Metamath Proof Explorer


Theorem efif1olem2

Description: Lemma for efif1o . (Contributed by Mario Carneiro, 13-May-2014)

Ref Expression
Hypothesis efif1olem1.1 ⊢ D = A A + 2 ⁢ π
Assertion efif1olem2 ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ∃ y ∈ D z − y 2 ⁢ π ∈ ℤ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 efif1olem1.1 ⊢ D = A A + 2 ⁢ π
2 simpl ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A ∈ ℝ
3 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
4 pire ⊢ π ∈ ℝ
5 3 4 remulcli ⊢ 2 ⁢ π ∈ ℝ
6 readdcl ⊢ A ∈ ℝ ∧ 2 ⁢ π ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π ∈ ℝ
7 2 5 6 sylancl ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π ∈ ℝ
8 resubcl ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A − z ∈ ℝ
9 2pos ⊢ 0 < 2
10 pipos ⊢ 0 < π
11 3 4 9 10 mulgt0ii ⊢ 0 < 2 ⁢ π
12 5 11 elrpii ⊢ 2 ⁢ π ∈ ℝ +
13 modcl ⊢ A − z ∈ ℝ ∧ 2 ⁢ π ∈ ℝ + → A − z mod 2 ⁢ π ∈ ℝ
14 8 12 13 sylancl ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A − z mod 2 ⁢ π ∈ ℝ
15 7 14 resubcld ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ∈ ℝ
16 5 a1i ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → 2 ⁢ π ∈ ℝ
17 modlt ⊢ A − z ∈ ℝ ∧ 2 ⁢ π ∈ ℝ + → A − z mod 2 ⁢ π < 2 ⁢ π
18 8 12 17 sylancl ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A − z mod 2 ⁢ π < 2 ⁢ π
19 14 16 2 18 ltadd2dd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + A − z mod 2 ⁢ π < A + 2 ⁢ π
20 2 14 7 ltaddsubd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + A − z mod 2 ⁢ π < A + 2 ⁢ π ↔ A < A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π
21 19 20 mpbid ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A < A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π
22 modge0 ⊢ A − z ∈ ℝ ∧ 2 ⁢ π ∈ ℝ + → 0 ≤ A − z mod 2 ⁢ π
23 8 12 22 sylancl ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → 0 ≤ A − z mod 2 ⁢ π
24 7 14 subge02d ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → 0 ≤ A − z mod 2 ⁢ π ↔ A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ≤ A + 2 ⁢ π
25 23 24 mpbid ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ≤ A + 2 ⁢ π
26 rexr ⊢ A ∈ ℝ → A ∈ ℝ *
27 elioc2 ⊢ A ∈ ℝ * ∧ A + 2 ⁢ π ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ∈ A A + 2 ⁢ π ↔ A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ∈ ℝ ∧ A < A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ∧ A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ≤ A + 2 ⁢ π
28 26 7 27 syl2an2r ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ∈ A A + 2 ⁢ π ↔ A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ∈ ℝ ∧ A < A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ∧ A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ≤ A + 2 ⁢ π
29 15 21 25 28 mpbir3and ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ∈ A A + 2 ⁢ π
30 29 1 eleqtrrdi ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ∈ D
31 modval ⊢ A − z ∈ ℝ ∧ 2 ⁢ π ∈ ℝ + → A − z mod 2 ⁢ π = A - z - 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π
32 8 12 31 sylancl ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A − z mod 2 ⁢ π = A - z - 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π
33 32 oveq2d ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π = A + 2 ⁢ π - A - z - 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π
34 7 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π ∈ ℂ
35 8 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A − z ∈ ℂ
36 5 11 gt0ne0ii ⊢ 2 ⁢ π ≠ 0
37 redivcl ⊢ A − z ∈ ℝ ∧ 2 ⁢ π ∈ ℝ ∧ 2 ⁢ π ≠ 0 → A − z 2 ⁢ π ∈ ℝ
38 5 36 37 mp3an23 ⊢ A − z ∈ ℝ → A − z 2 ⁢ π ∈ ℝ
39 8 38 syl ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A − z 2 ⁢ π ∈ ℝ
40 39 flcld ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A − z 2 ⁢ π ∈ ℤ
41 40 zred ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A − z 2 ⁢ π ∈ ℝ
42 remulcl ⊢ 2 ⁢ π ∈ ℝ ∧ A − z 2 ⁢ π ∈ ℝ → 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π ∈ ℝ
43 5 41 42 sylancr ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π ∈ ℝ
44 43 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π ∈ ℂ
45 34 35 44 subsubd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π - A - z - 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π = A + 2 ⁢ π - A − z + 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π
46 2 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A ∈ ℂ
47 5 recni ⊢ 2 ⁢ π ∈ ℂ
48 47 a1i ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → 2 ⁢ π ∈ ℂ
49 simpr ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z ∈ ℝ
50 49 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z ∈ ℂ
51 46 48 50 pnncand ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π - A − z = 2 ⁢ π + z
52 51 oveq1d ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π - A − z + 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π = 2 ⁢ π + z + 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π
53 33 45 52 3eqtrd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π = 2 ⁢ π + z + 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π
54 53 oveq2d ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z − A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π = z − 2 ⁢ π + z + 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π
55 addcl ⊢ 2 ⁢ π ∈ ℂ ∧ z ∈ ℂ → 2 ⁢ π + z ∈ ℂ
56 47 50 55 sylancr ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → 2 ⁢ π + z ∈ ℂ
57 50 56 44 subsub4d ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z - 2 ⁢ π + z - 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π = z − 2 ⁢ π + z + 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π
58 56 50 negsubdi2d ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → − 2 ⁢ π + z - z = z − 2 ⁢ π + z
59 48 50 pncand ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → 2 ⁢ π + z - z = 2 ⁢ π
60 59 negeqd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → − 2 ⁢ π + z - z = − 2 ⁢ π
61 58 60 eqtr3d ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z − 2 ⁢ π + z = − 2 ⁢ π
62 neg1cn ⊢ − 1 ∈ ℂ
63 47 mulm1i ⊢ -1 ⁢ 2 ⁢ π = − 2 ⁢ π
64 62 47 63 mulcomli ⊢ 2 ⁢ π ⁢ -1 = − 2 ⁢ π
65 61 64 eqtr4di ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z − 2 ⁢ π + z = 2 ⁢ π ⁢ -1
66 65 oveq1d ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z - 2 ⁢ π + z - 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π = 2 ⁢ π ⁢ -1 − 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π
67 62 a1i ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → − 1 ∈ ℂ
68 40 zcnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → A − z 2 ⁢ π ∈ ℂ
69 48 67 68 subdid ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → 2 ⁢ π ⁢ - 1 - A − z 2 ⁢ π = 2 ⁢ π ⁢ -1 − 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π
70 66 69 eqtr4d ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z - 2 ⁢ π + z - 2 ⁢ π ⁢ A − z 2 ⁢ π = 2 ⁢ π ⁢ - 1 - A − z 2 ⁢ π
71 54 57 70 3eqtr2d ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z − A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π = 2 ⁢ π ⁢ - 1 - A − z 2 ⁢ π
72 71 oveq1d ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z − A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π 2 ⁢ π = 2 ⁢ π ⁢ - 1 - A − z 2 ⁢ π 2 ⁢ π
73 neg1z ⊢ − 1 ∈ ℤ
74 zsubcl ⊢ − 1 ∈ ℤ ∧ A − z 2 ⁢ π ∈ ℤ → - 1 - A − z 2 ⁢ π ∈ ℤ
75 73 40 74 sylancr ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → - 1 - A − z 2 ⁢ π ∈ ℤ
76 75 zcnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → - 1 - A − z 2 ⁢ π ∈ ℂ
77 divcan3 ⊢ - 1 - A − z 2 ⁢ π ∈ ℂ ∧ 2 ⁢ π ∈ ℂ ∧ 2 ⁢ π ≠ 0 → 2 ⁢ π ⁢ - 1 - A − z 2 ⁢ π 2 ⁢ π = - 1 - A − z 2 ⁢ π
78 47 36 77 mp3an23 ⊢ - 1 - A − z 2 ⁢ π ∈ ℂ → 2 ⁢ π ⁢ - 1 - A − z 2 ⁢ π 2 ⁢ π = - 1 - A − z 2 ⁢ π
79 76 78 syl ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → 2 ⁢ π ⁢ - 1 - A − z 2 ⁢ π 2 ⁢ π = - 1 - A − z 2 ⁢ π
80 72 79 eqtrd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z − A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π 2 ⁢ π = - 1 - A − z 2 ⁢ π
81 80 75 eqeltrd ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → z − A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π 2 ⁢ π ∈ ℤ
82 oveq2 ⊢ y = A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π → z − y = z − A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π
83 82 oveq1d ⊢ y = A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π → z − y 2 ⁢ π = z − A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π 2 ⁢ π
84 83 eleq1d ⊢ y = A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π → z − y 2 ⁢ π ∈ ℤ ↔ z − A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π 2 ⁢ π ∈ ℤ
85 84 rspcev ⊢ A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π ∈ D ∧ z − A + 2 ⁢ π - A − z mod 2 ⁢ π 2 ⁢ π ∈ ℤ → ∃ y ∈ D z − y 2 ⁢ π ∈ ℤ
86 30 81 85 syl2anc ⊢ A ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → ∃ y ∈ D z − y 2 ⁢ π ∈ ℤ