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

Theorem pntlemc 27952
Description: Lemma for pnt 27971. 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 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ+)
pntlem1.b (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ+)
pntlem1.l (𝜑 → 𝐿 ∈ (0(,)1))
pntlem1.d 𝐷 = (𝐴 + 1)
pntlem1.f 𝐹 = ((1 − (1 / 𝐷)) · ((𝐿 / (32 · 𝐵)) / (𝐷↑2)))
pntlem1.u (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ+)
pntlem1.u2 (𝜑 → 𝑈 ≤ 𝐴)
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 ∧ (𝑈 − 𝐸) ∈ 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 (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ+)
3 pntlem1.r . . . . . 6 𝑅 = (𝑎 ∈ ℝ+ ↦ ((ψ‘𝑎) − 𝑎))
4 pntlem1.a . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ+)
5 pntlem1.b . . . . . 6 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ+)
6 pntlem1.l . . . . . 6 (𝜑 → 𝐿 ∈ (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 27951 . . . . 5 (𝜑 → (𝐿 ∈ ℝ+ ∧ 𝐷 ∈ ℝ+ ∧ 𝐹 ∈ ℝ+))
109simp2d 1161 . . . 4 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ+)
112, 10rpdivcld 13208 . . 3 (𝜑 → (𝑈 / 𝐷) ∈ ℝ+)
121, 11eqeltrid 2868 . 2 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
13 pntlem1.k . . 3 𝐾 = (exp‘(𝐵 / 𝐸))
145, 12rpdivcld 13208 . . . . 5 (𝜑 → (𝐵 / 𝐸) ∈ ℝ+)
1514rpred 13191 . . . 4 (𝜑 → (𝐵 / 𝐸) ∈ ℝ)
1615rpefcld 16302 . . 3 (𝜑 → (exp‘(𝐵 / 𝐸)) ∈ ℝ+)
1713, 16eqeltrid 2868 . 2 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℝ+)
1812rpred 13191 . . . 4 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ)
1912rpgt0d 13194 . . . 4 (𝜑 → 0 < 𝐸)
202rpred 13191 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ)
214rpred 13191 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
2210rpred 13191 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ)
23 pntlem1.u2 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑈 ≤ 𝐴)
2421ltp1d 12274 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 < (𝐴 + 1))
2524, 7breqtrrdi 5150 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 < 𝐷)
2620, 21, 22, 23, 25lelttrd 11495 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑈 < 𝐷)
2710rpcnd 13193 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℂ)
2827mulridd 11353 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐷 · 1) = 𝐷)
2926, 28breqtrrd 5136 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑈 < (𝐷 · 1))
30 1red 11336 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
3120, 30, 10ltdivmuld 13242 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑈 / 𝐷) < 1 ↔ 𝑈 < (𝐷 · 1)))
3229, 31mpbird 260 . . . . 5 (𝜑 → (𝑈 / 𝐷) < 1)
331, 32eqbrtrid 5143 . . . 4 (𝜑 → 𝐸 < 1)
34 0xr 11383 . . . . 5 0 ∈ ℝ*
35 1xr 11395 . . . . 5 1 ∈ ℝ*
36 elioo2 13544 . . . . 5 ((0 ∈ ℝ* ∧ 1 ∈ ℝ*) → (𝐸 ∈ (0(,)1) ↔ (𝐸 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐸 ∧ 𝐸 < 1)))
3734, 35, 36mp2an 705 . . . 4 (𝐸 ∈ (0(,)1) ↔ (𝐸 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐸 ∧ 𝐸 < 1))
3818, 19, 33, 37syl3anbrc 1362 . . 3 (𝜑 → 𝐸 ∈ (0(,)1))
39 efgt1 16313 . . . . 5 ((𝐵 / 𝐸) ∈ ℝ+ → 1 < (exp‘(𝐵 / 𝐸)))
4014, 39syl 18 . . . 4 (𝜑 → 1 < (exp‘(𝐵 / 𝐸)))
4140, 13breqtrrdi 5150 . . 3 (𝜑 → 1 < 𝐾)
42 1re 11335 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
43 ltaddrp 13186 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ+) → 1 < (1 + 𝐴))
4442, 4, 43sylancr 599 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 < (1 + 𝐴))
452rpcnne0d 13200 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑈 ∈ ℂ ∧ 𝑈 ≠ 0))
46 divid 12031 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ 𝑈 ≠ 0) → (𝑈 / 𝑈) = 1)
4745, 46syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑈 / 𝑈) = 1)
484rpcnd 13193 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
49 ax-1cn 11285 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℂ
50 addcom 11523 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝐴 + 1) = (1 + 𝐴))
5148, 49, 50sylancl 598 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 + 1) = (1 + 𝐴))
527, 51eqtrid 2810 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐷 = (1 + 𝐴))
5344, 47, 523brtr4d 5140 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑈 / 𝑈) < 𝐷)
5420, 2, 10, 53ltdiv23d 13258 . . . . 5 (𝜑 → (𝑈 / 𝐷) < 𝑈)
551, 54eqbrtrid 5143 . . . 4 (𝜑 → 𝐸 < 𝑈)
56 difrp 13187 . . . . 5 ((𝐸 ∈ ℝ ∧ 𝑈 ∈ ℝ) → (𝐸 < 𝑈 ↔ (𝑈 − 𝐸) ∈ ℝ+))
5718, 20, 56syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → (𝐸 < 𝑈 ↔ (𝑈 − 𝐸) ∈ ℝ+))
5855, 57mpbid 235 . . 3 (𝜑 → (𝑈 − 𝐸) ∈ ℝ+)
5938, 41, 583jca 1146 . 2 (𝜑 → (𝐸 ∈ (0(,)1) ∧ 1 < 𝐾 ∧ (𝑈 − 𝐸) ∈ ℝ+))
6012, 17, 593jca 1146 1 (𝜑 → (𝐸 ∈ ℝ+ ∧ 𝐾 ∈ ℝ+ ∧ (𝐸 ∈ (0(,)1) ∧ 1 < 𝐾 ∧ (𝑈 − 𝐸) ∈ ℝ+)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5189  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  ℂcc 11225  ℝcr 11226  0cc0 11227  1c1 11228   + caddc 11230   · cmul 11232  ℝ*cxr 11369   < clt 11370   ≤ cle 11371   − cmin 11568   / cdiv 12000  2c2 12424  3c3 12425  cdc 12841  ℝ+crp 13147  (,)cioo 13503  ↑cexp 14231  expce 16256  ψcchp 27450
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-inf2 9669  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-pre-sup 11305
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-isom 6567  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-er 8745  df-pm 8878  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-sup 9461  df-inf 9462  df-oi 9531  df-card 10047  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-div 12001  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-5 12435  df-6 12436  df-7 12437  df-8 12438  df-9 12439  df-n0 12634  df-z 12721  df-dec 12842  df-uz 12993  df-rp 13148  df-ioo 13507  df-ico 13509  df-fz 13667  df-fzo 13816  df-fl 13959  df-seq 14172  df-exp 14232  df-fac 14445  df-bc 14474  df-hash 14502  df-shft 15249  df-cj 15295  df-re 15296  df-im 15297  df-sqrt 15431  df-abs 15432  df-limsup 15667  df-clim 15684  df-rlim 15685  df-sum 15883  df-ef 16262
This theorem is used by:  pntlema  27953  pntlemb  27954  pntlemg  27955  pntlemh  27956  pntlemq  27958  pntlemr  27959  pntlemj  27960  pntlemi  27961  pntlemf  27962  pntlemo  27964  pntleme  27965  pntlemp  27967
  Copyright terms: Public domain W3C validator