 7, 8pntlemd 27638 . . . . 5 (𝜑 → (𝐿 ∈ ℝ+𝐷 ∈ ℝ+𝐹 ∈ ℝ+))
109simp2d 1144 . . . 4 (𝜑𝐷 ∈ ℝ+)
112, 10rpdivcld 13094 . . 3 (𝜑 → (𝑈 / 𝐷) ∈ ℝ+)
121, 11eqeltrid 2845 . 2 (𝜑𝐸 ∈ ℝ+)
13 pntlem1.k . . 3 𝐾 = (exp‘(𝐵 / 𝐸))
145, 12rpdivcld 13094 . . . . 5 (𝜑 → (𝐵 / 𝐸) ∈ ℝ+)
1514rpred 13077 . . . 4 (𝜑 → (𝐵 / 𝐸) ∈ ℝ)
1615rpefcld 16141 . . 3 (𝜑 → (exp‘(𝐵 / 𝐸)) ∈ ℝ+)
1713, 16eqeltrid 2845 . 2 (𝜑𝐾 ∈ ℝ+)
1812rpred 13077 . . . 4 (𝜑𝐸 ∈ ℝ)
1912rpgt0d 13080 . . . 4 (𝜑 → 0 < 𝐸)
202rpred 13077 . . . . . . . 8 (𝜑𝑈 ∈ ℝ)
214rpred 13077 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
2210rpred 13077 . . . . . . . 8 (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
23 pntlem1.u2 . . . . . . . 8 (𝜑𝑈𝐴)
2421ltp1d 12198 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 < (𝐴 + 1))
2524, 7breqtrrdi 5185 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 < 𝐷)
2620, 21, 22, 23, 25lelttrd 11419 . . . . . . 7 (𝜑𝑈 < 𝐷)
2710rpcnd 13079 . . . . . . . 8 (𝜑𝐷 ∈ ℂ)
2827mulridd 11278 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐷 · 1) = 𝐷)
2926, 28breqtrrd 5171 . . . . . 6 (𝜑𝑈 < (𝐷 · 1))
30 1red 11262 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
3120, 30, 10ltdivmuld 13128 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑈 / 𝐷) < 1 ↔ 𝑈 < (𝐷 · 1)))
3229, 31mpbird 257 . . . . 5 (𝜑 → (𝑈 / 𝐷) < 1)
331, 32eqbrtrid 5178 . . . 4 (𝜑𝐸 < 1)
34 0xr 11308 . . . . 5 0 ∈ ℝ*
35 1xr 11320 . . . . 5 1 ∈ ℝ*
36 elioo2 13428 . . . . 5 ((0 ∈ ℝ* ∧ 1 ∈ ℝ*) → (𝐸 ∈ (0(,)1) ↔ (𝐸 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐸𝐸 < 1)))
3734, 35, 36mp2an 692 . . . 4 (𝐸 ∈ (0(,)1) ↔ (𝐸 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐸𝐸 < 1))
3818, 19, 33, 37syl3anbrc 1344 . . 3 (𝜑𝐸 ∈ (0(,)1))
39 efgt1 16152 . . . . 5 ((𝐵 / 𝐸) ∈ ℝ+ → 1 < (exp‘(𝐵 / 𝐸)))
4014, 39syl 17 . . . 4 (𝜑 → 1 < (exp‘(𝐵 / 𝐸)))
4140, 13breqtrrdi 5185 . . 3 (𝜑 → 1 < 𝐾)
42 1re 11261 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
43 ltaddrp 13072 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ+) → 1 < (1 + 𝐴))
4442, 4, 43sylancr 587 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 < (1 + 𝐴))
452rpcnne0d 13086 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑈 ∈ ℂ ∧ 𝑈 ≠ 0))
46 divid 11953 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ 𝑈 ≠ 0) → (𝑈 / 𝑈) = 1)
4745, 46syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑈 / 𝑈) = 1)
484rpcnd 13079 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
49 ax-1cn 11213 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℂ
50 addcom 11447 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝐴 + 1) = (1 + 𝐴))
5148, 49, 50sylancl 586 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 + 1) = (1 + 𝐴))
527, 51eqtrid 2789 . . . . . . 7 (𝜑𝐷 = (1 + 𝐴))
5344, 47, 523brtr4d 5175 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑈 / 𝑈) < 𝐷)
5420, 2, 10, 53ltdiv23d 13144 . . . . 5 (𝜑 → (𝑈 / 𝐷) < 𝑈)
551, 54eqbrtrid 5178 . . . 4 (𝜑𝐸 < 𝑈)
56 difrp 13073 . . . . 5 ((𝐸 ∈ ℝ ∧ 𝑈 ∈ ℝ) → (𝐸 < 𝑈 ↔ (𝑈𝐸) ∈ ℝ+))
5718, 20, 56syl2anc 584 . . . 4 (𝜑 → (𝐸 < 𝑈 ↔ (𝑈𝐸) ∈ ℝ+))
5855, 57mpbid 232 . . 3 (𝜑 → (𝑈𝐸) ∈ ℝ+)
5938, 41, 583jca 1129 . 2 (𝜑 → (𝐸 ∈ (0(,)1) ∧ 1 < 𝐾 ∧ (𝑈𝐸) ∈ ℝ+))
6012, 17, 593jca 1129 1 (𝜑 → (𝐸 ∈ ℝ+𝐾 ∈ ℝ+ ∧ (𝐸 ∈ (0(,)1) ∧ 1 < 𝐾 ∧ (𝑈𝐸) ∈ ℝ+)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1087   = wceq 1540  wcel 2108  wne 2940   class class class wbr 5143  cmpt 5225  cfv 6561  (class class class)co 7431  cc 11153  cr 11154  0cc0 11155  1c1 11156   + caddc 11158   · cmul 11160  *cxr 11294   < clt 11295  cle 11296  cmin 11492   / cdiv 11920  2c2 12321  3c3 12322  cdc 12733  +crp 13034  (,)cioo 13387  cexp 14102  expce 16097  ψcchp 27136
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-inf2 9681  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232  ax-pre-sup 11233
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-se 5638  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-er 8745  df-pm 8869  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-sup 9482  df-inf 9483  df-oi 9550  df-card 9979  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-div 11921  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-4 12331  df-5 12332  df-6 12333  df-7 12334  df-8 12335  df-9 12336  df-n0 12527  df-z 12614  df-dec 12734  df-uz 12879  df-rp 13035  df-ioo 13391  df-ico 13393  df-fz 13548  df-fzo 13695  df-fl 13832  df-seq 14043  df-exp 14103  df-fac 14313  df-bc 14342  df-hash 14370  df-shft 15106  df-cj 15138  df-re 15139  df-im 15140  df-sqrt 15274  df-abs 15275  df-limsup 15507  df-clim 15524  df-rlim 15525  df-sum 15723  df-ef 16103
This theorem is referenced by:  pntlema  27640  pntlemb  27641  pntlemg  27642  pntlemh  27643  pntlemq  27645  pntlemr  27646  pntlemj  27647  pntlemi  27648  pntlemf  27649  pntlemo  27651  pntleme  27652  pntlemp  27654
  Copyright terms: Public domain W3C validator