Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  resqrexlemsqa GIF version

Theorem resqrexlemsqa 9622
 Description: Lemma for resqrex 9624. The square of a limit is 𝐴. (Contributed by Jim Kingdon, 7-Aug-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
resqrexlemex.seq 𝐹 = seq1((𝑦 ∈ ℝ+, 𝑧 ∈ ℝ+ ↦ ((𝑦 + (𝐴 / 𝑦)) / 2)), (ℕ × {(1 + 𝐴)}), ℝ+)
resqrexlemex.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
resqrexlemex.agt0 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
resqrexlemgt0.rr (𝜑𝐿 ∈ ℝ)
resqrexlemgt0.lim (𝜑 → ∀𝑒 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑒) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑒)))
Assertion
Ref Expression
resqrexlemsqa (𝜑 → (𝐿↑2) = 𝐴)
Distinct variable groups:   𝐴,𝑒,𝑗   𝑦,𝐴,𝑧   𝑒,𝐹,𝑗   𝑦,𝐹,𝑧   𝑖,𝐹   𝑒,𝐿,𝑗,𝑖   𝑦,𝐿,𝑧   𝑒,𝑖,𝑗   𝜑,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑒,𝑖,𝑗)   𝐴(𝑖)

Proof of Theorem resqrexlemsqa
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 resqrexlemex.seq . . . . . . 7 𝐹 = seq1((𝑦 ∈ ℝ+, 𝑧 ∈ ℝ+ ↦ ((𝑦 + (𝐴 / 𝑦)) / 2)), (ℕ × {(1 + 𝐴)}), ℝ+)
2 resqrexlemex.a . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
3 resqrexlemex.agt0 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
41, 2, 3resqrexlemf 9605 . . . . . 6 (𝜑𝐹:ℕ⟶ℝ+)
54ffvelrnda 5302 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → (𝐹𝑥) ∈ ℝ+)
6 2z 8273 . . . . . 6 2 ∈ ℤ
76a1i 9 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → 2 ∈ ℤ)
85, 7rpexpcld 9404 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑥)↑2) ∈ ℝ+)
9 eqid 2040 . . . 4 (𝑥 ∈ ℕ ↦ ((𝐹𝑥)↑2)) = (𝑥 ∈ ℕ ↦ ((𝐹𝑥)↑2))
108, 9fmptd 5322 . . 3 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℕ ↦ ((𝐹𝑥)↑2)):ℕ⟶ℝ+)
11 rpssre 8593 . . . 4 + ⊆ ℝ
1211a1i 9 . . 3 (𝜑 → ℝ+ ⊆ ℝ)
1310, 12fssd 5055 . 2 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℕ ↦ ((𝐹𝑥)↑2)):ℕ⟶ℝ)
14 resqrexlemgt0.rr . . 3 (𝜑𝐿 ∈ ℝ)
1514resqcld 9406 . 2 (𝜑 → (𝐿↑2) ∈ ℝ)
16 resqrexlemgt0.lim . . . 4 (𝜑 → ∀𝑒 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑒) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑒)))
17 oveq2 5520 . . . . . . . . 9 (𝑒 = 𝑎 → (𝐿 + 𝑒) = (𝐿 + 𝑎))
1817breq2d 3776 . . . . . . . 8 (𝑒 = 𝑎 → ((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑒) ↔ (𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎)))
19 oveq2 5520 . . . . . . . . 9 (𝑒 = 𝑎 → ((𝐹𝑖) + 𝑒) = ((𝐹𝑖) + 𝑎))
2019breq2d 3776 . . . . . . . 8 (𝑒 = 𝑎 → (𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑒) ↔ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎)))
2118, 20anbi12d 442 . . . . . . 7 (𝑒 = 𝑎 → (((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑒) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑒)) ↔ ((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎))))
2221rexralbidv 2350 . . . . . 6 (𝑒 = 𝑎 → (∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑒) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑒)) ↔ ∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎))))
2322cbvralv 2533 . . . . 5 (∀𝑒 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑒) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑒)) ↔ ∀𝑎 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎)))
24 fveq2 5178 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑏 → (ℤ𝑗) = (ℤ𝑏))
2524raleqdv 2511 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑏 → (∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎)) ↔ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑏)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎))))
2625cbvrexv 2534 . . . . . 6 (∃𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎)) ↔ ∃𝑏 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑏)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎)))
2726ralbii 2330 . . . . 5 (∀𝑎 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎)) ↔ ∀𝑎 ∈ ℝ+𝑏 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑏)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎)))
28 fveq2 5178 . . . . . . . . . 10 (𝑖 = 𝑐 → (𝐹𝑖) = (𝐹𝑐))
2928breq1d 3774 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑐 → ((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ↔ (𝐹𝑐) < (𝐿 + 𝑎)))
3028oveq1d 5527 . . . . . . . . . 10 (𝑖 = 𝑐 → ((𝐹𝑖) + 𝑎) = ((𝐹𝑐) + 𝑎))
3130breq2d 3776 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑐 → (𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎) ↔ 𝐿 < ((𝐹𝑐) + 𝑎)))
3229, 31anbi12d 442 . . . . . . . 8 (𝑖 = 𝑐 → (((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎)) ↔ ((𝐹𝑐) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑐) + 𝑎))))
3332cbvralv 2533 . . . . . . 7 (∀𝑖 ∈ (ℤ𝑏)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎)) ↔ ∀𝑐 ∈ (ℤ𝑏)((𝐹𝑐) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑐) + 𝑎)))
3433rexbii 2331 . . . . . 6 (∃𝑏 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑏)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎)) ↔ ∃𝑏 ∈ ℕ ∀𝑐 ∈ (ℤ𝑏)((𝐹𝑐) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑐) + 𝑎)))
3534ralbii 2330 . . . . 5 (∀𝑎 ∈ ℝ+𝑏 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑏)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑎)) ↔ ∀𝑎 ∈ ℝ+𝑏 ∈ ℕ ∀𝑐 ∈ (ℤ𝑏)((𝐹𝑐) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑐) + 𝑎)))
3623, 27, 353bitri 195 . . . 4 (∀𝑒 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) < (𝐿 + 𝑒) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑖) + 𝑒)) ↔ ∀𝑎 ∈ ℝ+𝑏 ∈ ℕ ∀𝑐 ∈ (ℤ𝑏)((𝐹𝑐) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑐) + 𝑎)))
3716, 36sylib 127 . . 3 (𝜑 → ∀𝑎 ∈ ℝ+𝑏 ∈ ℕ ∀𝑐 ∈ (ℤ𝑏)((𝐹𝑐) < (𝐿 + 𝑎) ∧ 𝐿 < ((𝐹𝑐) + 𝑎)))
381, 2, 3, 14, 37, 9resqrexlemglsq 9620 . 2 (𝜑 → ∀𝑎 ∈ ℝ+𝑏 ∈ ℕ ∀𝑑 ∈ (ℤ𝑏)(((𝑥 ∈ ℕ ↦ ((𝐹𝑥)↑2))‘𝑑) < ((𝐿↑2) + 𝑎) ∧ (𝐿↑2) < (((𝑥 ∈ ℕ ↦ ((𝐹𝑥)↑2))‘𝑑) + 𝑎)))
391, 2, 3, 14, 37, 9resqrexlemga 9621 . 2 (𝜑 → ∀𝑎 ∈ ℝ+𝑏 ∈ ℕ ∀𝑑 ∈ (ℤ𝑏)(((𝑥 ∈ ℕ ↦ ((𝐹𝑥)↑2))‘𝑑) < (𝐴 + 𝑎) ∧ 𝐴 < (((𝑥 ∈ ℕ ↦ ((𝐹𝑥)↑2))‘𝑑) + 𝑎)))
4013, 15, 38, 2, 39recvguniq 9593 1 (𝜑 → (𝐿↑2) = 𝐴)
 Colors of variables: wff set class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 97   = wceq 1243   ∈ wcel 1393  ∀wral 2306  ∃wrex 2307   ⊆ wss 2917  {csn 3375   class class class wbr 3764   ↦ cmpt 3818   × cxp 4343  ‘cfv 4902  (class class class)co 5512   ↦ cmpt2 5514  ℝcr 6888  0cc0 6889  1c1 6890   + caddc 6892   < clt 7060   ≤ cle 7061   / cdiv 7651  ℕcn 7914  2c2 7964  ℤcz 8245  ℤ≥cuz 8473  ℝ+crp 8583  seqcseq 9211  ↑cexp 9254 This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 99  ax-ia2 100  ax-ia3 101  ax-in1 544  ax-in2 545  ax-io 630  ax-5 1336  ax-7 1337  ax-gen 1338  ax-ie1 1382  ax-ie2 1383  ax-8 1395  ax-10 1396  ax-11 1397  ax-i12 1398  ax-bndl 1399  ax-4 1400  ax-13 1404  ax-14 1405  ax-17 1419  ax-i9 1423  ax-ial 1427  ax-i5r 1428  ax-ext 2022  ax-coll 3872  ax-sep 3875  ax-nul 3883  ax-pow 3927  ax-pr 3944  ax-un 4170  ax-setind 4262  ax-iinf 4311  ax-cnex 6975  ax-resscn 6976  ax-1cn 6977  ax-1re 6978  ax-icn 6979  ax-addcl 6980  ax-addrcl 6981  ax-mulcl 6982  ax-mulrcl 6983  ax-addcom 6984  ax-mulcom 6985  ax-addass 6986  ax-mulass 6987  ax-distr 6988  ax-i2m1 6989  ax-1rid 6991  ax-0id 6992  ax-rnegex 6993  ax-precex 6994  ax-cnre 6995  ax-pre-ltirr 6996  ax-pre-ltwlin 6997  ax-pre-lttrn 6998  ax-pre-apti 6999  ax-pre-ltadd 7000  ax-pre-mulgt0 7001  ax-pre-mulext 7002  ax-arch 7003 This theorem depends on definitions:  df-bi 110  df-dc 743  df-3or 886  df-3an 887  df-tru 1246  df-fal 1249  df-nf 1350  df-sb 1646  df-eu 1903  df-mo 1904  df-clab 2027  df-cleq 2033  df-clel 2036  df-nfc 2167  df-ne 2206  df-nel 2207  df-ral 2311  df-rex 2312  df-reu 2313  df-rmo 2314  df-rab 2315  df-v 2559  df-sbc 2765  df-csb 2853  df-dif 2920  df-un 2922  df-in 2924  df-ss 2931  df-nul 3225  df-if 3332  df-pw 3361  df-sn 3381  df-pr 3382  df-op 3384  df-uni 3581  df-int 3616  df-iun 3659  df-br 3765  df-opab 3819  df-mpt 3820  df-tr 3855  df-eprel 4026  df-id 4030  df-po 4033  df-iso 4034  df-iord 4103  df-on 4105  df-suc 4108  df-iom 4314  df-xp 4351  df-rel 4352  df-cnv 4353  df-co 4354  df-dm 4355  df-rn 4356  df-res 4357  df-ima 4358  df-iota 4867  df-fun 4904  df-fn 4905  df-f 4906  df-f1 4907  df-fo 4908  df-f1o 4909  df-fv 4910  df-riota 5468  df-ov 5515  df-oprab 5516  df-mpt2 5517  df-1st 5767  df-2nd 5768  df-recs 5920  df-irdg 5957  df-frec 5978  df-1o 6001  df-2o 6002  df-oadd 6005  df-omul 6006  df-er 6106  df-ec 6108  df-qs 6112  df-ni 6402  df-pli 6403  df-mi 6404  df-lti 6405  df-plpq 6442  df-mpq 6443  df-enq 6445  df-nqqs 6446  df-plqqs 6447  df-mqqs 6448  df-1nqqs 6449  df-rq 6450  df-ltnqqs 6451  df-enq0 6522  df-nq0 6523  df-0nq0 6524  df-plq0 6525  df-mq0 6526  df-inp 6564  df-i1p 6565  df-iplp 6566  df-iltp 6568  df-enr 6811  df-nr 6812  df-ltr 6815  df-0r 6816  df-1r 6817  df-0 6896  df-1 6897  df-r 6899  df-lt 6902  df-pnf 7062  df-mnf 7063  df-xr 7064  df-ltxr 7065  df-le 7066  df-sub 7184  df-neg 7185  df-reap 7566  df-ap 7573  df-div 7652  df-inn 7915  df-2 7973  df-3 7974  df-4 7975  df-n0 8182  df-z 8246  df-uz 8474  df-rp 8584  df-iseq 9212  df-iexp 9255 This theorem is referenced by:  resqrexlemex  9623
 Copyright terms: Public domain W3C validator