Metamath Proof Explorer


Theorem fourierdlem7

Description: The difference between the periodic sawtooth function and the identity function is decreasing. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses fourierdlem7.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
fourierdlem7.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
fourierdlem7.altb ⊢ φ → A < B
fourierdlem7.t ⊢ T = B − A
fourierdlem7.e ⊢ E = x ∈ ℝ ⟼ x + B − x T ⁢ T
fourierdlem7.x ⊢ φ → X ∈ ℝ
fourierdlem7.y ⊢ φ → Y ∈ ℝ
fourierdlem7.xlty ⊢ φ → X ≤ Y
Assertion fourierdlem7 ⊢ φ → E ⁡ Y − Y ≤ E ⁡ X − X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fourierdlem7.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
2 fourierdlem7.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
3 fourierdlem7.altb ⊢ φ → A < B
4 fourierdlem7.t ⊢ T = B − A
5 fourierdlem7.e ⊢ E = x ∈ ℝ ⟼ x + B − x T ⁢ T
6 fourierdlem7.x ⊢ φ → X ∈ ℝ
7 fourierdlem7.y ⊢ φ → Y ∈ ℝ
8 fourierdlem7.xlty ⊢ φ → X ≤ Y
9 2 7 resubcld ⊢ φ → B − Y ∈ ℝ
10 2 1 resubcld ⊢ φ → B − A ∈ ℝ
11 4 10 eqeltrid ⊢ φ → T ∈ ℝ
12 1 2 posdifd ⊢ φ → A < B ↔ 0 < B − A
13 3 12 mpbid ⊢ φ → 0 < B − A
14 13 4 breqtrrdi ⊢ φ → 0 < T
15 14 gt0ne0d ⊢ φ → T ≠ 0
16 9 11 15 redivcld ⊢ φ → B − Y T ∈ ℝ
17 2 6 resubcld ⊢ φ → B − X ∈ ℝ
18 17 11 15 redivcld ⊢ φ → B − X T ∈ ℝ
19 11 14 elrpd ⊢ φ → T ∈ ℝ +
20 6 7 2 8 lesub2dd ⊢ φ → B − Y ≤ B − X
21 9 17 19 20 lediv1dd ⊢ φ → B − Y T ≤ B − X T
22 flwordi ⊢ B − Y T ∈ ℝ ∧ B − X T ∈ ℝ ∧ B − Y T ≤ B − X T → B − Y T ≤ B − X T
23 16 18 21 22 syl3anc ⊢ φ → B − Y T ≤ B − X T
24 16 flcld ⊢ φ → B − Y T ∈ ℤ
25 24 zred ⊢ φ → B − Y T ∈ ℝ
26 18 flcld ⊢ φ → B − X T ∈ ℤ
27 26 zred ⊢ φ → B − X T ∈ ℝ
28 25 27 19 lemul1d ⊢ φ → B − Y T ≤ B − X T ↔ B − Y T ⁢ T ≤ B − X T ⁢ T
29 23 28 mpbid ⊢ φ → B − Y T ⁢ T ≤ B − X T ⁢ T
30 5 a1i ⊢ φ → E = x ∈ ℝ ⟼ x + B − x T ⁢ T
31 id ⊢ x = Y → x = Y
32 oveq2 ⊢ x = Y → B − x = B − Y
33 32 oveq1d ⊢ x = Y → B − x T = B − Y T
34 33 fveq2d ⊢ x = Y → B − x T = B − Y T
35 34 oveq1d ⊢ x = Y → B − x T ⁢ T = B − Y T ⁢ T
36 31 35 oveq12d ⊢ x = Y → x + B − x T ⁢ T = Y + B − Y T ⁢ T
37 36 adantl ⊢ φ ∧ x = Y → x + B − x T ⁢ T = Y + B − Y T ⁢ T
38 25 11 remulcld ⊢ φ → B − Y T ⁢ T ∈ ℝ
39 7 38 readdcld ⊢ φ → Y + B − Y T ⁢ T ∈ ℝ
40 30 37 7 39 fvmptd ⊢ φ → E ⁡ Y = Y + B − Y T ⁢ T
41 40 oveq1d ⊢ φ → E ⁡ Y − Y = Y + B − Y T ⁢ T - Y
42 7 recnd ⊢ φ → Y ∈ ℂ
43 38 recnd ⊢ φ → B − Y T ⁢ T ∈ ℂ
44 42 43 pncan2d ⊢ φ → Y + B − Y T ⁢ T - Y = B − Y T ⁢ T
45 41 44 eqtrd ⊢ φ → E ⁡ Y − Y = B − Y T ⁢ T
46 id ⊢ x = X → x = X
47 oveq2 ⊢ x = X → B − x = B − X
48 47 oveq1d ⊢ x = X → B − x T = B − X T
49 48 fveq2d ⊢ x = X → B − x T = B − X T
50 49 oveq1d ⊢ x = X → B − x T ⁢ T = B − X T ⁢ T
51 46 50 oveq12d ⊢ x = X → x + B − x T ⁢ T = X + B − X T ⁢ T
52 51 adantl ⊢ φ ∧ x = X → x + B − x T ⁢ T = X + B − X T ⁢ T
53 27 11 remulcld ⊢ φ → B − X T ⁢ T ∈ ℝ
54 6 53 readdcld ⊢ φ → X + B − X T ⁢ T ∈ ℝ
55 30 52 6 54 fvmptd ⊢ φ → E ⁡ X = X + B − X T ⁢ T
56 55 oveq1d ⊢ φ → E ⁡ X − X = X + B − X T ⁢ T - X
57 6 recnd ⊢ φ → X ∈ ℂ
58 53 recnd ⊢ φ → B − X T ⁢ T ∈ ℂ
59 57 58 pncan2d ⊢ φ → X + B − X T ⁢ T - X = B − X T ⁢ T
60 56 59 eqtrd ⊢ φ → E ⁡ X − X = B − X T ⁢ T
61 29 45 60 3brtr4d ⊢ φ → E ⁡ Y − Y ≤ E ⁡ X − X