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Theorem aalioulem4 23894
 Description: Lemma for aaliou 23897. (Contributed by Stefan O'Rear, 16-Nov-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
aalioulem2.a 𝑁 = (deg‘𝐹)
aalioulem2.b (𝜑𝐹 ∈ (Poly‘ℤ))
aalioulem2.c (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
aalioulem2.d (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
aalioulem3.e (𝜑 → (𝐹𝐴) = 0)
Assertion
Ref Expression
aalioulem4 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ+𝑝 ∈ ℤ ∀𝑞 ∈ ℕ (((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1) → (𝐴 = (𝑝 / 𝑞) ∨ (𝑥 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))))))
Distinct variable groups:   𝜑,𝑥,𝑝,𝑞   𝑥,𝐴,𝑝,𝑞   𝑥,𝐹,𝑝,𝑞
Allowed substitution hints:   𝑁(𝑥,𝑞,𝑝)

Proof of Theorem aalioulem4
Dummy variable 𝑎 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 aalioulem2.a . . 3 𝑁 = (deg‘𝐹)
2 aalioulem2.b . . 3 (𝜑𝐹 ∈ (Poly‘ℤ))
3 aalioulem2.c . . 3 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
4 aalioulem2.d . . 3 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
5 aalioulem3.e . . 3 (𝜑 → (𝐹𝐴) = 0)
61, 2, 3, 4, 5aalioulem3 23893 . 2 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ+𝑎 ∈ ℝ ((abs‘(𝐴𝑎)) ≤ 1 → (𝑥 · (abs‘(𝐹𝑎))) ≤ (abs‘(𝐴𝑎))))
7 simp2l 1080 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 𝑝 ∈ ℤ)
8 simp2r 1081 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 𝑞 ∈ ℕ)
9 znq 11668 . . . . . . . . . . 11 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) → (𝑝 / 𝑞) ∈ ℚ)
107, 8, 9syl2anc 691 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝑝 / 𝑞) ∈ ℚ)
11 qre 11669 . . . . . . . . . 10 ((𝑝 / 𝑞) ∈ ℚ → (𝑝 / 𝑞) ∈ ℝ)
1210, 11syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝑝 / 𝑞) ∈ ℝ)
13 simp3r 1083 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)
14 oveq2 6557 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 = (𝑝 / 𝑞) → (𝐴𝑎) = (𝐴 − (𝑝 / 𝑞)))
1514fveq2d 6107 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑎 = (𝑝 / 𝑞) → (abs‘(𝐴𝑎)) = (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))))
1615breq1d 4593 . . . . . . . . . . . 12 (𝑎 = (𝑝 / 𝑞) → ((abs‘(𝐴𝑎)) ≤ 1 ↔ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1))
17 fveq2 6103 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑎 = (𝑝 / 𝑞) → (𝐹𝑎) = (𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))
1817fveq2d 6107 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 = (𝑝 / 𝑞) → (abs‘(𝐹𝑎)) = (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞))))
1918oveq2d 6565 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑎 = (𝑝 / 𝑞) → (𝑥 · (abs‘(𝐹𝑎))) = (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))))
2019, 15breq12d 4596 . . . . . . . . . . . 12 (𝑎 = (𝑝 / 𝑞) → ((𝑥 · (abs‘(𝐹𝑎))) ≤ (abs‘(𝐴𝑎)) ↔ (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞)))))
2116, 20imbi12d 333 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 = (𝑝 / 𝑞) → (((abs‘(𝐴𝑎)) ≤ 1 → (𝑥 · (abs‘(𝐹𝑎))) ≤ (abs‘(𝐴𝑎))) ↔ ((abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1 → (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))))))
2221rspcv 3278 . . . . . . . . . 10 ((𝑝 / 𝑞) ∈ ℝ → (∀𝑎 ∈ ℝ ((abs‘(𝐴𝑎)) ≤ 1 → (𝑥 · (abs‘(𝐹𝑎))) ≤ (abs‘(𝐴𝑎))) → ((abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1 → (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))))))
2322com23 84 . . . . . . . . 9 ((𝑝 / 𝑞) ∈ ℝ → ((abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1 → (∀𝑎 ∈ ℝ ((abs‘(𝐴𝑎)) ≤ 1 → (𝑥 · (abs‘(𝐹𝑎))) ≤ (abs‘(𝐴𝑎))) → (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))))))
2412, 13, 23sylc 63 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (∀𝑎 ∈ ℝ ((abs‘(𝐴𝑎)) ≤ 1 → (𝑥 · (abs‘(𝐹𝑎))) ≤ (abs‘(𝐴𝑎))) → (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞)))))
25 simp1r 1079 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 𝑥 ∈ ℝ+)
268nnrpd 11746 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 𝑞 ∈ ℝ+)
27 simp1l 1078 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 𝜑)
2827, 3syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 𝑁 ∈ ℕ)
2928nnzd 11357 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 𝑁 ∈ ℤ)
3026, 29rpexpcld 12894 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝑞𝑁) ∈ ℝ+)
3125, 30rpdivcld 11765 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝑥 / (𝑞𝑁)) ∈ ℝ+)
3231rpred 11748 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝑥 / (𝑞𝑁)) ∈ ℝ)
3332adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) ∧ (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞)))) → (𝑥 / (𝑞𝑁)) ∈ ℝ)
3425rpred 11748 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 𝑥 ∈ ℝ)
3527, 2syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 𝐹 ∈ (Poly‘ℤ))
36 plyf 23758 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐹 ∈ (Poly‘ℤ) → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
3735, 36syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
3812recnd 9947 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝑝 / 𝑞) ∈ ℂ)
3937, 38ffvelrnd 6268 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ∈ ℂ)
4039abscld 14023 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞))) ∈ ℝ)
4134, 40remulcld 9949 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ∈ ℝ)
4241adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) ∧ (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞)))) → (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ∈ ℝ)
4327, 4syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 𝐴 ∈ ℝ)
4443, 12resubcld 10337 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝐴 − (𝑝 / 𝑞)) ∈ ℝ)
4544recnd 9947 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝐴 − (𝑝 / 𝑞)) ∈ ℂ)
4645abscld 14023 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ∈ ℝ)
4746adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) ∧ (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞)))) → (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ∈ ℝ)
4825rpcnd 11750 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 𝑥 ∈ ℂ)
4930rpcnd 11750 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝑞𝑁) ∈ ℂ)
5030rpne0d 11753 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝑞𝑁) ≠ 0)
5148, 49, 50divrecd 10683 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝑥 / (𝑞𝑁)) = (𝑥 · (1 / (𝑞𝑁))))
5249, 39absmuld 14041 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (abs‘((𝑞𝑁) · (𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) = ((abs‘(𝑞𝑁)) · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))))
5330rpred 11748 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝑞𝑁) ∈ ℝ)
5430rpge0d 11752 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 0 ≤ (𝑞𝑁))
5553, 54absidd 14009 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (abs‘(𝑞𝑁)) = (𝑞𝑁))
5655oveq1d 6564 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → ((abs‘(𝑞𝑁)) · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) = ((𝑞𝑁) · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))))
5752, 56eqtrd 2644 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (abs‘((𝑞𝑁) · (𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) = ((𝑞𝑁) · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))))
5849, 39mulcomd 9940 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → ((𝑞𝑁) · (𝐹‘(𝑝 / 𝑞))) = ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) · (𝑞𝑁)))
591oveq2i 6560 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑞𝑁) = (𝑞↑(deg‘𝐹))
6059oveq2i 6560 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) · (𝑞𝑁)) = ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) · (𝑞↑(deg‘𝐹)))
6158, 60syl6eq 2660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → ((𝑞𝑁) · (𝐹‘(𝑝 / 𝑞))) = ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) · (𝑞↑(deg‘𝐹))))
6235, 7, 8aalioulem1 23891 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) · (𝑞↑(deg‘𝐹))) ∈ ℤ)
6361, 62eqeltrd 2688 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → ((𝑞𝑁) · (𝐹‘(𝑝 / 𝑞))) ∈ ℤ)
64 simp3l 1082 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0)
6549, 39, 50, 64mulne0d 10558 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → ((𝑞𝑁) · (𝐹‘(𝑝 / 𝑞))) ≠ 0)
66 nnabscl 13913 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝑞𝑁) · (𝐹‘(𝑝 / 𝑞))) ∈ ℤ ∧ ((𝑞𝑁) · (𝐹‘(𝑝 / 𝑞))) ≠ 0) → (abs‘((𝑞𝑁) · (𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ∈ ℕ)
6763, 65, 66syl2anc 691 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (abs‘((𝑞𝑁) · (𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ∈ ℕ)
6857, 67eqeltrrd 2689 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → ((𝑞𝑁) · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ∈ ℕ)
6968nnge1d 10940 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 1 ≤ ((𝑞𝑁) · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))))
70 1red 9934 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → 1 ∈ ℝ)
7170, 40, 30ledivmuld 11801 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → ((1 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞))) ↔ 1 ≤ ((𝑞𝑁) · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞))))))
7269, 71mpbird 246 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (1 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞))))
7330rprecred 11759 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (1 / (𝑞𝑁)) ∈ ℝ)
7473, 40, 25lemul2d 11792 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → ((1 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞))) ↔ (𝑥 · (1 / (𝑞𝑁))) ≤ (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞))))))
7572, 74mpbid 221 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝑥 · (1 / (𝑞𝑁))) ≤ (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))))
7651, 75eqbrtrd 4605 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (𝑥 / (𝑞𝑁)) ≤ (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))))
7776adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) ∧ (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞)))) → (𝑥 / (𝑞𝑁)) ≤ (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))))
78 simpr 476 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) ∧ (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞)))) → (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))))
7933, 42, 47, 77, 78letrd 10073 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) ∧ (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞)))) → (𝑥 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))))
8079olcd 407 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) ∧ (𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞)))) → (𝐴 = (𝑝 / 𝑞) ∨ (𝑥 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞)))))
8180ex 449 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → ((𝑥 · (abs‘(𝐹‘(𝑝 / 𝑞)))) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) → (𝐴 = (𝑝 / 𝑞) ∨ (𝑥 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))))))
8224, 81syld 46 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ (𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) ∧ ((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1)) → (∀𝑎 ∈ ℝ ((abs‘(𝐴𝑎)) ≤ 1 → (𝑥 · (abs‘(𝐹𝑎))) ≤ (abs‘(𝐴𝑎))) → (𝐴 = (𝑝 / 𝑞) ∨ (𝑥 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))))))
83823exp 1256 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) → ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) → (((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1) → (∀𝑎 ∈ ℝ ((abs‘(𝐴𝑎)) ≤ 1 → (𝑥 · (abs‘(𝐹𝑎))) ≤ (abs‘(𝐴𝑎))) → (𝐴 = (𝑝 / 𝑞) ∨ (𝑥 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))))))))
8483com34 89 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) → ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) → (∀𝑎 ∈ ℝ ((abs‘(𝐴𝑎)) ≤ 1 → (𝑥 · (abs‘(𝐹𝑎))) ≤ (abs‘(𝐴𝑎))) → (((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1) → (𝐴 = (𝑝 / 𝑞) ∨ (𝑥 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))))))))
8584com23 84 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) → (∀𝑎 ∈ ℝ ((abs‘(𝐴𝑎)) ≤ 1 → (𝑥 · (abs‘(𝐹𝑎))) ≤ (abs‘(𝐴𝑎))) → ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) → (((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1) → (𝐴 = (𝑝 / 𝑞) ∨ (𝑥 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))))))))
8685ralrimdvv 2956 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) → (∀𝑎 ∈ ℝ ((abs‘(𝐴𝑎)) ≤ 1 → (𝑥 · (abs‘(𝐹𝑎))) ≤ (abs‘(𝐴𝑎))) → ∀𝑝 ∈ ℤ ∀𝑞 ∈ ℕ (((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1) → (𝐴 = (𝑝 / 𝑞) ∨ (𝑥 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞)))))))
8786reximdva 3000 . 2 (𝜑 → (∃𝑥 ∈ ℝ+𝑎 ∈ ℝ ((abs‘(𝐴𝑎)) ≤ 1 → (𝑥 · (abs‘(𝐹𝑎))) ≤ (abs‘(𝐴𝑎))) → ∃𝑥 ∈ ℝ+𝑝 ∈ ℤ ∀𝑞 ∈ ℕ (((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1) → (𝐴 = (𝑝 / 𝑞) ∨ (𝑥 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞)))))))
886, 87mpd 15 1 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ+𝑝 ∈ ℤ ∀𝑞 ∈ ℕ (((𝐹‘(𝑝 / 𝑞)) ≠ 0 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))) ≤ 1) → (𝐴 = (𝑝 / 𝑞) ∨ (𝑥 / (𝑞𝑁)) ≤ (abs‘(𝐴 − (𝑝 / 𝑞))))))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∨ wo 382   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780  ∀wral 2896  ∃wrex 2897   class class class wbr 4583  ⟶wf 5800  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  ℂcc 9813  ℝcr 9814  0cc0 9815  1c1 9816   · cmul 9820   ≤ cle 9954   − cmin 10145   / cdiv 10563  ℕcn 10897  ℤcz 11254  ℚcq 11664  ℝ+crp 11708  ↑cexp 12722  abscabs 13822  Polycply 23744  degcdgr 23747 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893  ax-addf 9894  ax-mulf 9895 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-iin 4458  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-of 6795  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-supp 7183  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-er 7629  df-map 7746  df-pm 7747  df-ixp 7795  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-fsupp 8159  df-fi 8200  df-sup 8231  df-inf 8232  df-oi 8298  df-card 8648  df-cda 8873  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-4 10958  df-5 10959  df-6 10960  df-7 10961  df-8 10962  df-9 10963  df-n0 11170  df-z 11255  df-dec 11370  df-uz 11564  df-q 11665  df-rp 11709  df-xneg 11822  df-xadd 11823  df-xmul 11824  df-ioo 12050  df-ico 12052  df-icc 12053  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-fl 12455  df-seq 12664  df-exp 12723  df-hash 12980  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-clim 14067  df-rlim 14068  df-sum 14265  df-struct 15697  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-mulr 15782  df-starv 15783  df-sca 15784  df-vsca 15785  df-ip 15786  df-tset 15787  df-ple 15788  df-ds 15791  df-unif 15792  df-hom 15793  df-cco 15794  df-rest 15906  df-topn 15907  df-0g 15925  df-gsum 15926  df-topgen 15927  df-pt 15928  df-prds 15931  df-xrs 15985  df-qtop 15990  df-imas 15991  df-xps 15993  df-mre 16069  df-mrc 16070  df-acs 16072  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-submnd 17159  df-grp 17248  df-minusg 17249  df-mulg 17364  df-subg 17414  df-cntz 17573  df-cmn 18018  df-mgp 18313  df-ur 18325  df-ring 18372  df-cring 18373  df-subrg 18601  df-psmet 19559  df-xmet 19560  df-met 19561  df-bl 19562  df-mopn 19563  df-fbas 19564  df-fg 19565  df-cnfld 19568  df-top 20521  df-bases 20522  df-topon 20523  df-topsp 20524  df-cld 20633  df-ntr 20634  df-cls 20635  df-nei 20712  df-lp 20750  df-perf 20751  df-cn 20841  df-cnp 20842  df-haus 20929  df-cmp 21000  df-tx 21175  df-hmeo 21368  df-fil 21460  df-fm 21552  df-flim 21553  df-flf 21554  df-xms 21935  df-ms 21936  df-tms 21937  df-cncf 22489  df-0p 23243  df-limc 23436  df-dv 23437  df-dvn 23438  df-cpn 23439  df-ply 23748  df-coe 23750  df-dgr 23751 This theorem is referenced by:  aalioulem5  23895
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