Metamath Proof Explorer


Theorem knoppndvlem20

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

Ref Expression
Hypotheses knoppndvlem20.c ⊢ ( 𝜑 → 𝐶 ∈ ( - 1 (,) 1 ) )
knoppndvlem20.n ⊢ ( 𝜑 → 𝑁 ∈ 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 ⊢ ( 𝜑 → 𝐶 ∈ ( - 1 (,) 1 ) )
2 knoppndvlem20.n ⊢ ( 𝜑 → 𝑁 ∈ 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 ⊢ ( 𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ )
9 7 8 remulcld ⊢ ( 𝜑 → ( 2 · 𝑁 ) ∈ ℝ )
10 1 knoppndvlem3 ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐶 ∈ ℝ ∧ ( abs ‘ 𝐶 ) < 1 ) )
11 10 simpld ⊢ ( 𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ )
12 11 recnd ⊢ ( 𝜑 → 𝐶 ∈ 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+ )