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Theorem aaliou3lem9 21775
Description: Example of a "Liouville number", a very simple definable transcendental real. (Contributed by Stefan O'Rear, 20-Nov-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
aaliou3lem.c  |-  F  =  ( a  e.  NN  |->  ( 2 ^ -u ( ! `  a )
) )
aaliou3lem.d  |-  L  = 
sum_ b  e.  NN  ( F `  b )
aaliou3lem.e  |-  H  =  ( c  e.  NN  |->  sum_ b  e.  ( 1 ... c ) ( F `  b ) )
Assertion
Ref Expression
aaliou3lem9  |-  -.  L  e.  AA
Distinct variable groups:    a, b,
c    F, b, c    L, c, a, b
Allowed substitution hints:    F( a)    H( a, b, c)

Proof of Theorem aaliou3lem9
Dummy variables  d 
e  f are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 aaliou3lem8 21770 . . . . . 6  |-  ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  ->  E. e  e.  NN  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) )
2 aaliou3lem.c . . . . . . . . 9  |-  F  =  ( a  e.  NN  |->  ( 2 ^ -u ( ! `  a )
) )
3 aaliou3lem.d . . . . . . . . 9  |-  L  = 
sum_ b  e.  NN  ( F `  b )
4 aaliou3lem.e . . . . . . . . 9  |-  H  =  ( c  e.  NN  |->  sum_ b  e.  ( 1 ... c ) ( F `  b ) )
52, 3, 4aaliou3lem6 21773 . . . . . . . 8  |-  ( e  e.  NN  ->  (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  e.  ZZ )
65ad2antrl 722 . . . . . . 7  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  e.  ZZ )
7 2nn 10475 . . . . . . . 8  |-  2  e.  NN
8 nnnn0 10582 . . . . . . . . . 10  |-  ( e  e.  NN  ->  e  e.  NN0 )
98ad2antrl 722 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  e  e.  NN0 )
10 faccl 12057 . . . . . . . . 9  |-  ( e  e.  NN0  ->  ( ! `
 e )  e.  NN )
11 nnnn0 10582 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ! `  e )  e.  NN  ->  ( ! `  e )  e.  NN0 )
129, 10, 113syl 20 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  ( ! `  e )  e.  NN0 )
13 nnexpcl 11874 . . . . . . . 8  |-  ( ( 2  e.  NN  /\  ( ! `  e )  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ ( ! `  e )
)  e.  NN )
147, 12, 13sylancr 658 . . . . . . 7  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
2 ^ ( ! `
 e ) )  e.  NN )
152, 3, 4aaliou3lem5 21772 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( e  e.  NN  ->  ( H `  e )  e.  RR )
1615ad2antrl 722 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  ( H `  e )  e.  RR )
1716recnd 9408 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  ( H `  e )  e.  CC )
1814nncnd 10334 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
2 ^ ( ! `
 e ) )  e.  CC )
1914nnne0d 10362 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
2 ^ ( ! `
 e ) )  =/=  0 )
2017, 18, 19divcan4d 10109 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
( ( H `  e )  x.  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  =  ( H `  e ) )
212, 3, 4aaliou3lem7 21774 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( e  e.  NN  ->  (
( H `  e
)  =/=  L  /\  ( abs `  ( L  -  ( H `  e ) ) )  <_  ( 2  x.  ( 2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) ) ) )
2221simpld 456 . . . . . . . . . . 11  |-  ( e  e.  NN  ->  ( H `  e )  =/=  L )
2322ad2antrl 722 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  ( H `  e )  =/=  L )
2420, 23eqnetrd 2624 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
( ( H `  e )  x.  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  =/=  L )
2524necomd 2693 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  L  =/=  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) ) )
2625neneqd 2622 . . . . . . 7  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  -.  L  =  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e
) ) ) )
272, 3, 4aaliou3lem4 21771 . . . . . . . . . . . 12  |-  L  e.  RR
2814nnred 10333 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
2 ^ ( ! `
 e ) )  e.  RR )
2916, 28remulcld 9410 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  e.  RR )
3029, 14nndivred 10366 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
( ( H `  e )  x.  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  e.  RR )
31 resubcl 9669 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( L  e.  RR  /\  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  e.  RR )  ->  ( L  -  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) ) )  e.  RR )
3227, 30, 31sylancr 658 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e
) ) ) )  e.  RR )
3332recnd 9408 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e
) ) ) )  e.  CC )
3433abscld 12918 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  ( abs `  ( L  -  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) ) ) )  e.  RR )
35 2rp 10992 . . . . . . . . . . 11  |-  2  e.  RR+
36 peano2nn0 10616 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( e  e.  NN0  ->  ( e  +  1 )  e. 
NN0 )
37 faccl 12057 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( e  +  1 )  e.  NN0  ->  ( ! `
 ( e  +  1 ) )  e.  NN )
389, 36, 373syl 20 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  ( ! `  ( e  +  1 ) )  e.  NN )
39 nnz 10664 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ! `  ( e  +  1 ) )  e.  NN  ->  ( ! `  ( e  +  1 ) )  e.  ZZ )
40 znegcl 10676 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ! `  ( e  +  1 ) )  e.  ZZ  ->  -u ( ! `  ( e  +  1 ) )  e.  ZZ )
4138, 39, 403syl 20 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  -u ( ! `  ( e  +  1 ) )  e.  ZZ )
42 rpexpcl 11880 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 2  e.  RR+  /\  -u ( ! `  ( e  +  1 ) )  e.  ZZ )  -> 
( 2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) )  e.  RR+ )
4335, 41, 42sylancr 658 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) )  e.  RR+ )
44 rpmulcl 11008 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  e.  RR+  /\  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) )  e.  RR+ )  ->  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  e.  RR+ )
4535, 43, 44sylancr 658 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
2  x.  ( 2 ^ -u ( ! `
 ( e  +  1 ) ) ) )  e.  RR+ )
4645rpred 11023 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
2  x.  ( 2 ^ -u ( ! `
 ( e  +  1 ) ) ) )  e.  RR )
47 simplr 749 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  b  e.  RR+ )
48 nnnn0 10582 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( a  e.  NN  ->  a  e.  NN0 )
4948ad2antrr 720 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  a  e.  NN0 )
5014, 49nnexpcld 12025 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
( 2 ^ ( ! `  e )
) ^ a )  e.  NN )
5150nnrpd 11022 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
( 2 ^ ( ! `  e )
) ^ a )  e.  RR+ )
5247, 51rpdivcld 11040 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) )  e.  RR+ )
5352rpred 11023 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) )  e.  RR )
5420oveq2d 6106 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e
) ) ) )  =  ( L  -  ( H `  e ) ) )
5554fveq2d 5692 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  ( abs `  ( L  -  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) ) ) )  =  ( abs `  ( L  -  ( H `  e ) ) ) )
5621simprd 460 . . . . . . . . . . 11  |-  ( e  e.  NN  ->  ( abs `  ( L  -  ( H `  e ) ) )  <_  (
2  x.  ( 2 ^ -u ( ! `
 ( e  +  1 ) ) ) ) )
5756ad2antrl 722 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  ( abs `  ( L  -  ( H `  e ) ) )  <_  (
2  x.  ( 2 ^ -u ( ! `
 ( e  +  1 ) ) ) ) )
5855, 57eqbrtrd 4309 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  ( abs `  ( L  -  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) ) ) )  <_ 
( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) ) )
59 simprr 751 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
2  x.  ( 2 ^ -u ( ! `
 ( e  +  1 ) ) ) )  <_  ( b  /  ( ( 2 ^ ( ! `  e ) ) ^
a ) ) )
6034, 46, 53, 58, 59letrd 9524 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  ( abs `  ( L  -  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) ) ) )  <_ 
( b  /  (
( 2 ^ ( ! `  e )
) ^ a ) ) )
6134, 53lenltd 9516 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  (
( abs `  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e
) ) ) ) )  <_  ( b  /  ( ( 2 ^ ( ! `  e ) ) ^
a ) )  <->  -.  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e
) ) ) ) ) ) )
6260, 61mpbid 210 . . . . . . 7  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  -.  ( b  /  (
( 2 ^ ( ! `  e )
) ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  (
( ( H `  e )  x.  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) ) ) ) )
63 oveq1 6097 . . . . . . . . . . 11  |-  ( f  =  ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  ->  (
f  /  d )  =  ( ( ( H `  e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e
) ) )  / 
d ) )
6463eqeq2d 2452 . . . . . . . . . 10  |-  ( f  =  ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  ->  ( L  =  ( f  /  d )  <->  L  =  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  d
) ) )
6564notbid 294 . . . . . . . . 9  |-  ( f  =  ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  ->  ( -.  L  =  (
f  /  d )  <->  -.  L  =  (
( ( H `  e )  x.  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  /  d ) ) )
6663oveq2d 6106 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( f  =  ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  ->  ( L  -  ( f  /  d ) )  =  ( L  -  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  d
) ) )
6766fveq2d 5692 . . . . . . . . . . 11  |-  ( f  =  ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  ->  ( abs `  ( L  -  ( f  /  d
) ) )  =  ( abs `  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  d ) ) ) )
6867breq2d 4301 . . . . . . . . . 10  |-  ( f  =  ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  ->  (
( b  /  (
d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  (
f  /  d ) ) )  <->  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  d ) ) ) ) )
6968notbid 294 . . . . . . . . 9  |-  ( f  =  ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  ->  ( -.  ( b  /  (
d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  (
f  /  d ) ) )  <->  -.  (
b  /  ( d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  d ) ) ) ) )
7065, 69anbi12d 705 . . . . . . . 8  |-  ( f  =  ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  ->  (
( -.  L  =  ( f  /  d
)  /\  -.  (
b  /  ( d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) )  <->  ( -.  L  =  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  d )  /\  -.  ( b  /  (
d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  (
( ( H `  e )  x.  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  /  d ) ) ) ) ) )
71 oveq2 6098 . . . . . . . . . . 11  |-  ( d  =  ( 2 ^ ( ! `  e
) )  ->  (
( ( H `  e )  x.  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  /  d )  =  ( ( ( H `  e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e
) ) )  / 
( 2 ^ ( ! `  e )
) ) )
7271eqeq2d 2452 . . . . . . . . . 10  |-  ( d  =  ( 2 ^ ( ! `  e
) )  ->  ( L  =  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  d )  <->  L  =  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) ) ) )
7372notbid 294 . . . . . . . . 9  |-  ( d  =  ( 2 ^ ( ! `  e
) )  ->  ( -.  L  =  (
( ( H `  e )  x.  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  /  d )  <->  -.  L  =  (
( ( H `  e )  x.  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) ) ) )
74 oveq1 6097 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( d  =  ( 2 ^ ( ! `  e
) )  ->  (
d ^ a )  =  ( ( 2 ^ ( ! `  e ) ) ^
a ) )
7574oveq2d 6106 . . . . . . . . . . 11  |-  ( d  =  ( 2 ^ ( ! `  e
) )  ->  (
b  /  ( d ^ a ) )  =  ( b  / 
( ( 2 ^ ( ! `  e
) ) ^ a
) ) )
7671oveq2d 6106 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( d  =  ( 2 ^ ( ! `  e
) )  ->  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  d ) )  =  ( L  -  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) ) ) )
7776fveq2d 5692 . . . . . . . . . . 11  |-  ( d  =  ( 2 ^ ( ! `  e
) )  ->  ( abs `  ( L  -  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  d
) ) )  =  ( abs `  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e
) ) ) ) ) )
7875, 77breq12d 4302 . . . . . . . . . 10  |-  ( d  =  ( 2 ^ ( ! `  e
) )  ->  (
( b  /  (
d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  (
( ( H `  e )  x.  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  /  d ) ) )  <->  ( b  /  ( ( 2 ^ ( ! `  e ) ) ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e
) ) ) ) ) ) )
7978notbid 294 . . . . . . . . 9  |-  ( d  =  ( 2 ^ ( ! `  e
) )  ->  ( -.  ( b  /  (
d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  (
( ( H `  e )  x.  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  /  d ) ) )  <->  -.  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e
) ) ) ) ) ) )
8073, 79anbi12d 705 . . . . . . . 8  |-  ( d  =  ( 2 ^ ( ! `  e
) )  ->  (
( -.  L  =  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  d
)  /\  -.  (
b  /  ( d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  d ) ) ) )  <->  ( -.  L  =  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e
) ) )  /\  -.  ( b  /  (
( 2 ^ ( ! `  e )
) ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  (
( ( H `  e )  x.  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) ) ) ) ) ) )
8170, 80rspc2ev 3078 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( H `  e )  x.  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  e.  ZZ  /\  ( 2 ^ ( ! `  e )
)  e.  NN  /\  ( -.  L  =  ( ( ( H `
 e )  x.  ( 2 ^ ( ! `  e )
) )  /  (
2 ^ ( ! `
 e ) ) )  /\  -.  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  ( (
( H `  e
)  x.  ( 2 ^ ( ! `  e ) ) )  /  ( 2 ^ ( ! `  e
) ) ) ) ) ) )  ->  E. f  e.  ZZ  E. d  e.  NN  ( -.  L  =  (
f  /  d )  /\  -.  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) ) )
826, 14, 26, 62, 81syl112anc 1217 . . . . . 6  |-  ( ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  /\  ( e  e.  NN  /\  ( 2  x.  (
2 ^ -u ( ! `  ( e  +  1 ) ) ) )  <_  (
b  /  ( ( 2 ^ ( ! `
 e ) ) ^ a ) ) ) )  ->  E. f  e.  ZZ  E. d  e.  NN  ( -.  L  =  ( f  / 
d )  /\  -.  ( b  /  (
d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  (
f  /  d ) ) ) ) )
831, 82rexlimddv 2843 . . . . 5  |-  ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  ->  E. f  e.  ZZ  E. d  e.  NN  ( -.  L  =  (
f  /  d )  /\  -.  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) ) )
84 pm4.56 492 . . . . . . . . 9  |-  ( ( -.  L  =  ( f  /  d )  /\  -.  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) )  <->  -.  ( L  =  ( f  /  d )  \/  ( b  /  (
d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  (
f  /  d ) ) ) ) )
8584rexbii 2738 . . . . . . . 8  |-  ( E. d  e.  NN  ( -.  L  =  (
f  /  d )  /\  -.  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) )  <->  E. d  e.  NN  -.  ( L  =  ( f  / 
d )  \/  (
b  /  ( d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) ) )
86 rexnal 2724 . . . . . . . 8  |-  ( E. d  e.  NN  -.  ( L  =  (
f  /  d )  \/  ( b  / 
( d ^ a
) )  <  ( abs `  ( L  -  ( f  /  d
) ) ) )  <->  -.  A. d  e.  NN  ( L  =  (
f  /  d )  \/  ( b  / 
( d ^ a
) )  <  ( abs `  ( L  -  ( f  /  d
) ) ) ) )
8785, 86bitri 249 . . . . . . 7  |-  ( E. d  e.  NN  ( -.  L  =  (
f  /  d )  /\  -.  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) )  <->  -.  A. d  e.  NN  ( L  =  ( f  /  d
)  \/  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) ) )
8887rexbii 2738 . . . . . 6  |-  ( E. f  e.  ZZ  E. d  e.  NN  ( -.  L  =  (
f  /  d )  /\  -.  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) )  <->  E. f  e.  ZZ  -.  A. d  e.  NN  ( L  =  ( f  /  d
)  \/  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) ) )
89 rexnal 2724 . . . . . 6  |-  ( E. f  e.  ZZ  -.  A. d  e.  NN  ( L  =  ( f  /  d )  \/  ( b  /  (
d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  (
f  /  d ) ) ) )  <->  -.  A. f  e.  ZZ  A. d  e.  NN  ( L  =  ( f  /  d
)  \/  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) ) )
9088, 89bitri 249 . . . . 5  |-  ( E. f  e.  ZZ  E. d  e.  NN  ( -.  L  =  (
f  /  d )  /\  -.  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) )  <->  -.  A. f  e.  ZZ  A. d  e.  NN  ( L  =  ( f  /  d
)  \/  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) ) )
9183, 90sylib 196 . . . 4  |-  ( ( a  e.  NN  /\  b  e.  RR+ )  ->  -.  A. f  e.  ZZ  A. d  e.  NN  ( L  =  ( f  /  d )  \/  ( b  /  (
d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  (
f  /  d ) ) ) ) )
9291nrexdv 2817 . . 3  |-  ( a  e.  NN  ->  -.  E. b  e.  RR+  A. f  e.  ZZ  A. d  e.  NN  ( L  =  ( f  /  d
)  \/  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) ) )
9392nrex 2816 . 2  |-  -.  E. a  e.  NN  E. b  e.  RR+  A. f  e.  ZZ  A. d  e.  NN  ( L  =  ( f  /  d
)  \/  ( b  /  ( d ^
a ) )  < 
( abs `  ( L  -  ( f  /  d ) ) ) )
94 aaliou2b 21766 . 2  |-  ( L  e.  AA  ->  E. a  e.  NN  E. b  e.  RR+  A. f  e.  ZZ  A. d  e.  NN  ( L  =  ( f  /  d )  \/  ( b  /  (
d ^ a ) )  <  ( abs `  ( L  -  (
f  /  d ) ) ) ) )
9593, 94mto 176 1  |-  -.  L  e.  AA
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    \/ wo 368    /\ wa 369    = wceq 1364    e. wcel 1761    =/= wne 2604   A.wral 2713   E.wrex 2714   class class class wbr 4289    e. cmpt 4347   ` cfv 5415  (class class class)co 6090   RRcr 9277   1c1 9279    + caddc 9281    x. cmul 9283    < clt 9414    <_ cle 9415    - cmin 9591   -ucneg 9592    / cdiv 9989   NNcn 10318   2c2 10367   NN0cn0 10575   ZZcz 10642   RR+crp 10987   ...cfz 11433   ^cexp 11861   !cfa 12047   abscabs 12719   sum_csu 13159   AAcaa 21739
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1596  ax-4 1607  ax-5 1675  ax-6 1713  ax-7 1733  ax-8 1763  ax-9 1765  ax-10 1780  ax-11 1785  ax-12 1797  ax-13 1948  ax-ext 2422  ax-rep 4400  ax-sep 4410  ax-nul 4418  ax-pow 4467  ax-pr 4528  ax-un 6371  ax-inf2 7843  ax-cnex 9334  ax-resscn 9335  ax-1cn 9336  ax-icn 9337  ax-addcl 9338  ax-addrcl 9339  ax-mulcl 9340  ax-mulrcl 9341  ax-mulcom 9342  ax-addass 9343  ax-mulass 9344  ax-distr 9345  ax-i2m1 9346  ax-1ne0 9347  ax-1rid 9348  ax-rnegex 9349  ax-rrecex 9350  ax-cnre 9351  ax-pre-lttri 9352  ax-pre-lttrn 9353  ax-pre-ltadd 9354  ax-pre-mulgt0 9355  ax-pre-sup 9356  ax-addf 9357  ax-mulf 9358
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 961  df-3an 962  df-tru 1367  df-fal 1370  df-ex 1592  df-nf 1595  df-sb 1706  df-eu 2261  df-mo 2262  df-clab 2428  df-cleq 2434  df-clel 2437  df-nfc 2566  df-ne 2606  df-nel 2607  df-ral 2718  df-rex 2719  df-reu 2720  df-rmo 2721  df-rab 2722  df-v 2972  df-sbc 3184  df-csb 3286  df-dif 3328  df-un 3330  df-in 3332  df-ss 3339  df-pss 3341  df-nul 3635  df-if 3789  df-pw 3859  df-sn 3875  df-pr 3877  df-tp 3879  df-op 3881  df-uni 4089  df-int 4126  df-iun 4170  df-iin 4171  df-br 4290  df-opab 4348  df-mpt 4349  df-tr 4383  df-eprel 4628  df-id 4632  df-po 4637  df-so 4638  df-fr 4675  df-se 4676  df-we 4677  df-ord 4718  df-on 4719  df-lim 4720  df-suc 4721  df-xp 4842  df-rel 4843  df-cnv 4844  df-co 4845  df-dm 4846  df-rn 4847  df-res 4848  df-ima 4849  df-iota 5378  df-fun 5417  df-fn 5418  df-f 5419  df-f1 5420  df-fo 5421  df-f1o 5422  df-fv 5423  df-isom 5424  df-riota 6049  df-ov 6093  df-oprab 6094  df-mpt2 6095  df-of 6319  df-om 6476  df-1st 6576  df-2nd 6577  df-supp 6690  df-recs 6828  df-rdg 6862  df-1o 6916  df-2o 6917  df-oadd 6920  df-er 7097  df-map 7212  df-pm 7213  df-ixp 7260  df-en 7307  df-dom 7308  df-sdom 7309  df-fin 7310  df-fsupp 7617  df-fi 7657  df-sup 7687  df-oi 7720  df-card 8105  df-cda 8333  df-pnf 9416  df-mnf 9417  df-xr 9418  df-ltxr 9419  df-le 9420  df-sub 9593  df-neg 9594  df-div 9990  df-nn 10319  df-2 10376  df-3 10377  df-4 10378  df-5 10379  df-6 10380  df-7 10381  df-8 10382  df-9 10383  df-10 10384  df-n0 10576  df-z 10643  df-dec 10752  df-uz 10858  df-q 10950  df-rp 10988  df-xneg 11085  df-xadd 11086  df-xmul 11087  df-ioo 11300  df-ioc 11301  df-ico 11302  df-icc 11303  df-fz 11434  df-fzo 11545  df-fl 11638  df-seq 11803  df-exp 11862  df-fac 12048  df-hash 12100  df-shft 12552  df-cj 12584  df-re 12585  df-im 12586  df-sqr 12720  df-abs 12721  df-limsup 12945  df-clim 12962  df-rlim 12963  df-sum 13160  df-struct 14172  df-ndx 14173  df-slot 14174  df-base 14175  df-sets 14176  df-ress 14177  df-plusg 14247  df-mulr 14248  df-starv 14249  df-sca 14250  df-vsca 14251  df-ip 14252  df-tset 14253  df-ple 14254  df-ds 14256  df-unif 14257  df-hom 14258  df-cco 14259  df-rest 14357  df-topn 14358  df-0g 14376  df-gsum 14377  df-topgen 14378  df-pt 14379  df-prds 14382  df-xrs 14436  df-qtop 14441  df-imas 14442  df-xps 14444  df-mre 14520  df-mrc 14521  df-acs 14523  df-mnd 15411  df-submnd 15461  df-grp 15538  df-minusg 15539  df-mulg 15541  df-subg 15671  df-cntz 15828  df-cmn 16272  df-mgp 16582  df-ur 16594  df-rng 16637  df-cring 16638  df-subrg 16843  df-psmet 17768  df-xmet 17769  df-met 17770  df-bl 17771  df-mopn 17772  df-fbas 17773  df-fg 17774  df-cnfld 17778  df-top 18462  df-bases 18464  df-topon 18465  df-topsp 18466  df-cld 18582  df-ntr 18583  df-cls 18584  df-nei 18661  df-lp 18699  df-perf 18700  df-cn 18790  df-cnp 18791  df-haus 18878  df-cmp 18949  df-tx 19094  df-hmeo 19287  df-fil 19378  df-fm 19470  df-flim 19471  df-flf 19472  df-xms 19854  df-ms 19855  df-tms 19856  df-cncf 20413  df-0p 21107  df-limc 21300  df-dv 21301  df-dvn 21302  df-cpn 21303  df-ply 21615  df-idp 21616  df-coe 21617  df-dgr 21618  df-quot 21716  df-aa 21740
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