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Theorem knoppndvlem20

Description: Lemma for knoppndv . (Contributed by Asger C. Ipsen, 18-Aug-2021)

Ref Expression
Hypotheses knoppndvlem20.c ( 𝜑𝐶 ∈ ( - 1 (,) 1 ) )
knoppndvlem20.n ( 𝜑𝑁 ∈ ℕ )
knoppndvlem20.1 ( 𝜑 → 1 < ( 𝑁 · ( abs ‘ 𝐶 ) ) )
Assertion knoppndvlem20 ( 𝜑 → ( 1 − ( 1 / ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ) ) ∈ ℝ+ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 knoppndvlem20.c ( 𝜑𝐶 ∈ ( - 1 (,) 1 ) )
2 knoppndvlem20.n ( 𝜑𝑁 ∈ ℕ )
3 knoppndvlem20.1 ( 𝜑 → 1 < ( 𝑁 · ( abs ‘ 𝐶 ) ) )
4 1 2 3 knoppndvlem12 ( 𝜑 → ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) ≠ 1 ∧ 1 < ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ) )
5 4 simprd ( 𝜑 → 1 < ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) )
6 2re 2 ∈ ℝ
7 6 a1i ( 𝜑 → 2 ∈ ℝ )
8 2 nnred ( 𝜑𝑁 ∈ ℝ )
9 7 8 remulcld ( 𝜑 → ( 2 · 𝑁 ) ∈ ℝ )
10 1 knoppndvlem3 ( 𝜑 → ( 𝐶 ∈ ℝ ∧ ( abs ‘ 𝐶 ) < 1 ) )
11 10 simpld ( 𝜑𝐶 ∈ ℝ )
12 11 recnd ( 𝜑𝐶 ∈ ℂ )
13 12 abscld ( 𝜑 → ( abs ‘ 𝐶 ) ∈ ℝ )
14 9 13 remulcld ( 𝜑 → ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) ∈ ℝ )
15 1red ( 𝜑 → 1 ∈ ℝ )
16 14 15 resubcld ( 𝜑 → ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ∈ ℝ )
17 0red ( 𝜑 → 0 ∈ ℝ )
18 0lt1 0 < 1
19 18 a1i ( 𝜑 → 0 < 1 )
20 17 15 16 19 5 lttrd ( 𝜑 → 0 < ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) )
21 16 20 elrpd ( 𝜑 → ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ∈ ℝ+ )
22 21 recgt1d ( 𝜑 → ( 1 < ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ↔ ( 1 / ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ) < 1 ) )
23 5 22 mpbid ( 𝜑 → ( 1 / ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ) < 1 )
24 21 rprecred ( 𝜑 → ( 1 / ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ) ∈ ℝ )
25 24 15 jca ( 𝜑 → ( ( 1 / ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ) )
26 difrp ( ( ( 1 / ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ) → ( ( 1 / ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ) < 1 ↔ ( 1 − ( 1 / ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ) ) ∈ ℝ+ ) )
27 25 26 syl ( 𝜑 → ( ( 1 / ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ) < 1 ↔ ( 1 − ( 1 / ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ) ) ∈ ℝ+ ) )
28 23 27 mpbid ( 𝜑 → ( 1 − ( 1 / ( ( ( 2 · 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐶 ) ) − 1 ) ) ) ∈ ℝ+ )