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

Theorem pntlemc 27927
Description: Lemma for pnt 27946. 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 27926 . . . . 5 (𝜑 → (𝐿 ∈ ℝ+ ∧ 𝐷 ∈ ℝ+ ∧ 𝐹 ∈ ℝ+))
109simp2d 1161 . . . 4 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ+)
112, 10rpdivcld 13184 . . 3 (𝜑 → (𝑈 / 𝐷) ∈ ℝ+)
121, 11eqeltrid 2864 . 2 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
13 pntlem1.k . . 3 𝐾 = (exp‘(𝐵 / 𝐸))
145, 12rpdivcld 13184 . . . . 5 (𝜑 → (𝐵 / 𝐸) ∈ ℝ+)
1514rpred 13167 . . . 4 (𝜑 → (𝐵 / 𝐸) ∈ ℝ)
1615rpefcld 16278 . . 3 (𝜑 → (exp‘(𝐵 / 𝐸)) ∈ ℝ+)
1713, 16eqeltrid 2864 . 2 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℝ+)
1812rpred 13167 . . . 4 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ)
1912rpgt0d 13170 . . . 4 (𝜑 → 0 < 𝐸)
202rpred 13167 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ)
214rpred 13167 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
2210rpred 13167 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ)
23 pntlem1.u2 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑈 ≤ 𝐴)
2421ltp1d 12250 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 < (𝐴 + 1))
2524, 7breqtrrdi 5146 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 < 𝐷)
2620, 21, 22, 23, 25lelttrd 11471 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑈 < 𝐷)
2710rpcnd 13169 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℂ)
2827mulridd 11329 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐷 · 1) = 𝐷)
2926, 28breqtrrd 5132 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑈 < (𝐷 · 1))
30 1red 11312 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
3120, 30, 10ltdivmuld 13218 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑈 / 𝐷) < 1 ↔ 𝑈 < (𝐷 · 1)))
3229, 31mpbird 260 . . . . 5 (𝜑 → (𝑈 / 𝐷) < 1)
331, 32eqbrtrid 5139 . . . 4 (𝜑 → 𝐸 < 1)
34 0xr 11359 . . . . 5 0 ∈ ℝ*
35 1xr 11371 . . . . 5 1 ∈ ℝ*
36 elioo2 13520 . . . . 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 16289 . . . . 5 ((𝐵 / 𝐸) ∈ ℝ+ → 1 < (exp‘(𝐵 / 𝐸)))
4014, 39syl 18 . . . 4 (𝜑 → 1 < (exp‘(𝐵 / 𝐸)))
4140, 13breqtrrdi 5146 . . 3 (𝜑 → 1 < 𝐾)
42 1re 11311 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
43 ltaddrp 13162 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ+) → 1 < (1 + 𝐴))
4442, 4, 43sylancr 599 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 < (1 + 𝐴))
452rpcnne0d 13176 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑈 ∈ ℂ ∧ 𝑈 ≠ 0))
46 divid 12007 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ 𝑈 ≠ 0) → (𝑈 / 𝑈) = 1)
4745, 46syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑈 / 𝑈) = 1)
484rpcnd 13169 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
49 ax-1cn 11261 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℂ
50 addcom 11499 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝐴 + 1) = (1 + 𝐴))
5148, 49, 50sylancl 598 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 + 1) = (1 + 𝐴))
527, 51eqtrid 2807 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐷 = (1 + 𝐴))
5344, 47, 523brtr4d 5136 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑈 / 𝑈) < 𝐷)
5420, 2, 10, 53ltdiv23d 13234 . . . . 5 (𝜑 → (𝑈 / 𝐷) < 𝑈)
551, 54eqbrtrid 5139 . . . 4 (𝜑 → 𝐸 < 𝑈)
56 difrp 13163 . . . . 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 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ℂcc 11201  ℝcr 11202  0cc0 11203  1c1 11204   + caddc 11206   · cmul 11208  ℝ*cxr 11345   < clt 11346   ≤ cle 11347   − cmin 11544   / cdiv 11976  2c2 12400  3c3 12401  cdc 12817  ℝ+crp 13123  (,)cioo 13479  ↑cexp 14207  expce 16232  ψcchp 27425
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-inf2 9645  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-pre-sup 11281
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-er 8720  df-pm 8853  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9507  df-card 10023  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-div 11977  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-4 12410  df-5 12411  df-6 12412  df-7 12413  df-8 12414  df-9 12415  df-n0 12610  df-z 12697  df-dec 12818  df-uz 12969  df-rp 13124  df-ioo 13483  df-ico 13485  df-fz 13643  df-fzo 13792  df-fl 13935  df-seq 14148  df-exp 14208  df-fac 14421  df-bc 14450  df-hash 14478  df-shft 15225  df-cj 15271  df-re 15272  df-im 15273  df-sqrt 15407  df-abs 15408  df-limsup 15643  df-clim 15660  df-rlim 15661  df-sum 15859  df-ef 16238
This theorem is used by:  pntlema  27928  pntlemb  27929  pntlemg  27930  pntlemh  27931  pntlemq  27933  pntlemr  27934  pntlemj  27935  pntlemi  27936  pntlemf  27937  pntlemo  27939  pntleme  27940  pntlemp  27942
  Copyright terms: Public domain W3C validator