Metamath Proof Explorer


Theorem dchrisum0lem1a

Description: Lemma for dchrisum0lem1 . (Contributed by Mario Carneiro, 7-Jun-2016)

Ref Expression
Assertion dchrisum0lem1a ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ( ๐‘‹ โ‰ค ( ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) / ๐ท ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) / ๐ท ) ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elfznn โŠข ( ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„• )
2 1 adantl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„• )
3 2 nnred โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„ )
4 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„+ )
5 4 rpregt0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐‘‹ ) )
6 5 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐‘‹ ) )
7 6 simpld โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„ )
8 4 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„+ )
9 8 rpge0d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ 0 โ‰ค ๐‘‹ )
10 4 rpred โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„ )
11 fznnfl โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ โ„ โ†’ ( ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ†” ( ๐ท โˆˆ โ„• โˆง ๐ท โ‰ค ๐‘‹ ) ) )
12 10 11 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ†” ( ๐ท โˆˆ โ„• โˆง ๐ท โ‰ค ๐‘‹ ) ) )
13 12 simplbda โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ๐ท โ‰ค ๐‘‹ )
14 3 7 7 9 13 lemul2ad โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐ท ) โ‰ค ( ๐‘‹ ยท ๐‘‹ ) )
15 rpcn โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ โ„+ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„‚ )
16 15 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„‚ )
17 16 sqvald โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) = ( ๐‘‹ ยท ๐‘‹ ) )
18 17 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) = ( ๐‘‹ ยท ๐‘‹ ) )
19 14 18 breqtrrd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐ท ) โ‰ค ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) )
20 2z โŠข 2 โˆˆ โ„ค
21 rpexpcl โŠข ( ( ๐‘‹ โˆˆ โ„+ โˆง 2 โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„+ )
22 4 20 21 sylancl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„+ )
23 22 rpred โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ )
24 23 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ )
25 2 nnrpd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„+ )
26 7 24 25 lemuldivd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท ๐ท ) โ‰ค ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) โ†” ๐‘‹ โ‰ค ( ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) / ๐ท ) ) )
27 19 26 mpbid โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ๐‘‹ โ‰ค ( ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) / ๐ท ) )
28 nndivre โŠข ( ( ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ โˆง ๐ท โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) / ๐ท ) โˆˆ โ„ )
29 23 1 28 syl2an โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) / ๐ท ) โˆˆ โ„ )
30 flword2 โŠข ( ( ๐‘‹ โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) / ๐ท ) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘‹ โ‰ค ( ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) / ๐ท ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) / ๐ท ) ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) )
31 7 29 27 30 syl3anc โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) / ๐ท ) ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) )
32 27 31 jca โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ( ๐‘‹ โ‰ค ( ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) / ๐ท ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) / ๐ท ) ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) )