MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  leexp1a Unicode version

Theorem leexp1a 11325
Description: Weak mantissa ordering relationship for exponentiation. (Contributed by NM, 18-Dec-2005.)
Assertion
Ref Expression
leexp1a  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( 0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  ->  ( A ^ N )  <_  ( B ^ N ) )

Proof of Theorem leexp1a
Dummy variables  j 
k are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 5989 . . . . . . 7  |-  ( j  =  0  ->  ( A ^ j )  =  ( A ^ 0 ) )
2 oveq2 5989 . . . . . . 7  |-  ( j  =  0  ->  ( B ^ j )  =  ( B ^ 0 ) )
31, 2breq12d 4138 . . . . . 6  |-  ( j  =  0  ->  (
( A ^ j
)  <_  ( B ^ j )  <->  ( A ^ 0 )  <_ 
( B ^ 0 ) ) )
43imbi2d 307 . . . . 5  |-  ( j  =  0  ->  (
( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  ->  ( A ^
j )  <_  ( B ^ j ) )  <-> 
( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  ->  ( A ^
0 )  <_  ( B ^ 0 ) ) ) )
5 oveq2 5989 . . . . . . 7  |-  ( j  =  k  ->  ( A ^ j )  =  ( A ^ k
) )
6 oveq2 5989 . . . . . . 7  |-  ( j  =  k  ->  ( B ^ j )  =  ( B ^ k
) )
75, 6breq12d 4138 . . . . . 6  |-  ( j  =  k  ->  (
( A ^ j
)  <_  ( B ^ j )  <->  ( A ^ k )  <_ 
( B ^ k
) ) )
87imbi2d 307 . . . . 5  |-  ( j  =  k  ->  (
( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  ->  ( A ^
j )  <_  ( B ^ j ) )  <-> 
( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  ->  ( A ^
k )  <_  ( B ^ k ) ) ) )
9 oveq2 5989 . . . . . . 7  |-  ( j  =  ( k  +  1 )  ->  ( A ^ j )  =  ( A ^ (
k  +  1 ) ) )
10 oveq2 5989 . . . . . . 7  |-  ( j  =  ( k  +  1 )  ->  ( B ^ j )  =  ( B ^ (
k  +  1 ) ) )
119, 10breq12d 4138 . . . . . 6  |-  ( j  =  ( k  +  1 )  ->  (
( A ^ j
)  <_  ( B ^ j )  <->  ( A ^ ( k  +  1 ) )  <_ 
( B ^ (
k  +  1 ) ) ) )
1211imbi2d 307 . . . . 5  |-  ( j  =  ( k  +  1 )  ->  (
( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  ->  ( A ^
j )  <_  ( B ^ j ) )  <-> 
( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  ->  ( A ^
( k  +  1 ) )  <_  ( B ^ ( k  +  1 ) ) ) ) )
13 oveq2 5989 . . . . . . 7  |-  ( j  =  N  ->  ( A ^ j )  =  ( A ^ N
) )
14 oveq2 5989 . . . . . . 7  |-  ( j  =  N  ->  ( B ^ j )  =  ( B ^ N
) )
1513, 14breq12d 4138 . . . . . 6  |-  ( j  =  N  ->  (
( A ^ j
)  <_  ( B ^ j )  <->  ( A ^ N )  <_  ( B ^ N ) ) )
1615imbi2d 307 . . . . 5  |-  ( j  =  N  ->  (
( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  ->  ( A ^
j )  <_  ( B ^ j ) )  <-> 
( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  ->  ( A ^ N )  <_  ( B ^ N ) ) ) )
17 recn 8974 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  A  e.  CC )
18 recn 8974 . . . . . . 7  |-  ( B  e.  RR  ->  B  e.  CC )
19 exp0 11273 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  e.  CC  ->  ( A ^ 0 )  =  1 )
2019adantr 451 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( A ^ 0 )  =  1 )
21 1le1 9543 . . . . . . . . 9  |-  1  <_  1
2220, 21syl6eqbr 4162 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( A ^ 0 )  <_  1 )
23 exp0 11273 . . . . . . . . 9  |-  ( B  e.  CC  ->  ( B ^ 0 )  =  1 )
2423adantl 452 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( B ^ 0 )  =  1 )
2522, 24breqtrrd 4151 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( A ^ 0 )  <_  ( B ^ 0 ) )
2617, 18, 25syl2an 463 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  ->  ( A ^ 0 )  <_  ( B ^ 0 ) )
2726adantr 451 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  ( 0  <_  A  /\  A  <_  B
) )  ->  ( A ^ 0 )  <_ 
( B ^ 0 ) )
28 simpll 730 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  ( 0  <_  A  /\  A  <_  B
) )  ->  A  e.  RR )
29 reexpcl 11285 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( A  e.  RR  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( A ^ k
)  e.  RR )
3028, 29sylan 457 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( A ^
k )  e.  RR )
31 simplll 734 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  A  e.  RR )
32 simpr 447 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  k  e.  NN0 )
33 simplrl 736 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  0  <_  A
)
34 expge0 11303 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( A  e.  RR  /\  k  e.  NN0  /\  0  <_  A )  ->  0  <_  ( A ^ k
) )
3531, 32, 33, 34syl3anc 1183 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  0  <_  ( A ^ k ) )
36 simplr 731 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  ( 0  <_  A  /\  A  <_  B
) )  ->  B  e.  RR )
37 reexpcl 11285 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( B  e.  RR  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( B ^ k
)  e.  RR )
3836, 37sylan 457 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( B ^
k )  e.  RR )
3930, 35, 38jca31 520 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( ( ( A ^ k )  e.  RR  /\  0  <_  ( A ^ k
) )  /\  ( B ^ k )  e.  RR ) )
40 simpl 443 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  ->  A  e.  RR )
41 simpl 443 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( 0  <_  A  /\  A  <_  B )  -> 
0  <_  A )
4240, 41anim12i 549 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  ( 0  <_  A  /\  A  <_  B
) )  ->  ( A  e.  RR  /\  0  <_  A ) )
4342adantr 451 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( A  e.  RR  /\  0  <_  A ) )
44 simpllr 735 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  B  e.  RR )
4539, 43, 44jca32 521 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( ( ( ( A ^ k
)  e.  RR  /\  0  <_  ( A ^
k ) )  /\  ( B ^ k )  e.  RR )  /\  ( ( A  e.  RR  /\  0  <_  A )  /\  B  e.  RR ) ) )
4645adantr 451 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  /\  ( A ^
k )  <_  ( B ^ k ) )  ->  ( ( ( ( A ^ k
)  e.  RR  /\  0  <_  ( A ^
k ) )  /\  ( B ^ k )  e.  RR )  /\  ( ( A  e.  RR  /\  0  <_  A )  /\  B  e.  RR ) ) )
47 simpr 447 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  /\  ( A ^
k )  <_  ( B ^ k ) )  ->  ( A ^
k )  <_  ( B ^ k ) )
48 simplrr 737 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  A  <_  B
)
4948adantr 451 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  /\  ( A ^
k )  <_  ( B ^ k ) )  ->  A  <_  B
)
5047, 49jca 518 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  /\  ( A ^
k )  <_  ( B ^ k ) )  ->  ( ( A ^ k )  <_ 
( B ^ k
)  /\  A  <_  B ) )
51 lemul12a 9761 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( A ^ k )  e.  RR  /\  0  <_ 
( A ^ k
) )  /\  ( B ^ k )  e.  RR )  /\  (
( A  e.  RR  /\  0  <_  A )  /\  B  e.  RR ) )  ->  (
( ( A ^
k )  <_  ( B ^ k )  /\  A  <_  B )  -> 
( ( A ^
k )  x.  A
)  <_  ( ( B ^ k )  x.  B ) ) )
5246, 50, 51sylc 56 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  /\  ( A ^
k )  <_  ( B ^ k ) )  ->  ( ( A ^ k )  x.  A )  <_  (
( B ^ k
)  x.  B ) )
53 expp1 11275 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( A  e.  CC  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( A ^ (
k  +  1 ) )  =  ( ( A ^ k )  x.  A ) )
5417, 53sylan 457 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( A  e.  RR  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( A ^ (
k  +  1 ) )  =  ( ( A ^ k )  x.  A ) )
5554adantlr 695 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( A ^
( k  +  1 ) )  =  ( ( A ^ k
)  x.  A ) )
5655adantlr 695 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( A ^
( k  +  1 ) )  =  ( ( A ^ k
)  x.  A ) )
5756adantr 451 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  /\  ( A ^
k )  <_  ( B ^ k ) )  ->  ( A ^
( k  +  1 ) )  =  ( ( A ^ k
)  x.  A ) )
58 expp1 11275 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( B  e.  CC  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( B ^ (
k  +  1 ) )  =  ( ( B ^ k )  x.  B ) )
5918, 58sylan 457 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( B  e.  RR  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( B ^ (
k  +  1 ) )  =  ( ( B ^ k )  x.  B ) )
6059adantll 694 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( B ^
( k  +  1 ) )  =  ( ( B ^ k
)  x.  B ) )
6160adantlr 695 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( B ^
( k  +  1 ) )  =  ( ( B ^ k
)  x.  B ) )
6261adantr 451 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  /\  ( A ^
k )  <_  ( B ^ k ) )  ->  ( B ^
( k  +  1 ) )  =  ( ( B ^ k
)  x.  B ) )
6352, 57, 623brtr4d 4155 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  /\  ( A ^
k )  <_  ( B ^ k ) )  ->  ( A ^
( k  +  1 ) )  <_  ( B ^ ( k  +  1 ) ) )
6463ex 423 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( ( A ^ k )  <_ 
( B ^ k
)  ->  ( A ^ ( k  +  1 ) )  <_ 
( B ^ (
k  +  1 ) ) ) )
6564expcom 424 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  ( 0  <_  A  /\  A  <_  B
) )  ->  (
( A ^ k
)  <_  ( B ^ k )  -> 
( A ^ (
k  +  1 ) )  <_  ( B ^ ( k  +  1 ) ) ) ) )
6665a2d 23 . . . . 5  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  (
0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  ->  ( A ^
k )  <_  ( B ^ k ) )  ->  ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  ( 0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  ->  ( A ^ ( k  +  1 ) )  <_ 
( B ^ (
k  +  1 ) ) ) ) )
674, 8, 12, 16, 27, 66nn0ind 10259 . . . 4  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR )  /\  ( 0  <_  A  /\  A  <_  B
) )  ->  ( A ^ N )  <_ 
( B ^ N
) ) )
6867exp4c 591 . . 3  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( A  e.  RR  ->  ( B  e.  RR  ->  ( ( 0  <_  A  /\  A  <_  B )  ->  ( A ^ N )  <_  ( B ^ N ) ) ) ) )
6968com3l 75 . 2  |-  ( A  e.  RR  ->  ( B  e.  RR  ->  ( N  e.  NN0  ->  ( ( 0  <_  A  /\  A  <_  B )  ->  ( A ^ N )  <_  ( B ^ N ) ) ) ) )
70693imp1 1165 1  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  B  e.  RR  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( 0  <_  A  /\  A  <_  B ) )  ->  ( A ^ N )  <_  ( B ^ N ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 358    /\ w3a 935    = wceq 1647    e. wcel 1715   class class class wbr 4125  (class class class)co 5981   CCcc 8882   RRcr 8883   0cc0 8884   1c1 8885    + caddc 8887    x. cmul 8889    <_ cle 9015   NN0cn0 10114   ^cexp 11269
This theorem is referenced by:  expubnd  11327  facubnd  11478  pserulm  20016  logexprlim  20687  ostth2lem2  21006  ostth3  21010  stoweidlem1  27341  stoweidlem24  27364
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1551  ax-5 1562  ax-17 1621  ax-9 1659  ax-8 1680  ax-13 1717  ax-14 1719  ax-6 1734  ax-7 1739  ax-11 1751  ax-12 1937  ax-ext 2347  ax-sep 4243  ax-nul 4251  ax-pow 4290  ax-pr 4316  ax-un 4615  ax-cnex 8940  ax-resscn 8941  ax-1cn 8942  ax-icn 8943  ax-addcl 8944  ax-addrcl 8945  ax-mulcl 8946  ax-mulrcl 8947  ax-mulcom 8948  ax-addass 8949  ax-mulass 8950  ax-distr 8951  ax-i2m1 8952  ax-1ne0 8953  ax-1rid 8954  ax-rnegex 8955  ax-rrecex 8956  ax-cnre 8957  ax-pre-lttri 8958  ax-pre-lttrn 8959  ax-pre-ltadd 8960  ax-pre-mulgt0 8961
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 936  df-3an 937  df-tru 1324  df-ex 1547  df-nf 1550  df-sb 1654  df-eu 2221  df-mo 2222  df-clab 2353  df-cleq 2359  df-clel 2362  df-nfc 2491  df-ne 2531  df-nel 2532  df-ral 2633  df-rex 2634  df-reu 2635  df-rab 2637  df-v 2875  df-sbc 3078  df-csb 3168  df-dif 3241  df-un 3243  df-in 3245  df-ss 3252  df-pss 3254  df-nul 3544  df-if 3655  df-pw 3716  df-sn 3735  df-pr 3736  df-tp 3737  df-op 3738  df-uni 3930  df-iun 4009  df-br 4126  df-opab 4180  df-mpt 4181  df-tr 4216  df-eprel 4408  df-id 4412  df-po 4417  df-so 4418  df-fr 4455  df-we 4457  df-ord 4498  df-on 4499  df-lim 4500  df-suc 4501  df-om 4760  df-xp 4798  df-rel 4799  df-cnv 4800  df-co 4801  df-dm 4802  df-rn 4803  df-res 4804  df-ima 4805  df-iota 5322  df-fun 5360  df-fn 5361  df-f 5362  df-f1 5363  df-fo 5364  df-f1o 5365  df-fv 5366  df-ov 5984  df-oprab 5985  df-mpt2 5986  df-2nd 6250  df-riota 6446  df-recs 6530  df-rdg 6565  df-er 6802  df-en 7007  df-dom 7008  df-sdom 7009  df-pnf 9016  df-mnf 9017  df-xr 9018  df-ltxr 9019  df-le 9020  df-sub 9186  df-neg 9187  df-nn 9894  df-n0 10115  df-z 10176  df-uz 10382  df-seq 11211  df-exp 11270
  Copyright terms: Public domain W3C validator