Proof of Theorem projlem28
| Step | Hyp | Ref
| Expression |
| 1 | | breq1 2065 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (z =
if(z ∈ ℕ, z, 1) → (z
≤ x ↔ if(z ∈ ℕ, z, 1) ≤ x)) |
| 2 | | breq1 2065 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (z =
if(z ∈ ℕ, z, 1) → (z
≤ y ↔ if(z ∈ ℕ, z, 1) ≤ y)) |
| 3 | 1, 2 | anbi12d 476 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (z =
if(z ∈ ℕ, z, 1) → ((z
≤ x ∧ z ≤ y) ↔
(if(z ∈ ℕ, z, 1) ≤ x
∧ if(z ∈ ℕ, z, 1) ≤ y))) |
| 4 | | opreq2 3007 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (z =
if(z ∈ ℕ, z, 1) → ((4 · ((2 · R) + 1)) / z) =
((4 · ((2 · R) + 1)) /
if(z ∈ ℕ, z, 1))) |
| 5 | 4 | fveq2d 2836 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (z =
if(z ∈ ℕ, z, 1) → (√ ‘((4 · ((2
· R) + 1)) / z)) = (√ ‘((4 · ((2 ·
R) + 1)) / if(z ∈ ℕ, z, 1)))) |
| 6 | 5 | breq2d 2072 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (z =
if(z ∈ ℕ, z, 1) → ((norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z)) ↔ (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) /
if(z ∈ ℕ, z, 1))))) |
| 7 | 3, 6 | imbi12d 474 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (z =
if(z ∈ ℕ, z, 1) → (((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z))) ↔ ((if(z ∈ ℕ, z, 1) ≤ x
∧ if(z ∈ ℕ, z, 1) ≤ y)
→ (norm ‘((F ‘x) −v (F ‘y)))
< (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / if(z
∈ ℕ, z, 1)))))) |
| 8 | 7 | imbi2d 464 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (z =
if(z ∈ ℕ, z, 1) → (((φ ∧ (x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)) → ((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z)))) ↔ ((φ ∧ (x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)) → ((if(z ∈ ℕ, z, 1) ≤ x
∧ if(z ∈ ℕ, z, 1) ≤ y)
→ (norm ‘((F ‘x) −v (F ‘y)))
< (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / if(z
∈ ℕ, z, 1))))))) |
| 9 | | projlem27.1 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ A
∈ ℋ |
| 10 | | projlem27.2 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ H
∈ Cℋ |
| 11 | | projlem27.3 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ S =
{u ∈ ℝ∣∃v ∈ H
u = -(norm ‘(v −v A))} |
| 12 | | projlem27.4 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ R =
-sup(S, ℝ, < ) |
| 13 | | projlem27.5 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (φ
↔ (F:ℕ–→H ∧ ∀w ∈ ℕ ((R − (1 / w)) < (norm ‘((F ‘w)
−v A)) ∧ (norm
‘((F ‘w) −v A)) < (R + (1
/ w))))) |
| 14 | | 1nn 4432 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ 1 ∈ ℕ |
| 15 | 14 | elimel 1793 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ if(z
∈ ℕ, z, 1) ∈
ℕ |
| 16 | 9, 10, 11, 12, 13, 15 | projlem27 5219 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((φ ∧ (x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)) → ((if(z ∈ ℕ, z, 1) ≤ x
∧ if(z ∈ ℕ, z, 1) ≤ y)
→ (norm ‘((F ‘x) −v (F ‘y)))
< (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / if(z
∈ ℕ, z, 1))))) |
| 17 | 8, 16 | dedth 1784 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (z
∈ ℕ → ((φ ∧
(x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)) → ((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z))))) |
| 18 | 17 | exp3a 292 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (z
∈ ℕ → (φ →
((x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ) → ((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z)))))) |
| 19 | 18 | com12 13 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (φ
→ (z ∈ ℕ → ((x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ) → ((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z)))))) |
| 20 | 19 | imp31 280 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((φ ∧ z
∈ ℕ) ∧ (x ∈ ℕ
∧ y ∈ ℕ)) → ((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z)))) |
| 21 | 20 | adantlr 310 |
. . . . . . . 8
⊢ ((((φ ∧ z
∈ ℕ) ∧ (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
< D) ∧ (x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)) → ((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z)))) |
| 22 | | projlem28.6 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ D
∈ ℝ |
| 23 | | axlttrn 4084 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) ∈ ℝ ∧ (√
‘((4 · ((2 · R) + 1)) /
z)) ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ) → (((norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z)) ∧ (√ ‘((4 · ((2 ·
R) + 1)) / z)) < D)
→ (norm ‘((F ‘x) −v (F ‘y)))
< D)) |
| 24 | 22, 23 | mp3an3 641 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (((norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) ∈ ℝ ∧ (√
‘((4 · ((2 · R) + 1)) /
z)) ∈ ℝ) → (((norm
‘((F ‘x) −v (F ‘y)))
< (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
∧ (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
< D) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < D)) |
| 25 | | hvsubclt 4998 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (((F
‘x) ∈ ℋ ∧ (F ‘y)
∈ ℋ ) → ((F ‘x) −v (F ‘y))
∈ ℋ ) |
| 26 | 13 | projlem21 5213 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
⊢ (φ
→ (x ∈ ℕ → (F ‘x)
∈ H)) |
| 27 | 26 | imp 277 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ ((φ ∧ x
∈ ℕ) → (F ‘x) ∈ H) |
| 28 | 10 | chel 5137 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ ((F
‘x) ∈ H → (F
‘x) ∈ ℋ ) |
| 29 | 27, 28 | syl 12 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ ((φ ∧ x
∈ ℕ) → (F ‘x) ∈ ℋ ) |
| 30 | 13 | projlem21 5213 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
⊢ (φ
→ (y ∈ ℕ → (F ‘y)
∈ H)) |
| 31 | 30 | imp 277 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ ((φ ∧ y
∈ ℕ) → (F ‘y) ∈ H) |
| 32 | 10 | chel 5137 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ ((F
‘y) ∈ H → (F
‘y) ∈ ℋ ) |
| 33 | 31, 32 | syl 12 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ ((φ ∧ y
∈ ℕ) → (F ‘y) ∈ ℋ ) |
| 34 | 25, 29, 33 | syl2an 349 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (((φ ∧ x
∈ ℕ) ∧ (φ ∧ y ∈ ℕ)) → ((F ‘x)
−v (F
‘y)) ∈ ℋ ) |
| 35 | 34 | anandis 394 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ ((φ ∧ (x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)) → ((F ‘x)
−v (F
‘y)) ∈ ℋ ) |
| 36 | | normclt 5076 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((F
‘x) −v
(F ‘y)) ∈ ℋ → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) ∈ ℝ) |
| 37 | 35, 36 | syl 12 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((φ ∧ (x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) ∈ ℝ) |
| 38 | | sqrclt 4767 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ ((((4 · ((2 · R) + 1)) / z)
∈ ℝ ∧ 0 ≤ ((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
→ (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
∈ ℝ) |
| 39 | | redivclt 4276 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ ((((4 · ((2 · R) + 1)) ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ) ∧ z ≠ 0) → ((4 · ((2 · R) + 1)) / z)
∈ ℝ) |
| 40 | | nnret 4427 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (z
∈ ℕ → z ∈
ℝ) |
| 41 | | 4re 4473 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ 4 ∈ ℝ |
| 42 | | 2re 4470 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢ 2 ∈ ℝ |
| 43 | 9, 10, 11, 12 | projlem11 5203 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢ R
∈ ℝ |
| 44 | 42, 43 | remulcl 4119 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
⊢ (2 · R) ∈ ℝ |
| 45 | | ax1re 4064 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
⊢ 1 ∈ ℝ |
| 46 | 44, 45 | readdcl 4118 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ ((2 · R) + 1) ∈ ℝ |
| 47 | 41, 46 | remulcl 4119 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (4 · ((2 · R) + 1)) ∈ ℝ |
| 48 | 40, 47 | jctil 240 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (z
∈ ℕ → ((4 · ((2 · R) + 1)) ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ)) |
| 49 | | nnne0t 4444 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (z
∈ ℕ → z ≠ 0) |
| 50 | 39, 48, 49 | sylanc 361 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (z
∈ ℕ → ((4 · ((2 · R) + 1)) / z)
∈ ℝ) |
| 51 | | divge0t 4403 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (((4 · ((2 · R) + 1)) ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ) → ((0 ≤ (4 · ((2
· R) + 1)) ∧ 0 < z) → 0 ≤ ((4 · ((2 · R) + 1)) / z))) |
| 52 | | nngt0t 4441 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (z
∈ ℕ → 0 < z) |
| 53 | | ax0re 4063 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
⊢ 0 ∈ ℝ |
| 54 | | 4pos 4481 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
⊢ 0 < 4 |
| 55 | 53, 41, 54 | ltlei 4303 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ 0 ≤ 4 |
| 56 | | 2pos 4479 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
⊢ 0 < 2 |
| 57 | 53, 42, 56 | ltlei 4303 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢ 0 ≤ 2 |
| 58 | 9, 10, 11, 12 | projlem13 5205 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢ 0 ≤ R |
| 59 | 42, 43 | mulge0 4335 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢ ((0 ≤ 2 ∧ 0 ≤ R) → 0 ≤ (2 · R)) |
| 60 | 57, 58, 59 | mp2an 520 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
⊢ 0 ≤ (2 · R) |
| 61 | | lt01 4377 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢ 0 < 1 |
| 62 | 53, 45, 61 | ltlei 4303 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
⊢ 0 ≤ 1 |
| 63 | 44, 45 | addge0 4324 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
⊢ ((0 ≤ (2 · R) ∧ 0 ≤ 1) → 0 ≤ ((2 ·
R) + 1)) |
| 64 | 60, 62, 63 | mp2an 520 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ 0 ≤ ((2 · R) + 1) |
| 65 | 41, 46 | mulge0 4335 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ ((0 ≤ 4 ∧ 0 ≤ ((2 ·
R) + 1)) → 0 ≤ (4 · ((2
· R) + 1))) |
| 66 | 55, 64, 65 | mp2an 520 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ 0 ≤ (4 · ((2 · R) + 1)) |
| 67 | 52, 66 | jctil 240 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (z
∈ ℕ → (0 ≤ (4 · ((2 · R) + 1)) ∧ 0 < z)) |
| 68 | 51, 48, 67 | sylc 62 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (z
∈ ℕ → 0 ≤ ((4 · ((2 · R) + 1)) / z)) |
| 69 | 38, 50, 68 | sylanc 361 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (z
∈ ℕ → (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
∈ ℝ) |
| 70 | 24, 37, 69 | syl2an 349 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (((φ ∧ (x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)) ∧ z ∈ ℕ) → (((norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z)) ∧ (√ ‘((4 · ((2 ·
R) + 1)) / z)) < D)
→ (norm ‘((F ‘x) −v (F ‘y)))
< D)) |
| 71 | 70 | exp4b 296 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((φ ∧ (x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)) → (z ∈ ℕ → ((norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z)) → ((√ ‘((4 · ((2
· R) + 1)) / z)) < D
→ (norm ‘((F ‘x) −v (F ‘y)))
< D)))) |
| 72 | 71 | com4r 41 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((√ ‘((4 · ((2 ·
R) + 1)) / z)) < D
→ ((φ ∧ (x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)) → (z ∈ ℕ → ((norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z)) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < D)))) |
| 73 | 72 | exp3a 292 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((√ ‘((4 · ((2 ·
R) + 1)) / z)) < D
→ (φ → ((x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ) → (z ∈ ℕ → ((norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z)) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < D))))) |
| 74 | 73 | com4t 40 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((x
∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)
→ (z ∈ ℕ → ((√
‘((4 · ((2 · R) + 1)) /
z)) < D → (φ
→ ((norm ‘((F ‘x) −v (F ‘y)))
< (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
→ (norm ‘((F ‘x) −v (F ‘y)))
< D))))) |
| 75 | 74 | com14 38 |
. . . . . . . . 9
⊢ (φ
→ (z ∈ ℕ → ((√
‘((4 · ((2 · R) + 1)) /
z)) < D → ((x
∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)
→ ((norm ‘((F ‘x) −v (F ‘y)))
< (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
→ (norm ‘((F ‘x) −v (F ‘y)))
< D))))) |
| 76 | 75 | imp41 286 |
. . . . . . . 8
⊢ ((((φ ∧ z
∈ ℕ) ∧ (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
< D) ∧ (x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)) → ((norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < (√ ‘((4
· ((2 · R) + 1)) / z)) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < D)) |
| 77 | 21, 76 | syld 27 |
. . . . . . 7
⊢ ((((φ ∧ z
∈ ℕ) ∧ (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
< D) ∧ (x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ)) → ((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < D)) |
| 78 | 77 | exp 291 |
. . . . . 6
⊢ (((φ ∧ z
∈ ℕ) ∧ (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
< D) → ((x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ) → ((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < D))) |
| 79 | 78 | 19.21aivv 944 |
. . . . 5
⊢ (((φ ∧ z
∈ ℕ) ∧ (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
< D) → ∀x∀y((x ∈
ℕ ∧ y ∈ ℕ) →
((z ≤ x ∧ z ≤
y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < D))) |
| 80 | | r2al 1231 |
. . . . 5
⊢ (∀x ∈ ℕ ∀y ∈ ℕ ((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < D) ↔ ∀x∀y((x ∈
ℕ ∧ y ∈ ℕ) →
((z ≤ x ∧ z ≤
y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < D))) |
| 81 | 79, 80 | sylibr 175 |
. . . 4
⊢ (((φ ∧ z
∈ ℕ) ∧ (√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
< D) → ∀x ∈ ℕ ∀y ∈ ℕ ((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < D)) |
| 82 | 81 | exp 291 |
. . 3
⊢ ((φ ∧ z
∈ ℕ) → ((√ ‘((4 · ((2 · R) + 1)) / z))
< D → ∀x ∈ ℕ ∀y ∈ ℕ ((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < D))) |
| 83 | 82 | r19.22dva 1280 |
. 2
⊢ (φ
→ (∃z ∈ ℕ (√
‘((4 · ((2 · R) + 1)) /
z)) < D → ∃z ∈ ℕ ∀x ∈ ℕ ∀y ∈ ℕ ((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < D))) |
| 84 | 43, 22, 58 | projlem2 5194 |
. 2
⊢ (0 < D → ∃z ∈ ℕ (√ ‘((4 · ((2
· R) + 1)) / z)) < D) |
| 85 | 83, 84 | syl5 22 |
1
⊢ (φ
→ (0 < D → ∃z ∈ ℕ ∀x ∈ ℕ ∀y ∈ ℕ ((z ≤ x ∧
z ≤ y) → (norm ‘((F ‘x)
−v (F
‘y))) < D))) |