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Theorem signsply0

Description: Lemma for the rule of signs, based on Bolzano's intermediate value theorem for polynomials : If the lowest and highest coefficient A and B are of opposite signs, the polynomial admits a positive root. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Sep-2018)

Ref Expression
Hypotheses signsply0.d ⊢ D = deg ⁡ F
signsply0.c ⊢ C = coeff ⁡ F
signsply0.b ⊢ B = C ⁡ D
signsply0.a ⊢ A = C ⁡ 0
signsply0.1 ⊢ φ → F ∈ Poly ⁡ ℝ
signsply0.2 ⊢ φ → F ≠ 0 𝑝
signsply0.3 ⊢ φ → A ⁢ B < 0
Assertion signsply0 ⊢ φ → ∃ z ∈ ℝ + F ⁡ z = 0

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 signsply0.d ⊢ D = deg ⁡ F
2 signsply0.c ⊢ C = coeff ⁡ F
3 signsply0.b ⊢ B = C ⁡ D
4 signsply0.a ⊢ A = C ⁡ 0
5 signsply0.1 ⊢ φ → F ∈ Poly ⁡ ℝ
6 signsply0.2 ⊢ φ → F ≠ 0 𝑝
7 signsply0.3 ⊢ φ → A ⁢ B < 0
8 simplr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < − B → d ∈ ℝ +
9 simpr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < − B → ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < − B
10 rpxr ⊢ d ∈ ℝ + → d ∈ ℝ *
11 10 xrleidd ⊢ d ∈ ℝ + → d ≤ d
12 11 ad2antlr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < − B → d ≤ d
13 id ⊢ d ∈ ℝ + → d ∈ ℝ +
14 simpr ⊢ d ∈ ℝ + ∧ f = d → f = d
15 14 breq2d ⊢ d ∈ ℝ + ∧ f = d → d ≤ f ↔ d ≤ d
16 14 fveq2d ⊢ d ∈ ℝ + ∧ f = d → F ⁡ f = F ⁡ d
17 14 oveq1d ⊢ d ∈ ℝ + ∧ f = d → f D = d D
18 16 17 oveq12d ⊢ d ∈ ℝ + ∧ f = d → F ⁡ f f D = F ⁡ d d D
19 18 fvoveq1d ⊢ d ∈ ℝ + ∧ f = d → F ⁡ f f D − B = F ⁡ d d D − B
20 19 breq1d ⊢ d ∈ ℝ + ∧ f = d → F ⁡ f f D − B < − B ↔ F ⁡ d d D − B < − B
21 15 20 imbi12d ⊢ d ∈ ℝ + ∧ f = d → d ≤ f → F ⁡ f f D − B < − B ↔ d ≤ d → F ⁡ d d D − B < − B
22 13 21 rspcdv ⊢ d ∈ ℝ + → ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < − B → d ≤ d → F ⁡ d d D − B < − B
23 8 9 12 22 syl3c ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < − B → F ⁡ d d D − B < − B
24 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → F ∈ Poly ⁡ ℝ
25 simpr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d ∈ ℝ +
26 25 rpred ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d ∈ ℝ
27 24 26 plyrecld ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → F ⁡ d ∈ ℝ
28 dgrcl ⊢ F ∈ Poly ⁡ ℝ → deg ⁡ F ∈ ℕ 0
29 5 28 syl ⊢ φ → deg ⁡ F ∈ ℕ 0
30 1 29 eqeltrid ⊢ φ → D ∈ ℕ 0
31 30 ad2antrr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → D ∈ ℕ 0
32 26 31 reexpcld ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d D ∈ ℝ
33 25 rpcnd ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d ∈ ℂ
34 25 rpne0d ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d ≠ 0
35 30 nn0zd ⊢ φ → D ∈ ℤ
36 35 ad2antrr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → D ∈ ℤ
37 33 34 36 expne0d ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d D ≠ 0
38 27 32 37 redivcld ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → F ⁡ d d D ∈ ℝ
39 0re ⊢ 0 ∈ ℝ
40 2 coef2 ⊢ F ∈ Poly ⁡ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ → C : ℕ 0 ⟶ ℝ
41 39 40 mpan2 ⊢ F ∈ Poly ⁡ ℝ → C : ℕ 0 ⟶ ℝ
42 41 ffvelcdmda ⊢ F ∈ Poly ⁡ ℝ ∧ D ∈ ℕ 0 → C ⁡ D ∈ ℝ
43 3 42 eqeltrid ⊢ F ∈ Poly ⁡ ℝ ∧ D ∈ ℕ 0 → B ∈ ℝ
44 5 30 43 syl2anc ⊢ φ → B ∈ ℝ
45 44 ad2antrr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → B ∈ ℝ
46 45 renegcld ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → − B ∈ ℝ
47 38 45 46 absdifltd ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → F ⁡ d d D − B < − B ↔ B − − B < F ⁡ d d D ∧ F ⁡ d d D < B + − B
48 47 simplbda ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d d D − B < − B → F ⁡ d d D < B + − B
49 44 recnd ⊢ φ → B ∈ ℂ
50 49 ad2antrr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → B ∈ ℂ
51 50 negidd ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → B + − B = 0
52 51 adantr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d d D − B < − B → B + − B = 0
53 48 52 breqtrd ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d d D − B < − B → F ⁡ d d D < 0
54 25 36 rpexpcld ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d D ∈ ℝ +
55 27 54 ge0divd ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → 0 ≤ F ⁡ d ↔ 0 ≤ F ⁡ d d D
56 55 notbid ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → ¬ 0 ≤ F ⁡ d ↔ ¬ 0 ≤ F ⁡ d d D
57 0red ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → 0 ∈ ℝ
58 27 57 ltnled ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → F ⁡ d < 0 ↔ ¬ 0 ≤ F ⁡ d
59 38 57 ltnled ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → F ⁡ d d D < 0 ↔ ¬ 0 ≤ F ⁡ d d D
60 56 58 59 3bitr4d ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → F ⁡ d < 0 ↔ F ⁡ d d D < 0
61 60 adantr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d d D − B < − B → F ⁡ d < 0 ↔ F ⁡ d d D < 0
62 53 61 mpbird ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d d D − B < − B → F ⁡ d < 0
63 23 62 syldan ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < − B → F ⁡ d < 0
64 0red ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → 0 ∈ ℝ
65 simplr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → d ∈ ℝ +
66 65 rpred ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → d ∈ ℝ
67 65 rpgt0d ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → 0 < d
68 iccssre ⊢ 0 ∈ ℝ ∧ d ∈ ℝ → 0 d ⊆ ℝ
69 39 66 68 sylancr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → 0 d ⊆ ℝ
70 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
71 69 70 sstrdi ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → 0 d ⊆ ℂ
72 plycn ⊢ F ∈ Poly ⁡ ℝ → F : ℂ ⟶cn ℂ
73 5 72 syl ⊢ φ → F : ℂ ⟶cn ℂ
74 73 ad3antrrr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → F : ℂ ⟶cn ℂ
75 5 ad4antr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 ∧ x ∈ 0 d → F ∈ Poly ⁡ ℝ
76 69 sselda ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 ∧ x ∈ 0 d → x ∈ ℝ
77 75 76 plyrecld ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 ∧ x ∈ 0 d → F ⁡ x ∈ ℝ
78 simpr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → F ⁡ d < 0
79 simplll ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → φ
80 79 44 syl ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → B ∈ ℝ
81 simpr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + → − B ∈ ℝ +
82 81 ad2antrr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → − B ∈ ℝ +
83 negelrp ⊢ B ∈ ℝ → − B ∈ ℝ + ↔ B < 0
84 83 biimpa ⊢ B ∈ ℝ ∧ − B ∈ ℝ + → B < 0
85 80 82 84 syl2anc ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → B < 0
86 5 39 40 sylancl ⊢ φ → C : ℕ 0 ⟶ ℝ
87 0nn0 ⊢ 0 ∈ ℕ 0
88 87 a1i ⊢ φ → 0 ∈ ℕ 0
89 86 88 ffvelcdmd ⊢ φ → C ⁡ 0 ∈ ℝ
90 4 89 eqeltrid ⊢ φ → A ∈ ℝ
91 90 44 7 mul2lt0rlt0 ⊢ φ ∧ B < 0 → 0 < A
92 91 4 breqtrdi ⊢ φ ∧ B < 0 → 0 < C ⁡ 0
93 79 85 92 syl2anc ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → 0 < C ⁡ 0
94 2 coefv0 ⊢ F ∈ Poly ⁡ ℝ → F ⁡ 0 = C ⁡ 0
95 5 94 syl ⊢ φ → F ⁡ 0 = C ⁡ 0
96 95 ad3antrrr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → F ⁡ 0 = C ⁡ 0
97 93 96 breqtrrd ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → 0 < F ⁡ 0
98 78 97 jca ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → F ⁡ d < 0 ∧ 0 < F ⁡ 0
99 64 66 64 67 71 74 77 98 ivth2 ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → ∃ z ∈ 0 d F ⁡ z = 0
100 0le0 ⊢ 0 ≤ 0
101 pnfge ⊢ d ∈ ℝ * → d ≤ +∞
102 10 101 syl ⊢ d ∈ ℝ + → d ≤ +∞
103 0xr ⊢ 0 ∈ ℝ *
104 pnfxr ⊢ +∞ ∈ ℝ *
105 ioossioo ⊢ 0 ∈ ℝ * ∧ +∞ ∈ ℝ * ∧ 0 ≤ 0 ∧ d ≤ +∞ → 0 d ⊆ 0 +∞
106 103 104 105 mpanl12 ⊢ 0 ≤ 0 ∧ d ≤ +∞ → 0 d ⊆ 0 +∞
107 100 102 106 sylancr ⊢ d ∈ ℝ + → 0 d ⊆ 0 +∞
108 ioorp ⊢ 0 +∞ = ℝ +
109 107 108 sseqtrdi ⊢ d ∈ ℝ + → 0 d ⊆ ℝ +
110 ssrexv ⊢ 0 d ⊆ ℝ + → ∃ z ∈ 0 d F ⁡ z = 0 → ∃ z ∈ ℝ + F ⁡ z = 0
111 65 109 110 3syl ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → ∃ z ∈ 0 d F ⁡ z = 0 → ∃ z ∈ ℝ + F ⁡ z = 0
112 99 111 mpd ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d < 0 → ∃ z ∈ ℝ + F ⁡ z = 0
113 63 112 syldan ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < − B → ∃ z ∈ ℝ + F ⁡ z = 0
114 plyf ⊢ F ∈ Poly ⁡ ℝ → F : ℂ ⟶ ℂ
115 5 114 syl ⊢ φ → F : ℂ ⟶ ℂ
116 115 ffnd ⊢ φ → F Fn ℂ
117 ovex ⊢ x D ∈ V
118 117 rgenw ⊢ ∀ x ∈ ℝ + x D ∈ V
119 eqid ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ x D = x ∈ ℝ + ⟼ x D
120 119 fnmpt ⊢ ∀ x ∈ ℝ + x D ∈ V → x ∈ ℝ + ⟼ x D Fn ℝ +
121 118 120 mp1i ⊢ φ → x ∈ ℝ + ⟼ x D Fn ℝ +
122 cnex ⊢ ℂ ∈ V
123 122 a1i ⊢ φ → ℂ ∈ V
124 rpssre ⊢ ℝ + ⊆ ℝ
125 124 70 sstri ⊢ ℝ + ⊆ ℂ
126 122 125 ssexi ⊢ ℝ + ∈ V
127 126 a1i ⊢ φ → ℝ + ∈ V
128 sseqin2 ⊢ ℝ + ⊆ ℂ ↔ ℂ ∩ ℝ + = ℝ +
129 125 128 mpbi ⊢ ℂ ∩ ℝ + = ℝ +
130 eqidd ⊢ φ ∧ f ∈ ℂ → F ⁡ f = F ⁡ f
131 eqidd ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + → x ∈ ℝ + ⟼ x D = x ∈ ℝ + ⟼ x D
132 simpr ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + ∧ x = f → x = f
133 132 oveq1d ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + ∧ x = f → x D = f D
134 simpr ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + → f ∈ ℝ +
135 ovexd ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + → f D ∈ V
136 131 133 134 135 fvmptd ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + → x ∈ ℝ + ⟼ x D ⁡ f = f D
137 116 121 123 127 129 130 136 offval ⊢ φ → F ÷ f x ∈ ℝ + ⟼ x D = f ∈ ℝ + ⟼ F ⁡ f f D
138 oveq1 ⊢ x = f → x D = f D
139 138 cbvmptv ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ x D = f ∈ ℝ + ⟼ f D
140 1 2 3 139 signsplypnf ⊢ F ∈ Poly ⁡ ℝ → F ÷ f x ∈ ℝ + ⟼ x D ⇝ℝ B
141 5 140 syl ⊢ φ → F ÷ f x ∈ ℝ + ⟼ x D ⇝ℝ B
142 137 141 eqbrtrrd ⊢ φ → f ∈ ℝ + ⟼ F ⁡ f f D ⇝ℝ B
143 115 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + → F : ℂ ⟶ ℂ
144 134 rpcnd ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + → f ∈ ℂ
145 143 144 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + → F ⁡ f ∈ ℂ
146 30 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + → D ∈ ℕ 0
147 144 146 expcld ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + → f D ∈ ℂ
148 134 rpne0d ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + → f ≠ 0
149 35 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + → D ∈ ℤ
150 144 148 149 expne0d ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + → f D ≠ 0
151 145 147 150 divcld ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ + → F ⁡ f f D ∈ ℂ
152 151 ralrimiva ⊢ φ → ∀ f ∈ ℝ + F ⁡ f f D ∈ ℂ
153 124 a1i ⊢ φ → ℝ + ⊆ ℝ
154 1red ⊢ φ → 1 ∈ ℝ
155 152 153 49 154 rlim3 ⊢ φ → f ∈ ℝ + ⟼ F ⁡ f f D ⇝ℝ B ↔ ∀ e ∈ ℝ + ∃ d ∈ 1 +∞ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e
156 142 155 mpbid ⊢ φ → ∀ e ∈ ℝ + ∃ d ∈ 1 +∞ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e
157 0lt1 ⊢ 0 < 1
158 pnfge ⊢ +∞ ∈ ℝ * → +∞ ≤ +∞
159 104 158 ax-mp ⊢ +∞ ≤ +∞
160 icossioo ⊢ 0 ∈ ℝ * ∧ +∞ ∈ ℝ * ∧ 0 < 1 ∧ +∞ ≤ +∞ → 1 +∞ ⊆ 0 +∞
161 103 104 157 159 160 mp4an ⊢ 1 +∞ ⊆ 0 +∞
162 161 108 sseqtri ⊢ 1 +∞ ⊆ ℝ +
163 ssrexv ⊢ 1 +∞ ⊆ ℝ + → ∃ d ∈ 1 +∞ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e → ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e
164 162 163 ax-mp ⊢ ∃ d ∈ 1 +∞ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e → ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e
165 164 ralimi ⊢ ∀ e ∈ ℝ + ∃ d ∈ 1 +∞ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e → ∀ e ∈ ℝ + ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e
166 156 165 syl ⊢ φ → ∀ e ∈ ℝ + ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e
167 166 adantr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + → ∀ e ∈ ℝ + ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e
168 simpr ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ e = − B → e = − B
169 168 breq2d ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ e = − B → F ⁡ f f D − B < e ↔ F ⁡ f f D − B < − B
170 169 imbi2d ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ e = − B → d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e ↔ d ≤ f → F ⁡ f f D − B < − B
171 170 rexralbidv ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + ∧ e = − B → ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e ↔ ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < − B
172 81 171 rspcdv ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + → ∀ e ∈ ℝ + ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e → ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < − B
173 167 172 mpd ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + → ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < − B
174 113 173 r19.29a ⊢ φ ∧ − B ∈ ℝ + → ∃ z ∈ ℝ + F ⁡ z = 0
175 simplr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < B → d ∈ ℝ +
176 simpr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < B → ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < B
177 11 ad2antlr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < B → d ≤ d
178 19 breq1d ⊢ d ∈ ℝ + ∧ f = d → F ⁡ f f D − B < B ↔ F ⁡ d d D − B < B
179 15 178 imbi12d ⊢ d ∈ ℝ + ∧ f = d → d ≤ f → F ⁡ f f D − B < B ↔ d ≤ d → F ⁡ d d D − B < B
180 13 179 rspcdv ⊢ d ∈ ℝ + → ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < B → d ≤ d → F ⁡ d d D − B < B
181 175 176 177 180 syl3c ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < B → F ⁡ d d D − B < B
182 49 ad2antrr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → B ∈ ℂ
183 182 subidd ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → B − B = 0
184 183 adantr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d d D − B < B → B − B = 0
185 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → F ∈ Poly ⁡ ℝ
186 124 a1i ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + → ℝ + ⊆ ℝ
187 186 sselda ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d ∈ ℝ
188 185 187 plyrecld ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → F ⁡ d ∈ ℝ
189 30 ad2antrr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → D ∈ ℕ 0
190 187 189 reexpcld ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d D ∈ ℝ
191 187 recnd ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d ∈ ℂ
192 simpr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d ∈ ℝ +
193 192 rpne0d ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d ≠ 0
194 35 ad2antrr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → D ∈ ℤ
195 191 193 194 expne0d ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d D ≠ 0
196 188 190 195 redivcld ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → F ⁡ d d D ∈ ℝ
197 44 ad2antrr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → B ∈ ℝ
198 196 197 197 absdifltd ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → F ⁡ d d D − B < B ↔ B − B < F ⁡ d d D ∧ F ⁡ d d D < B + B
199 198 simprbda ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d d D − B < B → B − B < F ⁡ d d D
200 184 199 eqbrtrrd ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d d D − B < B → 0 < F ⁡ d d D
201 192 194 rpexpcld ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d D ∈ ℝ +
202 188 201 gt0divd ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → 0 < F ⁡ d ↔ 0 < F ⁡ d d D
203 202 adantr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d d D − B < B → 0 < F ⁡ d ↔ 0 < F ⁡ d d D
204 200 203 mpbird ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ F ⁡ d d D − B < B → 0 < F ⁡ d
205 181 204 syldan ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < B → 0 < F ⁡ d
206 0red ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → 0 ∈ ℝ
207 simplr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → d ∈ ℝ +
208 207 rpred ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → d ∈ ℝ
209 207 rpgt0d ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → 0 < d
210 39 208 68 sylancr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → 0 d ⊆ ℝ
211 210 70 sstrdi ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → 0 d ⊆ ℂ
212 73 ad3antrrr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → F : ℂ ⟶cn ℂ
213 5 ad4antr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d ∧ x ∈ 0 d → F ∈ Poly ⁡ ℝ
214 210 sselda ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d ∧ x ∈ 0 d → x ∈ ℝ
215 213 214 plyrecld ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d ∧ x ∈ 0 d → F ⁡ x ∈ ℝ
216 95 ad3antrrr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → F ⁡ 0 = C ⁡ 0
217 simplll ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → φ
218 simpr1 ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → B ∈ ℝ +
219 218 rpgt0d ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → 0 < B
220 219 3anassrs ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → 0 < B
221 90 44 7 mul2lt0rgt0 ⊢ φ ∧ 0 < B → A < 0
222 217 220 221 syl2anc ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → A < 0
223 4 222 eqbrtrrid ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → C ⁡ 0 < 0
224 216 223 eqbrtrd ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → F ⁡ 0 < 0
225 simpr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → 0 < F ⁡ d
226 224 225 jca ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → F ⁡ 0 < 0 ∧ 0 < F ⁡ d
227 206 208 206 209 211 212 215 226 ivth ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → ∃ z ∈ 0 d F ⁡ z = 0
228 207 109 110 3syl ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → ∃ z ∈ 0 d F ⁡ z = 0 → ∃ z ∈ ℝ + F ⁡ z = 0
229 227 228 mpd ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ 0 < F ⁡ d → ∃ z ∈ ℝ + F ⁡ z = 0
230 205 229 syldan ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < B → ∃ z ∈ ℝ + F ⁡ z = 0
231 166 adantr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + → ∀ e ∈ ℝ + ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e
232 simpr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + → B ∈ ℝ +
233 simpr ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ e = B → e = B
234 233 breq2d ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ e = B → F ⁡ f f D − B < e ↔ F ⁡ f f D − B < B
235 234 imbi2d ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ e = B → d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e ↔ d ≤ f → F ⁡ f f D − B < B
236 235 rexralbidv ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + ∧ e = B → ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e ↔ ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < B
237 232 236 rspcdv ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + → ∀ e ∈ ℝ + ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < e → ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < B
238 231 237 mpd ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + → ∃ d ∈ ℝ + ∀ f ∈ ℝ + d ≤ f → F ⁡ f f D − B < B
239 230 238 r19.29a ⊢ φ ∧ B ∈ ℝ + → ∃ z ∈ ℝ + F ⁡ z = 0
240 1 2 dgreq0 ⊢ F ∈ Poly ⁡ ℝ → F = 0 𝑝 ↔ C ⁡ D = 0
241 5 240 syl ⊢ φ → F = 0 𝑝 ↔ C ⁡ D = 0
242 241 necon3bid ⊢ φ → F ≠ 0 𝑝 ↔ C ⁡ D ≠ 0
243 6 242 mpbid ⊢ φ → C ⁡ D ≠ 0
244 3 neeq1i ⊢ B ≠ 0 ↔ C ⁡ D ≠ 0
245 243 244 sylibr ⊢ φ → B ≠ 0
246 rpneg ⊢ B ∈ ℝ ∧ B ≠ 0 → B ∈ ℝ + ↔ ¬ − B ∈ ℝ +
247 246 biimprd ⊢ B ∈ ℝ ∧ B ≠ 0 → ¬ − B ∈ ℝ + → B ∈ ℝ +
248 247 orrd ⊢ B ∈ ℝ ∧ B ≠ 0 → − B ∈ ℝ + ∨ B ∈ ℝ +
249 44 245 248 syl2anc ⊢ φ → − B ∈ ℝ + ∨ B ∈ ℝ +
250 174 239 249 mpjaodan ⊢ φ → ∃ z ∈ ℝ + F ⁡ z = 0