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 47020
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 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
stoweidlem11.2 (𝜑 → 𝑡 ∈ 𝑇)
stoweidlem11.3 (𝜑 → 𝑗 ∈ (1...𝑁))
stoweidlem11.4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑁)) → (𝑋‘𝑖):𝑇⟶ℝ)
stoweidlem11.5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑋‘𝑖)‘𝑡) ≤ 1)
stoweidlem11.6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → ((𝑋‘𝑖)‘𝑡) < (𝐸 / 𝑁))
stoweidlem11.7 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
stoweidlem11.8 (𝜑 → 𝐸 < (1 / 3))
Assertion
Ref Expression
stoweidlem11 (𝜑 → ((𝑡 ∈ 𝑇 ↦ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘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 (𝜑 → 𝑡 ∈ 𝑇)
2 sumex 15855 . . 3 Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ∈ V
3 eqid 2761 . . . 4 (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡))) = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)))
43fvmpt2 7005 . . 3 ((𝑡 ∈ 𝑇 ∧ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ∈ V) → ((𝑡 ∈ 𝑇 ↦ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)))‘𝑡) = Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)))
51, 2, 4sylancl 598 . 2 (𝜑 → ((𝑡 ∈ 𝑇 ↦ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)))‘𝑡) = Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)))
6 fzfid 14116 . . . 4 (𝜑 → (0...𝑁) ∈ Fin)
7 stoweidlem11.7 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
87rpred 13164 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ)
98adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑁)) → 𝐸 ∈ ℝ)
10 stoweidlem11.4 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑁)) → (𝑋‘𝑖):𝑇⟶ℝ)
111adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑁)) → 𝑡 ∈ 𝑇)
1210, 11ffvelcdmd 7085 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑋‘𝑖)‘𝑡) ∈ ℝ)
139, 12remulcld 11339 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑁)) → (𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ∈ ℝ)
146, 13fsumrecl 15900 . . 3 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ∈ ℝ)
15 stoweidlem11.3 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑗 ∈ (1...𝑁))
1615elfzelzd 13657 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑗 ∈ ℤ)
1716zred 12803 . . . . 5 (𝜑 → 𝑗 ∈ ℝ)
188, 17remulcld 11339 . . . 4 (𝜑 → (𝐸 · 𝑗) ∈ ℝ)
19 stoweidlem11.1 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
2019nnred 12350 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
2120, 17resubcld 11744 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁 − 𝑗) ∈ ℝ)
22 1red 11309 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
2321, 22readdcld 11338 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑁 − 𝑗) + 1) ∈ ℝ)
248, 19nndivred 12392 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸 / 𝑁) ∈ ℝ)
258, 24remulcld 11339 . . . . 5 (𝜑 → (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) ∈ ℝ)
2623, 25remulcld 11339 . . . 4 (𝜑 → (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))) ∈ ℝ)
2718, 26readdcld 11338 . . 3 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))) ∈ ℝ)
28 3re 12423 . . . . . . 7 3 ∈ ℝ
2928a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 3 ∈ ℝ)
30 3ne0 12452 . . . . . . 7 3 ≠ 0
3130a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 3 ≠ 0)
3229, 31rereccld 12144 . . . . 5 (𝜑 → (1 / 3) ∈ ℝ)
3317, 32readdcld 11338 . . . 4 (𝜑 → (𝑗 + (1 / 3)) ∈ ℝ)
3433, 8remulcld 11339 . . 3 (𝜑 → ((𝑗 + (1 / 3)) · 𝐸) ∈ ℝ)
35 fzfid 14116 . . . . . 6 (𝜑 → (0...(𝑗 − 1)) ∈ Fin)
368adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → 𝐸 ∈ ℝ)
37 elfzelz 13656 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 ∈ (1...𝑁) → 𝑗 ∈ ℤ)
38 peano2zm 12739 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 ∈ ℤ → (𝑗 − 1) ∈ ℤ)
3915, 37, 383syl 19 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ ℤ)
4019nnzd 12719 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
4117, 22resubcld 11744 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ ℝ)
4217lem1d 12250 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑗 − 1) ≤ 𝑗)
43 elfzuz3 13653 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑗))
44 eluzle 12978 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑗) → 𝑗 ≤ 𝑁)
4515, 43, 443syl 19 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑗 ≤ 𝑁)
4641, 17, 20, 42, 45letrd 11467 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑗 − 1) ≤ 𝑁)
47 eluz2 12971 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘(𝑗 − 1)) ↔ ((𝑗 − 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑗 − 1) ≤ 𝑁))
4839, 40, 46, 47syl3anbrc 1362 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘(𝑗 − 1)))
49 fzss2 13698 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘(𝑗 − 1)) → (0...(𝑗 − 1)) ⊆ (0...𝑁))
5048, 49syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (0...(𝑗 − 1)) ⊆ (0...𝑁))
5150sselda 3931 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → 𝑖 ∈ (0...𝑁))
5251, 12syldan 603 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → ((𝑋‘𝑖)‘𝑡) ∈ ℝ)
5336, 52remulcld 11339 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → (𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ∈ ℝ)
5435, 53fsumrecl 15900 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ∈ ℝ)
5554, 26readdcld 11338 . . . 4 (𝜑 → (Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) + (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))) ∈ ℝ)
5617ltm1d 12249 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑗 − 1) < 𝑗)
57 fzdisj 13685 . . . . . . 7 ((𝑗 − 1) < 𝑗 → ((0...(𝑗 − 1)) ∩ (𝑗...𝑁)) = ∅)
5856, 57syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → ((0...(𝑗 − 1)) ∩ (𝑗...𝑁)) = ∅)
59 fzssp1 13701 . . . . . . . . . 10 (0...(𝑁 − 1)) ⊆ (0...((𝑁 − 1) + 1))
6019nncnd 12351 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
61 1cnd 11302 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
6260, 61npcand 11673 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
6362oveq2d 7436 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0...((𝑁 − 1) + 1)) = (0...𝑁))
6459, 63sseqtrid 3973 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (0...(𝑁 − 1)) ⊆ (0...𝑁))
65 1zzd 12727 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
66 fzsubel 13694 . . . . . . . . . . . 12 (((1 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ)) → (𝑗 ∈ (1...𝑁) ↔ (𝑗 − 1) ∈ ((1 − 1)...(𝑁 − 1))))
6765, 40, 16, 65, 66syl22anc 852 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑗 ∈ (1...𝑁) ↔ (𝑗 − 1) ∈ ((1 − 1)...(𝑁 − 1))))
6815, 67mpbid 235 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ ((1 − 1)...(𝑁 − 1)))
69 1m1e0 12415 . . . . . . . . . . 11 (1 − 1) = 0
7069oveq1i 7430 . . . . . . . . . 10 ((1 − 1)...(𝑁 − 1)) = (0...(𝑁 − 1))
7168, 70eleqtrdi 2871 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ (0...(𝑁 − 1)))
7264, 71sseldd 3932 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ (0...𝑁))
73 fzsplit 13684 . . . . . . . 8 ((𝑗 − 1) ∈ (0...𝑁) → (0...𝑁) = ((0...(𝑗 − 1)) ∪ (((𝑗 − 1) + 1)...𝑁)))
7472, 73syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (0...𝑁) = ((0...(𝑗 − 1)) ∪ (((𝑗 − 1) + 1)...𝑁)))
7516zcnd 12804 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑗 ∈ ℂ)
7675, 61npcand 11673 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑗 − 1) + 1) = 𝑗)
7776oveq1d 7435 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑗 − 1) + 1)...𝑁) = (𝑗...𝑁))
7877uneq2d 4115 . . . . . . 7 (𝜑 → ((0...(𝑗 − 1)) ∪ (((𝑗 − 1) + 1)...𝑁)) = ((0...(𝑗 − 1)) ∪ (𝑗...𝑁)))
7974, 78eqtrd 2796 . . . . . 6 (𝜑 → (0...𝑁) = ((0...(𝑗 − 1)) ∪ (𝑗...𝑁)))
807rpcnd 13166 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℂ)
8180adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑁)) → 𝐸 ∈ ℂ)
8212recnd 11337 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑋‘𝑖)‘𝑡) ∈ ℂ)
8381, 82mulcld 11329 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑁)) → (𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ∈ ℂ)
8458, 79, 6, 83fsumsplit 15907 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) = (Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) + Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡))))
85 fzfid 14116 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑗...𝑁) ∈ Fin)
868adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → 𝐸 ∈ ℝ)
87 0zd 12705 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 0 ∈ ℤ)
88 0red 11311 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
89 0le1 11839 . . . . . . . . . . . . . . 15 0 ≤ 1
9089a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 0 ≤ 1)
91 elfzuz 13652 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑗 ∈ (1...𝑁) → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘1))
9215, 91syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘1))
93 eluz2 12971 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑗 ∈ (ℤ≥‘1) ↔ (1 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝑗))
9492, 93sylib 221 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (1 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝑗))
9594simp3d 1162 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 1 ≤ 𝑗)
9688, 22, 17, 90, 95letrd 11467 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 0 ≤ 𝑗)
97 eluz2 12971 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 ∈ (ℤ≥‘0) ↔ (0 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ ∧ 0 ≤ 𝑗))
9887, 16, 96, 97syl3anbrc 1362 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘0))
99 fzss1 13697 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 ∈ (ℤ≥‘0) → (𝑗...𝑁) ⊆ (0...𝑁))
10098, 99syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑗...𝑁) ⊆ (0...𝑁))
101100sselda 3931 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → 𝑖 ∈ (0...𝑁))
102101, 10syldan 603 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → (𝑋‘𝑖):𝑇⟶ℝ)
1031adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → 𝑡 ∈ 𝑇)
104102, 103ffvelcdmd 7085 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → ((𝑋‘𝑖)‘𝑡) ∈ ℝ)
10586, 104remulcld 11339 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → (𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ∈ ℝ)
10685, 105fsumrecl 15900 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ∈ ℝ)
107 eluzfz2 13665 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑗) → 𝑁 ∈ (𝑗...𝑁))
108 ne0i 4287 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ (𝑗...𝑁) → (𝑗...𝑁) ≠ ∅)
10915, 43, 107, 1084syl 20 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑗...𝑁) ≠ ∅)
11019adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ)
11186, 110nndivred 12392 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → (𝐸 / 𝑁) ∈ ℝ)
11286, 111remulcld 11339 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) ∈ ℝ)
113 stoweidlem11.6 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → ((𝑋‘𝑖)‘𝑡) < (𝐸 / 𝑁))
1147rpgt0d 13167 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 < 𝐸)
115114adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → 0 < 𝐸)
116 ltmul2 12168 . . . . . . . . . 10 ((((𝑋‘𝑖)‘𝑡) ∈ ℝ ∧ (𝐸 / 𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝐸 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐸)) → (((𝑋‘𝑖)‘𝑡) < (𝐸 / 𝑁) ↔ (𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) < (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
117104, 111, 86, 115, 116syl112anc 1401 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → (((𝑋‘𝑖)‘𝑡) < (𝐸 / 𝑁) ↔ (𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) < (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
118113, 117mpbid 235 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)) → (𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) < (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))
11985, 109, 105, 112, 118fsumlt 15967 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) < Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))
12019nnne0d 12388 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑁 ≠ 0)
12180, 60, 120divcld 12093 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐸 / 𝑁) ∈ ℂ)
12280, 121mulcld 11329 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) ∈ ℂ)
123 fsumconst 15956 . . . . . . . . 9 (((𝑗...𝑁) ∈ Fin ∧ (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) ∈ ℂ) → Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) = ((♯‘(𝑗...𝑁)) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
12485, 122, 123syl2anc 596 . . . . . . . 8 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) = ((♯‘(𝑗...𝑁)) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
125 hashfz 14572 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑗) → (♯‘(𝑗...𝑁)) = ((𝑁 − 𝑗) + 1))
12615, 43, 1253syl 19 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (♯‘(𝑗...𝑁)) = ((𝑁 − 𝑗) + 1))
127126oveq1d 7435 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((♯‘(𝑗...𝑁)) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))) = (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
128124, 127eqtrd 2796 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · (𝐸 / 𝑁)) = (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
129119, 128breqtrd 5131 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) < (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
130106, 26, 54, 129ltadd2dd 11469 . . . . 5 (𝜑 → (Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) + Σ𝑖 ∈ (𝑗...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡))) < (Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) + (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))))
13184, 130eqbrtrd 5127 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) < (Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) + (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))))
132 stoweidlem11.5 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑋‘𝑖)‘𝑡) ≤ 1)
13351, 132syldan 603 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → ((𝑋‘𝑖)‘𝑡) ≤ 1)
134 1red 11309 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → 1 ∈ ℝ)
135114adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → 0 < 𝐸)
136 lemul2 12170 . . . . . . . . . 10 ((((𝑋‘𝑖)‘𝑡) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ (𝐸 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐸)) → (((𝑋‘𝑖)‘𝑡) ≤ 1 ↔ (𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ≤ (𝐸 · 1)))
13752, 134, 36, 135, 136syl112anc 1401 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → (((𝑋‘𝑖)‘𝑡) ≤ 1 ↔ (𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ≤ (𝐸 · 1)))
138133, 137mpbid 235 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → (𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ≤ (𝐸 · 1))
13980mulridd 11326 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐸 · 1) = 𝐸)
140139adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → (𝐸 · 1) = 𝐸)
141138, 140breqtrd 5131 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))) → (𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ≤ 𝐸)
14235, 53, 36, 141fsumle 15966 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ≤ Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))𝐸)
143 fsumconst 15956 . . . . . . . 8 (((0...(𝑗 − 1)) ∈ Fin ∧ 𝐸 ∈ ℂ) → Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))𝐸 = ((♯‘(0...(𝑗 − 1))) · 𝐸))
14435, 80, 143syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))𝐸 = ((♯‘(0...(𝑗 − 1))) · 𝐸))
145 0z 12704 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℤ
146 1e0p1 12861 . . . . . . . . . . . . 13 1 = (0 + 1)
147146fveq2i 6888 . . . . . . . . . . . 12 (ℤ≥‘1) = (ℤ≥‘(0 + 1))
14892, 147eleqtrdi 2871 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘(0 + 1)))
149 eluzp1m1 12991 . . . . . . . . . . 11 ((0 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘(0 + 1))) → (𝑗 − 1) ∈ (ℤ≥‘0))
150145, 148, 149sylancr 599 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ (ℤ≥‘0))
151 hashfz 14572 . . . . . . . . . 10 ((𝑗 − 1) ∈ (ℤ≥‘0) → (♯‘(0...(𝑗 − 1))) = (((𝑗 − 1) − 0) + 1))
152150, 151syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (♯‘(0...(𝑗 − 1))) = (((𝑗 − 1) − 0) + 1))
15375, 61subcld 11669 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑗 − 1) ∈ ℂ)
154153subid1d 11658 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑗 − 1) − 0) = (𝑗 − 1))
155154oveq1d 7435 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝑗 − 1) − 0) + 1) = ((𝑗 − 1) + 1))
156152, 155, 763eqtrd 2800 . . . . . . . 8 (𝜑 → (♯‘(0...(𝑗 − 1))) = 𝑗)
157156oveq1d 7435 . . . . . . 7 (𝜑 → ((♯‘(0...(𝑗 − 1))) · 𝐸) = (𝑗 · 𝐸))
15875, 80mulcomd 11330 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑗 · 𝐸) = (𝐸 · 𝑗))
159144, 157, 1583eqtrd 2800 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))𝐸 = (𝐸 · 𝑗))
160142, 159breqtrd 5131 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) ≤ (𝐸 · 𝑗))
16154, 18, 26, 160leadd1dd 11930 . . . 4 (𝜑 → (Σ𝑖 ∈ (0...(𝑗 − 1))(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) + (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))) ≤ ((𝐸 · 𝑗) + (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))))
16214, 55, 27, 131, 161ltletrd 11470 . . 3 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) < ((𝐸 · 𝑗) + (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))))
1638, 8remulcld 11339 . . . . 5 (𝜑 → (𝐸 · 𝐸) ∈ ℝ)
16418, 163readdcld 11338 . . . 4 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · 𝐸)) ∈ ℝ)
16560, 75subcld 11669 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 𝑗) ∈ ℂ)
166165, 61addcld 11328 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁 − 𝑗) + 1) ∈ ℂ)
16780, 166, 121mul12d 11519 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸 · (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁))) = (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁))))
168167oveq2d 7436 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁)))) = ((𝐸 · 𝑗) + (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))))
16923, 24remulcld 11339 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁)) ∈ ℝ)
1708, 169remulcld 11339 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸 · (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁))) ∈ ℝ)
171166, 80, 60, 120div12d 12129 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁)) = (𝐸 · (((𝑁 − 𝑗) + 1) / 𝑁)))
17222, 17resubcld 11744 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (1 − 𝑗) ∈ ℝ)
173 elfzle1 13660 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑗 ∈ (1...𝑁) → 1 ≤ 𝑗)
17415, 173syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 1 ≤ 𝑗)
17522, 17suble0d 11907 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((1 − 𝑗) ≤ 0 ↔ 1 ≤ 𝑗))
176174, 175mpbird 260 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (1 − 𝑗) ≤ 0)
177172, 88, 20, 176leadd2dd 11931 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑁 + (1 − 𝑗)) ≤ (𝑁 + 0))
17860, 61, 75addsub12d 11692 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑁 + (1 − 𝑗)) = (1 + (𝑁 − 𝑗)))
17961, 165addcomd 11512 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (1 + (𝑁 − 𝑗)) = ((𝑁 − 𝑗) + 1))
180178, 179eqtrd 2796 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑁 + (1 − 𝑗)) = ((𝑁 − 𝑗) + 1))
18160addridd 11510 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑁 + 0) = 𝑁)
182177, 180, 1813brtr3d 5136 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑁 − 𝑗) + 1) ≤ 𝑁)
18319nngt0d 12387 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 0 < 𝑁)
184 lediv1 12182 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑁 − 𝑗) + 1) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑁)) → (((𝑁 − 𝑗) + 1) ≤ 𝑁 ↔ (((𝑁 − 𝑗) + 1) / 𝑁) ≤ (𝑁 / 𝑁)))
18523, 20, 20, 183, 184syl112anc 1401 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝑁 − 𝑗) + 1) ≤ 𝑁 ↔ (((𝑁 − 𝑗) + 1) / 𝑁) ≤ (𝑁 / 𝑁)))
186182, 185mpbid 235 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝑁 − 𝑗) + 1) / 𝑁) ≤ (𝑁 / 𝑁))
18760, 120dividd 12091 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑁 / 𝑁) = 1)
188186, 187breqtrd 5131 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝑁 − 𝑗) + 1) / 𝑁) ≤ 1)
18923, 19nndivred 12392 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝑁 − 𝑗) + 1) / 𝑁) ∈ ℝ)
190189, 22, 7lemul2d 13208 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((((𝑁 − 𝑗) + 1) / 𝑁) ≤ 1 ↔ (𝐸 · (((𝑁 − 𝑗) + 1) / 𝑁)) ≤ (𝐸 · 1)))
191188, 190mpbid 235 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐸 · (((𝑁 − 𝑗) + 1) / 𝑁)) ≤ (𝐸 · 1))
192191, 139breqtrd 5131 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐸 · (((𝑁 − 𝑗) + 1) / 𝑁)) ≤ 𝐸)
193171, 192eqbrtrd 5127 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁)) ≤ 𝐸)
194169, 8, 7lemul2d 13208 . . . . . . 7 (𝜑 → ((((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁)) ≤ 𝐸 ↔ (𝐸 · (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁))) ≤ (𝐸 · 𝐸)))
195193, 194mpbid 235 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸 · (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁))) ≤ (𝐸 · 𝐸))
196170, 163, 18, 195leadd2dd 11931 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 / 𝑁)))) ≤ ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · 𝐸)))
197168, 196eqbrtrrd 5129 . . . 4 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))) ≤ ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · 𝐸)))
19880, 75mulcomd 11330 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐸 · 𝑗) = (𝑗 · 𝐸))
199198oveq1d 7435 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · 𝐸)) = ((𝑗 · 𝐸) + (𝐸 · 𝐸)))
20075, 80, 80adddird 11334 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑗 + 𝐸) · 𝐸) = ((𝑗 · 𝐸) + (𝐸 · 𝐸)))
201199, 200eqtr4d 2799 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · 𝐸)) = ((𝑗 + 𝐸) · 𝐸))
20217, 8readdcld 11338 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑗 + 𝐸) ∈ ℝ)
203 stoweidlem11.8 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐸 < (1 / 3))
2048, 32, 17, 203ltadd2dd 11469 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑗 + 𝐸) < (𝑗 + (1 / 3)))
205202, 33, 7, 204ltmul1dd 13219 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑗 + 𝐸) · 𝐸) < ((𝑗 + (1 / 3)) · 𝐸))
206201, 205eqbrtrd 5127 . . . 4 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (𝐸 · 𝐸)) < ((𝑗 + (1 / 3)) · 𝐸))
20727, 164, 34, 197, 206lelttrd 11468 . . 3 (𝜑 → ((𝐸 · 𝑗) + (((𝑁 − 𝑗) + 1) · (𝐸 · (𝐸 / 𝑁)))) < ((𝑗 + (1 / 3)) · 𝐸))
20814, 27, 34, 162, 207lttrd 11471 . 2 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)) < ((𝑗 + (1 / 3)) · 𝐸))
2095, 208eqbrtrd 5127 1 (𝜑 → ((𝑡 ∈ 𝑇 ↦ Σ𝑖 ∈ (0...𝑁)(𝐸 · ((𝑋‘𝑖)‘𝑡)))‘𝑡) < ((𝑗 + (1 / 3)) · 𝐸))
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  Vcvv 3451   ∪ cun 3897   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Fincfn 8973  ℂcc 11198  ℝcr 11199  0cc0 11200  1c1 11201   + caddc 11203   · cmul 11205   < clt 11343   ≤ cle 11344   − cmin 11541   / cdiv 11973  ℕcn 12335  3c3 12398  ℤcz 12693  ℤ≥cuz 12965  ℝ+crp 13120  ...cfz 13639  ♯chash 14474  Σcsu 15853
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 7751  ax-inf2 9642  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278
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 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 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-sup 9434  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-n0 12607  df-z 12694  df-uz 12966  df-rp 13121  df-ico 13482  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-seq 14145  df-exp 14205  df-hash 14475  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-clim 15655  df-sum 15854
This theorem is used by:  stoweidlem34  47043
  Copyright terms: Public domain W3C validator