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

Theorem pntlemc 27904
Description: Lemma for pnt 27923. 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 27903 . . . . 5 (𝜑 → (𝐿 ∈ ℝ+ ∧ 𝐷 ∈ ℝ+ ∧ 𝐹 ∈ ℝ+))
109simp2d 1161 . . . 4 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ+)
112, 10rpdivcld 13162 . . 3 (𝜑 → (𝑈 / 𝐷) ∈ ℝ+)
121, 11eqeltrid 2865 . 2 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
13 pntlem1.k . . 3 𝐾 = (exp‘(𝐵 / 𝐸))
145, 12rpdivcld 13162 . . . . 5 (𝜑 → (𝐵 / 𝐸) ∈ ℝ+)
1514rpred 13145 . . . 4 (𝜑 → (𝐵 / 𝐸) ∈ ℝ)
1615rpefcld 16253 . . 3 (𝜑 → (exp‘(𝐵 / 𝐸)) ∈ ℝ+)
1713, 16eqeltrid 2865 . 2 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℝ+)
1812rpred 13145 . . . 4 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ)
1912rpgt0d 13148 . . . 4 (𝜑 → 0 < 𝐸)
202rpred 13145 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ)
214rpred 13145 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
2210rpred 13145 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ)
23 pntlem1.u2 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑈 ≤ 𝐴)
2421ltp1d 12228 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 < (𝐴 + 1))
2524, 7breqtrrdi 5147 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 < 𝐷)
2620, 21, 22, 23, 25lelttrd 11449 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑈 < 𝐷)
2710rpcnd 13147 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℂ)
2827mulridd 11307 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐷 · 1) = 𝐷)
2926, 28breqtrrd 5133 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑈 < (𝐷 · 1))
30 1red 11290 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
3120, 30, 10ltdivmuld 13196 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑈 / 𝐷) < 1 ↔ 𝑈 < (𝐷 · 1)))
3229, 31mpbird 260 . . . . 5 (𝜑 → (𝑈 / 𝐷) < 1)
331, 32eqbrtrid 5140 . . . 4 (𝜑 → 𝐸 < 1)
34 0xr 11337 . . . . 5 0 ∈ ℝ*
35 1xr 11349 . . . . 5 1 ∈ ℝ*
36 elioo2 13498 . . . . 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 16264 . . . . 5 ((𝐵 / 𝐸) ∈ ℝ+ → 1 < (exp‘(𝐵 / 𝐸)))
4014, 39syl 18 . . . 4 (𝜑 → 1 < (exp‘(𝐵 / 𝐸)))
4140, 13breqtrrdi 5147 . . 3 (𝜑 → 1 < 𝐾)
42 1re 11289 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
43 ltaddrp 13140 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ+) → 1 < (1 + 𝐴))
4442, 4, 43sylancr 599 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 < (1 + 𝐴))
452rpcnne0d 13154 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑈 ∈ ℂ ∧ 𝑈 ≠ 0))
46 divid 11985 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ 𝑈 ≠ 0) → (𝑈 / 𝑈) = 1)
4745, 46syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑈 / 𝑈) = 1)
484rpcnd 13147 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
49 ax-1cn 11239 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℂ
50 addcom 11477 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝐴 + 1) = (1 + 𝐴))
5148, 49, 50sylancl 598 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 + 1) = (1 + 𝐴))
527, 51eqtrid 2808 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐷 = (1 + 𝐴))
5344, 47, 523brtr4d 5137 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑈 / 𝑈) < 𝐷)
5420, 2, 10, 53ltdiv23d 13212 . . . . 5 (𝜑 → (𝑈 / 𝐷) < 𝑈)
551, 54eqbrtrid 5140 . . . 4 (𝜑 → 𝐸 < 𝑈)
56 difrp 13141 . . . . 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 2145   ≠ wne 2956   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412  ℂcc 11179  ℝcr 11180  0cc0 11181  1c1 11182   + caddc 11184   · cmul 11186  ℝ*cxr 11323   < clt 11324   ≤ cle 11325   − cmin 11522   / cdiv 11954  2c2 12378  3c3 12379  cdc 12795  ℝ+crp 13101  (,)cioo 13457  ↑cexp 14184  expce 16207  ψcchp 27402
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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-inf2 9626  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-pre-sup 11259
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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-er 8701  df-pm 8834  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-sup 9418  df-inf 9419  df-oi 9488  df-card 10001  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-4 12388  df-5 12389  df-6 12390  df-7 12391  df-8 12392  df-9 12393  df-n0 12588  df-z 12675  df-dec 12796  df-uz 12947  df-rp 13102  df-ioo 13461  df-ico 13463  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-fl 13912  df-seq 14125  df-exp 14185  df-fac 14398  df-bc 14427  df-hash 14455  df-shft 15200  df-cj 15246  df-re 15247  df-im 15248  df-sqrt 15382  df-abs 15383  df-limsup 15618  df-clim 15635  df-rlim 15636  df-sum 15834  df-ef 16213
This theorem is used by:  pntlema  27905  pntlemb  27906  pntlemg  27907  pntlemh  27908  pntlemq  27910  pntlemr  27911  pntlemj  27912  pntlemi  27913  pntlemf  27914  pntlemo  27916  pntleme  27917  pntlemp  27919
  Copyright terms: Public domain W3C validator