Metamath Proof Explorer


Theorem ftalem6

Description: Lemma for fta : Discharge the auxiliary variables in ftalem5 . (Contributed by Mario Carneiro, 20-Sep-2014) (Proof shortened by AV, 28-Sep-2020)

Ref Expression
Hypotheses ftalem.1 โŠข ๐ด = ( coeff โ€˜ ๐น )
ftalem.2 โŠข ๐‘ = ( deg โ€˜ ๐น )
ftalem.3 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) )
ftalem.4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
ftalem6.5 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 )
Assertion ftalem6 ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) < ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ 0 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ftalem.1 โŠข ๐ด = ( coeff โ€˜ ๐น )
2 ftalem.2 โŠข ๐‘ = ( deg โ€˜ ๐น )
3 ftalem.3 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) )
4 ftalem.4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
5 ftalem6.5 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 )
6 fveq2 โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) )
7 6 neeq1d โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 โ†” ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) โ‰  0 ) )
8 7 cbvrabv โŠข { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } = { ๐‘› โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) โ‰  0 }
9 8 infeq1i โŠข inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) = inf ( { ๐‘› โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘› ) โ‰  0 } , โ„ , < )
10 eqid โŠข ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) = ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) )
11 fveq2 โŠข ( ๐‘Ÿ = ๐‘  โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘Ÿ ) = ( ๐ด โ€˜ ๐‘  ) )
12 oveq2 โŠข ( ๐‘Ÿ = ๐‘  โ†’ ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘Ÿ ) = ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘  ) )
13 11 12 oveq12d โŠข ( ๐‘Ÿ = ๐‘  โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘Ÿ ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘Ÿ ) ) = ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘  ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘  ) ) )
14 13 fveq2d โŠข ( ๐‘Ÿ = ๐‘  โ†’ ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘Ÿ ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘Ÿ ) ) ) = ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘  ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘  ) ) ) )
15 14 cbvsumv โŠข ฮฃ ๐‘Ÿ โˆˆ ( ( inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) + 1 ) ... ๐‘ ) ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘Ÿ ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘Ÿ ) ) ) = ฮฃ ๐‘  โˆˆ ( ( inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) + 1 ) ... ๐‘ ) ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘  ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘  ) ) )
16 15 oveq1i โŠข ( ฮฃ ๐‘Ÿ โˆˆ ( ( inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) + 1 ) ... ๐‘ ) ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘Ÿ ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘Ÿ ) ) ) + 1 ) = ( ฮฃ ๐‘  โˆˆ ( ( inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) + 1 ) ... ๐‘ ) ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘  ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘  ) ) ) + 1 )
17 16 oveq2i โŠข ( ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ 0 ) ) / ( ฮฃ ๐‘Ÿ โˆˆ ( ( inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) + 1 ) ... ๐‘ ) ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘Ÿ ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘Ÿ ) ) ) + 1 ) ) = ( ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ 0 ) ) / ( ฮฃ ๐‘  โˆˆ ( ( inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) + 1 ) ... ๐‘ ) ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘  ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘  ) ) ) + 1 ) )
18 eqid โŠข if ( 1 โ‰ค ( ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ 0 ) ) / ( ฮฃ ๐‘Ÿ โˆˆ ( ( inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) + 1 ) ... ๐‘ ) ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘Ÿ ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘Ÿ ) ) ) + 1 ) ) , 1 , ( ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ 0 ) ) / ( ฮฃ ๐‘Ÿ โˆˆ ( ( inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) + 1 ) ... ๐‘ ) ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘Ÿ ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘Ÿ ) ) ) + 1 ) ) ) = if ( 1 โ‰ค ( ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ 0 ) ) / ( ฮฃ ๐‘Ÿ โˆˆ ( ( inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) + 1 ) ... ๐‘ ) ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘Ÿ ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘Ÿ ) ) ) + 1 ) ) , 1 , ( ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ 0 ) ) / ( ฮฃ ๐‘Ÿ โˆˆ ( ( inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) + 1 ) ... ๐‘ ) ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘Ÿ ) ยท ( ( - ( ( ๐น โ€˜ 0 ) / ( ๐ด โ€˜ inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘๐‘ ( 1 / inf ( { ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 } , โ„ , < ) ) ) โ†‘ ๐‘Ÿ ) ) ) + 1 ) ) )
19 1 2 3 4 5 9 10 17 18 ftalem5 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) < ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ 0 ) ) )