Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  stoweidlem11 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem stoweidlem11 40797
Description: This lemma is used to prove that there is a function 𝑔 as in the proof of [BrosowskiDeutsh] p. 92 (at the top of page 92): this lemma proves that g(t) < ( j + 1 / 3 ) * ε. Here 𝐸 is used to represent ε in the paper. (Contributed by Glauco Siliprandi, 20-Apr-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
stoweidlem11.1 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
stoweidlem11.2 (𝜑𝑡𝑇)
stoweidlem11.3 (𝜑𝑗 ∈ (1...𝑁))
stoweidlem11.4 ((𝜑𝑖 ∈ (0...𝑁)) → (𝑋𝑖):𝑇⟶ℝ)
stoweidlem11.5 ((𝜑𝑖 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑋𝑖)‘𝑡) ≤ 1)
stoweidlem11.6 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → ((𝑋𝑖)‘𝑡) < (𝐸 / 𝑁))
stoweidlem11.7 (𝜑𝐸 ∈ ℝ+)
stoweidlem11.8 (𝜑𝐸 < (1 / 3))
Assertion
Ref Expression
stoweidlem11 (𝜑 → ((𝑡𝑇 ↦ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)))‘𝑡) < ((𝑗 + (1 / 3)) · 𝐸))
Distinct variable groups:   𝑖,𝑗   𝑡,𝑖,𝐸   𝑖,𝑁,𝑡   𝜑,𝑖   𝑡,𝑇   𝑡,𝑋
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑡,𝑗)   𝑇(𝑖,𝑗)   𝐸(𝑗)   𝑁(𝑗)   𝑋(𝑖,𝑗)

Proof of Theorem stoweidlem11
StepHypRef Expression
1 stoweidlem11.2 . . 3 (𝜑𝑡𝑇)
2 sumex 14705 . . 3 Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ∈ V
3 eqid 2765 . . . 4 (𝑡𝑇 ↦ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡))) = (𝑡𝑇 ↦ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)))
43fvmpt2 6480 . . 3 ((𝑡𝑇 ∧ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ∈ V) → ((𝑡𝑇 ↦ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)))‘𝑡) = Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)))
51, 2, 4sylancl 580 . 2 (𝜑 → ((𝑡𝑇 ↦ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)))‘𝑡) = Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)))
6 fzfid 12980 . . . 4 (𝜑 → (0...𝑁) ∈ Fin)
7 stoweidlem11.7 . . . . . . 7 (𝜑𝐸 ∈ ℝ+)
87rpred 12070 . . . . . 6 (𝜑𝐸 ∈ ℝ)
98adantr 472 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ (0...𝑁)) → 𝐸 ∈ ℝ)
10 stoweidlem11.4 . . . . . 6 ((𝜑𝑖 ∈ (0...𝑁)) → (𝑋𝑖):𝑇⟶ℝ)
111adantr 472 . . . . . 6 ((𝜑𝑖 ∈ (0...𝑁)) → 𝑡𝑇)
1210, 11ffvelrnd 6550 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑋𝑖)‘𝑡) ∈ ℝ)
139, 12remulcld 10324 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ (0...𝑁)) → (𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ∈ ℝ)
146, 13fsumrecl 14752 . . 3 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ∈ ℝ)
15 stoweidlem11.3 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑗 ∈ (1...𝑁))
16 elfzuz 12545 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ (1...𝑁) → 𝑗 ∈ (ℤ‘1))
1715, 16syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑗 ∈ (ℤ‘1))
18 eluz2 11892 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ (ℤ‘1) ↔ (1 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝑗))
1917, 18sylib 209 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝑗))
2019simp2d 1173 . . . . . 6 (𝜑𝑗 ∈ ℤ)
2120zred 11729 . . . . 5 (𝜑𝑗 ∈ ℝ)
228, 21remulcld 10324 . . . 4 (𝜑 → (𝐸 · 𝑗) ∈ ℝ)
23 stoweidlem11.1 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
2423nnred 11291 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
2524, 21resubcld 10712 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁𝑗) ∈ ℝ)
26 1red 10294 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
2725, 26readdcld 10323 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑁𝑗) + 1) ∈ ℝ)
288, 23nndivred 11326 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸 / 𝑁) ∈ ℝ)
298, 28remulcld 10324 . . . . 5 (𝜑 → (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) ∈ ℝ)
3027, 29remulcld 10324 . . . 4 (𝜑 → (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))) ∈ ℝ)
3122, 30readdcld 10323 . . 3 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))) ∈ ℝ)
32 3re 11352 . . . . . . 7 3 ∈ ℝ
3332a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 3 ∈ ℝ)
34 3ne0 11385 . . . . . . 7 3 ≠ 0
3534a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 3 ≠ 0)
3633, 35rereccld 11106 . . . . 5 (𝜑 → (1 / 3) ∈ ℝ)
3721, 36readdcld 10323 . . . 4 (𝜑 → (𝑗 + (1 / 3)) ∈ ℝ)
3837, 8remulcld 10324 . . 3 (𝜑 → ((𝑗 + (1 / 3)) · 𝐸) ∈ ℝ)
39 fzfid 12980 . . . . . 6 (𝜑 → (0...(𝑗 − 1)) ∈ Fin)
408adantr 472 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → 𝐸 ∈ ℝ)
41 elfzelz 12549 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 ∈ (1...𝑁) → 𝑗 ∈ ℤ)
42 peano2zm 11667 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 ∈ ℤ → (𝑗 − 1) ∈ ℤ)
4315, 41, 423syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ ℤ)
4423nnzd 11728 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
4521, 26resubcld 10712 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ ℝ)
4621lem1d 11211 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑗 − 1) ≤ 𝑗)
47 elfzuz3 12546 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ (ℤ𝑗))
48 eluzle 11899 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ𝑗) → 𝑗𝑁)
4915, 47, 483syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑗𝑁)
5045, 21, 24, 46, 49letrd 10448 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑗 − 1) ≤ 𝑁)
51 eluz2 11892 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑗 − 1)) ↔ ((𝑗 − 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑗 − 1) ≤ 𝑁))
5243, 44, 50, 51syl3anbrc 1443 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑗 − 1)))
53 fzss2 12588 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑗 − 1)) → (0...(𝑗 − 1)) ⊆ (0...𝑁))
5452, 53syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (0...(𝑗 − 1)) ⊆ (0...𝑁))
5554sselda 3761 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → 𝑖 ∈ (0...𝑁))
5655, 12syldan 585 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → ((𝑋𝑖)‘𝑡) ∈ ℝ)
5740, 56remulcld 10324 . . . . . 6 ((𝜑𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → (𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ∈ ℝ)
5839, 57fsumrecl 14752 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ∈ ℝ)
5958, 30readdcld 10323 . . . 4 (𝜑 → (Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) + (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))) ∈ ℝ)
6021ltm1d 11210 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑗 − 1) < 𝑗)
61 fzdisj 12575 . . . . . . 7 ((𝑗 − 1) < 𝑗 → ((0...(𝑗 − 1)) ∩ (𝑗...𝑁)) = ∅)
6260, 61syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ((0...(𝑗 − 1)) ∩ (𝑗...𝑁)) = ∅)
63 fzssp1 12591 . . . . . . . . . 10 (0...(𝑁 − 1)) ⊆ (0...((𝑁 − 1) + 1))
6423nncnd 11292 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
65 1cnd 10288 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
6664, 65npcand 10650 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
6766oveq2d 6858 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0...((𝑁 − 1) + 1)) = (0...𝑁))
6863, 67syl5sseq 3813 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (0...(𝑁 − 1)) ⊆ (0...𝑁))
69 1zzd 11655 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
70 fzsubel 12584 . . . . . . . . . . . 12 (((1 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ)) → (𝑗 ∈ (1...𝑁) ↔ (𝑗 − 1) ∈ ((1 − 1)...(𝑁 − 1))))
7169, 44, 20, 69, 70syl22anc 867 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑗 ∈ (1...𝑁) ↔ (𝑗 − 1) ∈ ((1 − 1)...(𝑁 − 1))))
7215, 71mpbid 223 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ ((1 − 1)...(𝑁 − 1)))
73 1m1e0 11344 . . . . . . . . . . 11 (1 − 1) = 0
7473oveq1i 6852 . . . . . . . . . 10 ((1 − 1)...(𝑁 − 1)) = (0...(𝑁 − 1))
7572, 74syl6eleq 2854 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ (0...(𝑁 − 1)))
7668, 75sseldd 3762 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ (0...𝑁))
77 fzsplit 12574 . . . . . . . 8 ((𝑗 − 1) ∈ (0...𝑁) → (0...𝑁) = ((0...(𝑗 − 1)) ∪ (((𝑗 − 1) + 1)...𝑁)))
7876, 77syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (0...𝑁) = ((0...(𝑗 − 1)) ∪ (((𝑗 − 1) + 1)...𝑁)))
7920zcnd 11730 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑗 ∈ ℂ)
8079, 65npcand 10650 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑗 − 1) + 1) = 𝑗)
8180oveq1d 6857 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑗 − 1) + 1)...𝑁) = (𝑗...𝑁))
8281uneq2d 3929 . . . . . . 7 (𝜑 → ((0...(𝑗 − 1)) ∪ (((𝑗 − 1) + 1)...𝑁)) = ((0...(𝑗 − 1)) ∪ (𝑗...𝑁)))
8378, 82eqtrd 2799 . . . . . 6 (𝜑 → (0...𝑁) = ((0...(𝑗 − 1)) ∪ (𝑗...𝑁)))
847rpcnd 12072 . . . . . . . 8 (𝜑𝐸 ∈ ℂ)
8584adantr 472 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ (0...𝑁)) → 𝐸 ∈ ℂ)
8612recnd 10322 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑋𝑖)‘𝑡) ∈ ℂ)
8785, 86mulcld 10314 . . . . . 6 ((𝜑𝑖 ∈ (0...𝑁)) → (𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ∈ ℂ)
8862, 83, 6, 87fsumsplit 14758 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) = (Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) + Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡))))
89 fzfid 12980 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑗...𝑁) ∈ Fin)
908adantr 472 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → 𝐸 ∈ ℝ)
91 0zd 11636 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 0 ∈ ℤ)
92 0red 10297 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
93 0le1 10805 . . . . . . . . . . . . . . 15 0 ≤ 1
9493a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 0 ≤ 1)
9519simp3d 1174 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 1 ≤ 𝑗)
9692, 26, 21, 94, 95letrd 10448 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 0 ≤ 𝑗)
97 eluz2 11892 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 ∈ (ℤ‘0) ↔ (0 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ ∧ 0 ≤ 𝑗))
9891, 20, 96, 97syl3anbrc 1443 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑗 ∈ (ℤ‘0))
99 fzss1 12587 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 ∈ (ℤ‘0) → (𝑗...𝑁) ⊆ (0...𝑁))
10098, 99syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑗...𝑁) ⊆ (0...𝑁))
101100sselda 3761 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → 𝑖 ∈ (0...𝑁))
102101, 10syldan 585 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → (𝑋𝑖):𝑇⟶ℝ)
1031adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → 𝑡𝑇)
104102, 103ffvelrnd 6550 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → ((𝑋𝑖)‘𝑡) ∈ ℝ)
10590, 104remulcld 10324 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → (𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ∈ ℝ)
10689, 105fsumrecl 14752 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ∈ ℝ)
107 eluzfz2 12556 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ (ℤ𝑗) → 𝑁 ∈ (𝑗...𝑁))
108 ne0i 4085 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ (𝑗...𝑁) → (𝑗...𝑁) ≠ ∅)
10915, 47, 107, 1084syl 19 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑗...𝑁) ≠ ∅)
11023adantr 472 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ)
11190, 110nndivred 11326 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → (𝐸 / 𝑁) ∈ ℝ)
11290, 111remulcld 10324 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) ∈ ℝ)
113 stoweidlem11.6 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → ((𝑋𝑖)‘𝑡) < (𝐸 / 𝑁))
1147rpgt0d 12073 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 < 𝐸)
115114adantr 472 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → 0 < 𝐸)
116 ltmul2 11128 . . . . . . . . . 10 ((((𝑋𝑖)‘𝑡) ∈ ℝ ∧ (𝐸 / 𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝐸 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐸)) → (((𝑋𝑖)‘𝑡) < (𝐸 / 𝑁) ↔ (𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) < (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
117104, 111, 90, 115, 116syl112anc 1493 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → (((𝑋𝑖)‘𝑡) < (𝐸 / 𝑁) ↔ (𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) < (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
118113, 117mpbid 223 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → (𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) < (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))
11989, 109, 105, 112, 118fsumlt 14818 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) < Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))
12023nnne0d 11322 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ≠ 0)
12184, 64, 120divcld 11055 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐸 / 𝑁) ∈ ℂ)
12284, 121mulcld 10314 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) ∈ ℂ)
123 fsumconst 14808 . . . . . . . . 9 (((𝑗...𝑁) ∈ Fin ∧ (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) ∈ ℂ) → Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) = ((♯‘(𝑗...𝑁)) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
12489, 122, 123syl2anc 579 . . . . . . . 8 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) = ((♯‘(𝑗...𝑁)) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
125 hashfz 13415 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ (ℤ𝑗) → (♯‘(𝑗...𝑁)) = ((𝑁𝑗) + 1))
12615, 47, 1253syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (♯‘(𝑗...𝑁)) = ((𝑁𝑗) + 1))
127126oveq1d 6857 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((♯‘(𝑗...𝑁)) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))) = (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
128124, 127eqtrd 2799 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) = (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
129119, 128breqtrd 4835 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) < (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
130106, 30, 58, 129ltadd2dd 10450 . . . . 5 (𝜑 → (Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) + Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡))) < (Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) + (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))))
13188, 130eqbrtrd 4831 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) < (Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) + (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))))
132 stoweidlem11.5 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑖 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑋𝑖)‘𝑡) ≤ 1)
13355, 132syldan 585 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → ((𝑋𝑖)‘𝑡) ≤ 1)
134 1red 10294 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → 1 ∈ ℝ)
135114adantr 472 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → 0 < 𝐸)
136 lemul2 11130 . . . . . . . . . 10 ((((𝑋𝑖)‘𝑡) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ (𝐸 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐸)) → (((𝑋𝑖)‘𝑡) ≤ 1 ↔ (𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ≤ (𝐸 · 1)))
13756, 134, 40, 135, 136syl112anc 1493 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → (((𝑋𝑖)‘𝑡) ≤ 1 ↔ (𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ≤ (𝐸 · 1)))
138133, 137mpbid 223 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → (𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ≤ (𝐸 · 1))
13984mulid1d 10311 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐸 · 1) = 𝐸)
140139adantr 472 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → (𝐸 · 1) = 𝐸)
141138, 140breqtrd 4835 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → (𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ≤ 𝐸)
14239, 57, 40, 141fsumle 14817 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ≤ Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))𝐸)
143 fsumconst 14808 . . . . . . . 8 (((0...(𝑗 − 1)) ∈ Fin ∧ 𝐸 ∈ ℂ) → Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))𝐸 = ((♯‘(0...(𝑗 − 1))) · 𝐸))
14439, 84, 143syl2anc 579 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))𝐸 = ((♯‘(0...(𝑗 − 1))) · 𝐸))
145 0z 11635 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℤ
146 1e0p1 11783 . . . . . . . . . . . . 13 1 = (0 + 1)
147146fveq2i 6378 . . . . . . . . . . . 12 (ℤ‘1) = (ℤ‘(0 + 1))
14817, 147syl6eleq 2854 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑗 ∈ (ℤ‘(0 + 1)))
149 eluzp1m1 11910 . . . . . . . . . . 11 ((0 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ (ℤ‘(0 + 1))) → (𝑗 − 1) ∈ (ℤ‘0))
150145, 148, 149sylancr 581 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ (ℤ‘0))
151 hashfz 13415 . . . . . . . . . 10 ((𝑗 − 1) ∈ (ℤ‘0) → (♯‘(0...(𝑗 − 1))) = (((𝑗 − 1) − 0) + 1))
152150, 151syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (♯‘(0...(𝑗 − 1))) = (((𝑗 − 1) − 0) + 1))
15379, 65subcld 10646 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ ℂ)
154153subid1d 10635 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑗 − 1) − 0) = (𝑗 − 1))
155154oveq1d 6857 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝑗 − 1) − 0) + 1) = ((𝑗 − 1) + 1))
156152, 155, 803eqtrd 2803 . . . . . . . 8 (𝜑 → (♯‘(0...(𝑗 − 1))) = 𝑗)
157156oveq1d 6857 . . . . . . 7 (𝜑 → ((♯‘(0...(𝑗 − 1))) · 𝐸) = (𝑗 · 𝐸))
15879, 84mulcomd 10315 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑗 · 𝐸) = (𝐸 · 𝑗))
159144, 157, 1583eqtrd 2803 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))𝐸 = (𝐸 · 𝑗))
160142, 159breqtrd 4835 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) ≤ (𝐸 · 𝑗))
16158, 22, 30, 160leadd1dd 10895 . . . 4 (𝜑 → (Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) + (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))) ≤ ((𝐸 · 𝑗) + (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))))
16214, 59, 31, 131, 161ltletrd 10451 . . 3 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) < ((𝐸 · 𝑗) + (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))))
1638, 8remulcld 10324 . . . . 5 (𝜑 → (𝐸 · 𝐸) ∈ ℝ)
16422, 163readdcld 10323 . . . 4 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · 𝐸)) ∈ ℝ)
16564, 79subcld 10646 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁𝑗) ∈ ℂ)
166165, 65addcld 10313 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁𝑗) + 1) ∈ ℂ)
16784, 166, 121mul12d 10499 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸 · (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁))) = (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
168167oveq2d 6858 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁)))) = ((𝐸 · 𝑗) + (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))))
16927, 28remulcld 10324 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁)) ∈ ℝ)
1708, 169remulcld 10324 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸 · (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁))) ∈ ℝ)
171166, 84, 64, 120div12d 11091 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁)) = (𝐸 · (((𝑁𝑗) + 1) / 𝑁)))
17226, 21resubcld 10712 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (1 − 𝑗) ∈ ℝ)
173 elfzle1 12551 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑗 ∈ (1...𝑁) → 1 ≤ 𝑗)
17415, 173syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 1 ≤ 𝑗)
17526, 21suble0d 10872 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((1 − 𝑗) ≤ 0 ↔ 1 ≤ 𝑗))
176174, 175mpbird 248 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (1 − 𝑗) ≤ 0)
177172, 92, 24, 176leadd2dd 10896 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑁 + (1 − 𝑗)) ≤ (𝑁 + 0))
17864, 65, 79addsub12d 10669 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑁 + (1 − 𝑗)) = (1 + (𝑁𝑗)))
17965, 165addcomd 10492 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (1 + (𝑁𝑗)) = ((𝑁𝑗) + 1))
180178, 179eqtrd 2799 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑁 + (1 − 𝑗)) = ((𝑁𝑗) + 1))
18164addid1d 10490 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑁 + 0) = 𝑁)
182177, 180, 1813brtr3d 4840 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑁𝑗) + 1) ≤ 𝑁)
18323nngt0d 11321 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 0 < 𝑁)
184 lediv1 11142 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑁𝑗) + 1) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑁)) → (((𝑁𝑗) + 1) ≤ 𝑁 ↔ (((𝑁𝑗) + 1) / 𝑁) ≤ (𝑁 / 𝑁)))
18527, 24, 24, 183, 184syl112anc 1493 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝑁𝑗) + 1) ≤ 𝑁 ↔ (((𝑁𝑗) + 1) / 𝑁) ≤ (𝑁 / 𝑁)))
186182, 185mpbid 223 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝑁𝑗) + 1) / 𝑁) ≤ (𝑁 / 𝑁))
18764, 120dividd 11053 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑁 / 𝑁) = 1)
188186, 187breqtrd 4835 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝑁𝑗) + 1) / 𝑁) ≤ 1)
18927, 23nndivred 11326 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝑁𝑗) + 1) / 𝑁) ∈ ℝ)
190189, 26, 7lemul2d 12114 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((((𝑁𝑗) + 1) / 𝑁) ≤ 1 ↔ (𝐸 · (((𝑁𝑗) + 1) / 𝑁)) ≤ (𝐸 · 1)))
191188, 190mpbid 223 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐸 · (((𝑁𝑗) + 1) / 𝑁)) ≤ (𝐸 · 1))
192191, 139breqtrd 4835 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐸 · (((𝑁𝑗) + 1) / 𝑁)) ≤ 𝐸)
193171, 192eqbrtrd 4831 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁)) ≤ 𝐸)
194169, 8, 7lemul2d 12114 . . . . . . 7 (𝜑 → ((((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁)) ≤ 𝐸 ↔ (𝐸 · (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁))) ≤ (𝐸 · 𝐸)))
195193, 194mpbid 223 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸 · (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁))) ≤ (𝐸 · 𝐸))
196170, 163, 22, 195leadd2dd 10896 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁)))) ≤ ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · 𝐸)))
197168, 196eqbrtrrd 4833 . . . 4 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))) ≤ ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · 𝐸)))
19884, 79mulcomd 10315 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐸 · 𝑗) = (𝑗 · 𝐸))
199198oveq1d 6857 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · 𝐸)) = ((𝑗 · 𝐸) + (𝐸 · 𝐸)))
20079, 84, 84adddird 10319 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑗 + 𝐸) · 𝐸) = ((𝑗 · 𝐸) + (𝐸 · 𝐸)))
201199, 200eqtr4d 2802 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · 𝐸)) = ((𝑗 + 𝐸) · 𝐸))
20221, 8readdcld 10323 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑗 + 𝐸) ∈ ℝ)
203 stoweidlem11.8 . . . . . . 7 (𝜑𝐸 < (1 / 3))
2048, 36, 21, 203ltadd2dd 10450 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑗 + 𝐸) < (𝑗 + (1 / 3)))
205202, 37, 7, 204ltmul1dd 12125 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑗 + 𝐸) · 𝐸) < ((𝑗 + (1 / 3)) · 𝐸))
206201, 205eqbrtrd 4831 . . . 4 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · 𝐸)) < ((𝑗 + (1 / 3)) · 𝐸))
20731, 164, 38, 197, 206lelttrd 10449 . . 3 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (((𝑁𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))) < ((𝑗 + (1 / 3)) · 𝐸))
20814, 31, 38, 162, 207lttrd 10452 . 2 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)) < ((𝑗 + (1 / 3)) · 𝐸))
2095, 208eqbrtrd 4831 1 (𝜑 → ((𝑡𝑇 ↦ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋𝑖)‘𝑡)))‘𝑡) < ((𝑗 + (1 / 3)) · 𝐸))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937  Vcvv 3350  cun 3730  cin 3731  wss 3732  c0 4079   class class class wbr 4809  cmpt 4888  wf 6064  cfv 6068  (class class class)co 6842  Fincfn 8160  cc 10187  cr 10188  0cc0 10189  1c1 10190   + caddc 10192   · cmul 10194   < clt 10328  cle 10329  cmin 10520   / cdiv 10938  cn 11274  3c3 11328  cz 11624  cuz 11886  +crp 12028  ...cfz 12533  chash 13321  Σcsu 14703
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4930  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-inf2 8753  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265  ax-pre-mulgt0 10266  ax-pre-sup 10267
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-fal 1666  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-pss 3748  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-tp 4339  df-op 4341  df-uni 4595  df-int 4634  df-iun 4678  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-tr 4912  df-id 5185  df-eprel 5190  df-po 5198  df-so 5199  df-fr 5236  df-se 5237  df-we 5238  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-pred 5865  df-ord 5911  df-on 5912  df-lim 5913  df-suc 5914  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-isom 6077  df-riota 6803  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-om 7264  df-1st 7366  df-2nd 7367  df-wrecs 7610  df-recs 7672  df-rdg 7710  df-1o 7764  df-oadd 7768  df-er 7947  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-fin 8164  df-sup 8555  df-oi 8622  df-card 9016  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-sub 10522  df-neg 10523  df-div 10939  df-nn 11275  df-2 11335  df-3 11336  df-n0 11539  df-z 11625  df-uz 11887  df-rp 12029  df-ico 12383  df-fz 12534  df-fzo 12674  df-seq 13009  df-exp 13068  df-hash 13322  df-cj 14126  df-re 14127  df-im 14128  df-sqrt 14262  df-abs 14263  df-clim 14506  df-sum 14704
This theorem is referenced by:  stoweidlem34  40820
  Copyright terms: Public domain W3C validator