let n be Nat; for r being Real st r is irrational & n > 0 holds
|.(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))).| + |.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| = |.((((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).|
let r be Real; ( r is irrational & n > 0 implies |.(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))).| + |.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| = |.((((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| )
assume that
A1:
r is irrational
and
A2:
n > 0
; |.(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))).| + |.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| = |.((((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).|
per cases
( n is even or n is odd )
;
suppose A3:
n is
even
;
|.(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))).| + |.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| = |.((((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).|
r > ((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)
by A1, A2, A3, Th16;
then A4:
r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) > (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))
by XREAL_1:14;
r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) <> 0
by A1, A2, A3, Th16;
then
|.(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))).| <> 0
by ABSVALUE:2;
then A5:
|.(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))).| > 0
by COMPLEX1:46;
A8:
r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1))) < (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1))) - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))
by A1, A3, Th17, XREAL_1:14;
then
|.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| <> 0
by ABSVALUE:2;
then A9:
|.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| > 0
by COMPLEX1:46;
A10:
|.(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))).| + |.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| =
(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))) + |.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).|
by A4, ABSVALUE:def 1
.=
(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))) + (- (r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))))
by A8, ABSVALUE:def 1
.=
- ((((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1))))
;
(((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1))) < 0
by A5, A9, A10;
hence
|.(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))).| + |.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| = |.((((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).|
by A10, ABSVALUE:def 1;
verum end; suppose A11:
n is
odd
;
|.(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))).| + |.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| = |.((((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).|then A13:
r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) < (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))
by XREAL_1:14, A1, Th17;
r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) <> 0
by A1, A11, Th17;
then
|.(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))).| <> 0
by ABSVALUE:2;
then A14:
|.(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))).| > 0
by COMPLEX1:46;
r > ((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1))
by A1, A11, Th16;
then A18:
r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1))) > (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1))) - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))
by XREAL_1:14;
|.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| <> 0
by A18, ABSVALUE:2;
then A19:
|.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| > 0
by COMPLEX1:46;
|.(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))).| + |.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| =
(- (r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)))) + |.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).|
by A13, ABSVALUE:def 1
.=
((- r) + (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))) + (r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1))))
by A18, ABSVALUE:def 1
.=
(((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))
;
hence
|.(r - (((c_n r) . n) / ((c_d r) . n))).| + |.(r - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).| = |.((((c_n r) . n) / ((c_d r) . n)) - (((c_n r) . (n + 1)) / ((c_d r) . (n + 1)))).|
by A14, A19, ABSVALUE:def 1;
verum end; end;