MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ruclem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ruclem3 16176
Description: Lemma for ruc 16186. The constructed interval [𝑋, π‘Œ] always excludes 𝑀. (Contributed by Mario Carneiro, 28-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
ruc.1 (πœ‘ β†’ 𝐹:β„•βŸΆβ„)
ruc.2 (πœ‘ β†’ 𝐷 = (π‘₯ ∈ (ℝ Γ— ℝ), 𝑦 ∈ ℝ ↦ ⦋(((1st β€˜π‘₯) + (2nd β€˜π‘₯)) / 2) / π‘šβ¦Œif(π‘š < 𝑦, ⟨(1st β€˜π‘₯), π‘šβŸ©, ⟨((π‘š + (2nd β€˜π‘₯)) / 2), (2nd β€˜π‘₯)⟩)))
ruclem1.3 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ ℝ)
ruclem1.4 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ ℝ)
ruclem1.5 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ ℝ)
ruclem1.6 𝑋 = (1st β€˜(⟨𝐴, π΅βŸ©π·π‘€))
ruclem1.7 π‘Œ = (2nd β€˜(⟨𝐴, π΅βŸ©π·π‘€))
ruclem2.8 (πœ‘ β†’ 𝐴 < 𝐡)
Assertion
Ref Expression
ruclem3 (πœ‘ β†’ (𝑀 < 𝑋 ∨ π‘Œ < 𝑀))
Distinct variable groups:   π‘₯,π‘š,𝑦,𝐴   𝐡,π‘š,π‘₯,𝑦   π‘š,𝐹,π‘₯,𝑦   π‘š,𝑀,π‘₯,𝑦
Allowed substitution hints:   πœ‘(π‘₯,𝑦,π‘š)   𝐷(π‘₯,𝑦,π‘š)   𝑋(π‘₯,𝑦,π‘š)   π‘Œ(π‘₯,𝑦,π‘š)

Proof of Theorem ruclem3
StepHypRef Expression
1 ruclem1.5 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ ℝ)
2 ruclem1.3 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ ℝ)
3 ruclem1.4 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ ℝ)
42, 3readdcld 11243 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (𝐴 + 𝐡) ∈ ℝ)
54rehalfcld 12459 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ ((𝐴 + 𝐡) / 2) ∈ ℝ)
61, 5lenltd 11360 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝑀 ≀ ((𝐴 + 𝐡) / 2) ↔ Β¬ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀))
7 ruclem2.8 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝐴 < 𝐡)
8 avglt2 12451 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐡 ∈ ℝ) β†’ (𝐴 < 𝐡 ↔ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝐡))
92, 3, 8syl2anc 585 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (𝐴 < 𝐡 ↔ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝐡))
107, 9mpbid 231 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝐡)
11 avglt1 12450 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 + 𝐡) / 2) ∈ ℝ ∧ 𝐡 ∈ ℝ) β†’ (((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝐡 ↔ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2)))
125, 3, 11syl2anc 585 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝐡 ↔ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2)))
1310, 12mpbid 231 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2))
145, 3readdcld 11243 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) ∈ ℝ)
1514rehalfcld 12459 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2) ∈ ℝ)
16 lelttr 11304 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ ((𝐴 + 𝐡) / 2) ∈ ℝ ∧ ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2) ∈ ℝ) β†’ ((𝑀 ≀ ((𝐴 + 𝐡) / 2) ∧ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2)) β†’ 𝑀 < ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2)))
171, 5, 15, 16syl3anc 1372 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ ((𝑀 ≀ ((𝐴 + 𝐡) / 2) ∧ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2)) β†’ 𝑀 < ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2)))
1813, 17mpan2d 693 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝑀 ≀ ((𝐴 + 𝐡) / 2) β†’ 𝑀 < ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2)))
196, 18sylbird 260 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (Β¬ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀 β†’ 𝑀 < ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2)))
2019imp 408 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ Β¬ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀) β†’ 𝑀 < ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2))
21 ruc.1 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝐹:β„•βŸΆβ„)
22 ruc.2 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝐷 = (π‘₯ ∈ (ℝ Γ— ℝ), 𝑦 ∈ ℝ ↦ ⦋(((1st β€˜π‘₯) + (2nd β€˜π‘₯)) / 2) / π‘šβ¦Œif(π‘š < 𝑦, ⟨(1st β€˜π‘₯), π‘šβŸ©, ⟨((π‘š + (2nd β€˜π‘₯)) / 2), (2nd β€˜π‘₯)⟩)))
23 ruclem1.6 . . . . . . . . 9 𝑋 = (1st β€˜(⟨𝐴, π΅βŸ©π·π‘€))
24 ruclem1.7 . . . . . . . . 9 π‘Œ = (2nd β€˜(⟨𝐴, π΅βŸ©π·π‘€))
2521, 22, 2, 3, 1, 23, 24ruclem1 16174 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ ((⟨𝐴, π΅βŸ©π·π‘€) ∈ (ℝ Γ— ℝ) ∧ 𝑋 = if(((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀, 𝐴, ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2)) ∧ π‘Œ = if(((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀, ((𝐴 + 𝐡) / 2), 𝐡)))
2625simp2d 1144 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑋 = if(((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀, 𝐴, ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2)))
27 iffalse 4538 . . . . . . 7 (Β¬ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀 β†’ if(((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀, 𝐴, ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2)) = ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2))
2826, 27sylan9eq 2793 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ Β¬ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀) β†’ 𝑋 = ((((𝐴 + 𝐡) / 2) + 𝐡) / 2))
2920, 28breqtrrd 5177 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ Β¬ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀) β†’ 𝑀 < 𝑋)
3029ex 414 . . . 4 (πœ‘ β†’ (Β¬ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀 β†’ 𝑀 < 𝑋))
3130con1d 145 . . 3 (πœ‘ β†’ (Β¬ 𝑀 < 𝑋 β†’ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀))
3225simp3d 1145 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ π‘Œ = if(((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀, ((𝐴 + 𝐡) / 2), 𝐡))
33 iftrue 4535 . . . . . 6 (((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀 β†’ if(((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀, ((𝐴 + 𝐡) / 2), 𝐡) = ((𝐴 + 𝐡) / 2))
3432, 33sylan9eq 2793 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀) β†’ π‘Œ = ((𝐴 + 𝐡) / 2))
35 simpr 486 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀) β†’ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀)
3634, 35eqbrtrd 5171 . . . 4 ((πœ‘ ∧ ((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀) β†’ π‘Œ < 𝑀)
3736ex 414 . . 3 (πœ‘ β†’ (((𝐴 + 𝐡) / 2) < 𝑀 β†’ π‘Œ < 𝑀))
3831, 37syld 47 . 2 (πœ‘ β†’ (Β¬ 𝑀 < 𝑋 β†’ π‘Œ < 𝑀))
3938orrd 862 1 (πœ‘ β†’ (𝑀 < 𝑋 ∨ π‘Œ < 𝑀))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   ∨ wo 846   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  β¦‹csb 3894  ifcif 4529  βŸ¨cop 4635   class class class wbr 5149   Γ— cxp 5675  βŸΆwf 6540  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409   ∈ cmpo 7411  1st c1st 7973  2nd c2nd 7974  β„cr 11109   + caddc 11113   < clt 11248   ≀ cle 11249   / cdiv 11871  β„•cn 12212  2c2 12267
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-id 5575  df-po 5589  df-so 5590  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-2 12275
This theorem is referenced by:  ruclem12  16184
  Copyright terms: Public domain W3C validator