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Theorem aaliou3lem9

Description: Example of a "Liouville number", a very simple definable transcendental real. (Contributed by Stefan O'Rear, 20-Nov-2014)

Ref Expression
Hypotheses aaliou3lem.c F = a 2 a !
aaliou3lem.d L = b F b
aaliou3lem.e H = c b = 1 c F b
Assertion aaliou3lem9 ¬ L 𝔸

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 aaliou3lem.c F = a 2 a !
2 aaliou3lem.d L = b F b
3 aaliou3lem.e H = c b = 1 c F b
4 aaliou3lem8 a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a
5 1 2 3 aaliou3lem6 e H e 2 e !
6 5 ad2antrl a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a H e 2 e !
7 2nn 2
8 nnnn0 e e 0
9 8 ad2antrl a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a e 0
10 faccl e 0 e !
11 nnnn0 e ! e ! 0
12 9 10 11 3syl a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a e ! 0
13 nnexpcl 2 e ! 0 2 e !
14 7 12 13 sylancr a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a 2 e !
15 1 2 3 aaliou3lem5 e H e
16 15 ad2antrl a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a H e
17 16 recnd a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a H e
18 14 nncnd a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a 2 e !
19 14 nnne0d a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a 2 e ! 0
20 17 18 19 divcan4d a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a H e 2 e ! 2 e ! = H e
21 1 2 3 aaliou3lem7 e H e L L H e 2 2 e + 1 !
22 21 simpld e H e L
23 22 ad2antrl a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a H e L
24 20 23 eqnetrd a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a H e 2 e ! 2 e ! L
25 24 necomd a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a L H e 2 e ! 2 e !
26 25 neneqd a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a ¬ L = H e 2 e ! 2 e !
27 1 2 3 aaliou3lem4 L
28 14 nnred a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a 2 e !
29 16 28 remulcld a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a H e 2 e !
30 29 14 nndivred a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a H e 2 e ! 2 e !
31 resubcl L H e 2 e ! 2 e ! L H e 2 e ! 2 e !
32 27 30 31 sylancr a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a L H e 2 e ! 2 e !
33 32 recnd a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a L H e 2 e ! 2 e !
34 33 abscld a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a L H e 2 e ! 2 e !
35 simplr a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a b +
36 nnnn0 a a 0
37 36 ad2antrr a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a a 0
38 14 37 nnexpcld a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a 2 e ! a
39 38 nnrpd a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a 2 e ! a +
40 35 39 rpdivcld a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a b 2 e ! a +
41 40 rpred a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a b 2 e ! a
42 2rp 2 +
43 peano2nn0 e 0 e + 1 0
44 faccl e + 1 0 e + 1 !
45 9 43 44 3syl a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a e + 1 !
46 nnz e + 1 ! e + 1 !
47 znegcl e + 1 ! e + 1 !
48 45 46 47 3syl a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a e + 1 !
49 rpexpcl 2 + e + 1 ! 2 e + 1 ! +
50 42 48 49 sylancr a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a 2 e + 1 ! +
51 rpmulcl 2 + 2 e + 1 ! + 2 2 e + 1 ! +
52 42 50 51 sylancr a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a 2 2 e + 1 ! +
53 52 rpred a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a 2 2 e + 1 !
54 20 oveq2d a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a L H e 2 e ! 2 e ! = L H e
55 54 fveq2d a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a L H e 2 e ! 2 e ! = L H e
56 21 simprd e L H e 2 2 e + 1 !
57 56 ad2antrl a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a L H e 2 2 e + 1 !
58 55 57 eqbrtrd a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a L H e 2 e ! 2 e ! 2 2 e + 1 !
59 simprr a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a
60 34 53 41 58 59 letrd a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a L H e 2 e ! 2 e ! b 2 e ! a
61 34 41 60 lensymd a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a ¬ b 2 e ! a < L H e 2 e ! 2 e !
62 oveq1 f = H e 2 e ! f d = H e 2 e ! d
63 62 eqeq2d f = H e 2 e ! L = f d L = H e 2 e ! d
64 63 notbid f = H e 2 e ! ¬ L = f d ¬ L = H e 2 e ! d
65 62 oveq2d f = H e 2 e ! L f d = L H e 2 e ! d
66 65 fveq2d f = H e 2 e ! L f d = L H e 2 e ! d
67 66 breq2d f = H e 2 e ! b d a < L f d b d a < L H e 2 e ! d
68 67 notbid f = H e 2 e ! ¬ b d a < L f d ¬ b d a < L H e 2 e ! d
69 64 68 anbi12d f = H e 2 e ! ¬ L = f d ¬ b d a < L f d ¬ L = H e 2 e ! d ¬ b d a < L H e 2 e ! d
70 oveq2 d = 2 e ! H e 2 e ! d = H e 2 e ! 2 e !
71 70 eqeq2d d = 2 e ! L = H e 2 e ! d L = H e 2 e ! 2 e !
72 71 notbid d = 2 e ! ¬ L = H e 2 e ! d ¬ L = H e 2 e ! 2 e !
73 oveq1 d = 2 e ! d a = 2 e ! a
74 73 oveq2d d = 2 e ! b d a = b 2 e ! a
75 70 oveq2d d = 2 e ! L H e 2 e ! d = L H e 2 e ! 2 e !
76 75 fveq2d d = 2 e ! L H e 2 e ! d = L H e 2 e ! 2 e !
77 74 76 breq12d d = 2 e ! b d a < L H e 2 e ! d b 2 e ! a < L H e 2 e ! 2 e !
78 77 notbid d = 2 e ! ¬ b d a < L H e 2 e ! d ¬ b 2 e ! a < L H e 2 e ! 2 e !
79 72 78 anbi12d d = 2 e ! ¬ L = H e 2 e ! d ¬ b d a < L H e 2 e ! d ¬ L = H e 2 e ! 2 e ! ¬ b 2 e ! a < L H e 2 e ! 2 e !
80 69 79 rspc2ev H e 2 e ! 2 e ! ¬ L = H e 2 e ! 2 e ! ¬ b 2 e ! a < L H e 2 e ! 2 e ! f d ¬ L = f d ¬ b d a < L f d
81 6 14 26 61 80 syl112anc a b + e 2 2 e + 1 ! b 2 e ! a f d ¬ L = f d ¬ b d a < L f d
82 4 81 rexlimddv a b + f d ¬ L = f d ¬ b d a < L f d
83 pm4.56 ¬ L = f d ¬ b d a < L f d ¬ L = f d b d a < L f d
84 83 rexbii d ¬ L = f d ¬ b d a < L f d d ¬ L = f d b d a < L f d
85 rexnal d ¬ L = f d b d a < L f d ¬ d L = f d b d a < L f d
86 84 85 bitri d ¬ L = f d ¬ b d a < L f d ¬ d L = f d b d a < L f d
87 86 rexbii f d ¬ L = f d ¬ b d a < L f d f ¬ d L = f d b d a < L f d
88 rexnal f ¬ d L = f d b d a < L f d ¬ f d L = f d b d a < L f d
89 87 88 bitri f d ¬ L = f d ¬ b d a < L f d ¬ f d L = f d b d a < L f d
90 82 89 sylib a b + ¬ f d L = f d b d a < L f d
91 90 nrexdv a ¬ b + f d L = f d b d a < L f d
92 91 nrex ¬ a b + f d L = f d b d a < L f d
93 aaliou2b L 𝔸 a b + f d L = f d b d a < L f d
94 92 93 mto ¬ L 𝔸