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Theorem leexp2r 9439
Description: Weak ordering relationship for exponentiation. (Contributed by Paul Chapman, 14-Jan-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 29-Apr-2014.)
Assertion
Ref Expression
leexp2r (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ (ℤ𝑀)) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀))

Proof of Theorem leexp2r
Dummy variables 𝑗 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 5545 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑀 → (𝐴𝑗) = (𝐴𝑀))
21breq1d 3799 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑀 → ((𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀) ↔ (𝐴𝑀) ≤ (𝐴𝑀)))
32imbi2d 223 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑀 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑀) ≤ (𝐴𝑀))))
4 oveq2 5545 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑘 → (𝐴𝑗) = (𝐴𝑘))
54breq1d 3799 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑘 → ((𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀) ↔ (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀)))
65imbi2d 223 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑘 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀))))
7 oveq2 5545 . . . . . . . 8 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (𝐴𝑗) = (𝐴↑(𝑘 + 1)))
87breq1d 3799 . . . . . . 7 (𝑗 = (𝑘 + 1) → ((𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀) ↔ (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀)))
98imbi2d 223 . . . . . 6 (𝑗 = (𝑘 + 1) → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀))))
10 oveq2 5545 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑁 → (𝐴𝑗) = (𝐴𝑁))
1110breq1d 3799 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑁 → ((𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀) ↔ (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀)))
1211imbi2d 223 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑁 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀))))
13 reexpcl 9402 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝐴𝑀) ∈ ℝ)
1413adantr 265 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑀) ∈ ℝ)
1514leidd 7550 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑀) ≤ (𝐴𝑀))
1615a1i 9 . . . . . 6 (𝑀 ∈ ℤ → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑀) ≤ (𝐴𝑀)))
17 simprll 497 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝐴 ∈ ℝ)
18 1red 7070 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 1 ∈ ℝ)
19 simprlr 498 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝑀 ∈ ℕ0)
20 simpl 106 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝑘 ∈ (ℤ𝑀))
21 eluznn0 8603 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑀 ∈ ℕ0𝑘 ∈ (ℤ𝑀)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
2219, 20, 21syl2anc 397 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
23 reexpcl 9402 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
2417, 22, 23syl2anc 397 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
25 simprrl 499 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 0 ≤ 𝐴)
26 expge0 9421 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 0 ≤ (𝐴𝑘))
2717, 22, 25, 26syl3anc 1144 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 0 ≤ (𝐴𝑘))
28 simprrr 500 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝐴 ≤ 1)
2917, 18, 24, 27, 28lemul2ad 7951 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → ((𝐴𝑘) · 𝐴) ≤ ((𝐴𝑘) · 1))
3017recnd 7083 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝐴 ∈ ℂ)
31 expp1 9392 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) = ((𝐴𝑘) · 𝐴))
3230, 22, 31syl2anc 397 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) = ((𝐴𝑘) · 𝐴))
3324recnd 7083 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴𝑘) ∈ ℂ)
3433mulid1d 7072 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → ((𝐴𝑘) · 1) = (𝐴𝑘))
3534eqcomd 2059 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴𝑘) = ((𝐴𝑘) · 1))
3629, 32, 353brtr4d 3819 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑘))
37 peano2nn0 8249 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝑘 + 1) ∈ ℕ0)
3822, 37syl 14 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℕ0)
39 reexpcl 9402 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑘 + 1) ∈ ℕ0) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ)
4017, 38, 39syl2anc 397 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ)
4113ad2antrl 467 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴𝑀) ∈ ℝ)
42 letr 7130 . . . . . . . . . 10 (((𝐴↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ ∧ (𝐴𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐴𝑀) ∈ ℝ) → (((𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑘) ∧ (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀)))
4340, 24, 41, 42syl3anc 1144 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (((𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑘) ∧ (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀)))
4436, 43mpand 413 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → ((𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀)))
4544ex 112 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (ℤ𝑀) → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → ((𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀))))
4645a2d 26 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (ℤ𝑀) → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀)) → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀))))
473, 6, 9, 12, 16, 46uzind4 8597 . . . . 5 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀)))
4847expd 249 . . . 4 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀))))
4948com12 30 . . 3 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → ((0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀))))
50493impia 1110 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ (ℤ𝑀)) → ((0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀)))
5150imp 119 1 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ (ℤ𝑀)) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 101  w3a 894   = wceq 1257  wcel 1407   class class class wbr 3789  cfv 4927  (class class class)co 5537  cc 6915  cr 6916  0cc0 6917  1c1 6918   + caddc 6920   · cmul 6922  cle 7090  0cn0 8209  cz 8272  cuz 8539  cexp 9384
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 103  ax-ia2 104  ax-ia3 105  ax-in1 552  ax-in2 553  ax-io 638  ax-5 1350  ax-7 1351  ax-gen 1352  ax-ie1 1396  ax-ie2 1397  ax-8 1409  ax-10 1410  ax-11 1411  ax-i12 1412  ax-bndl 1413  ax-4 1414  ax-13 1418  ax-14 1419  ax-17 1433  ax-i9 1437  ax-ial 1441  ax-i5r 1442  ax-ext 2036  ax-coll 3897  ax-sep 3900  ax-nul 3908  ax-pow 3952  ax-pr 3969  ax-un 4195  ax-setind 4287  ax-iinf 4336  ax-cnex 7003  ax-resscn 7004  ax-1cn 7005  ax-1re 7006  ax-icn 7007  ax-addcl 7008  ax-addrcl 7009  ax-mulcl 7010  ax-mulrcl 7011  ax-addcom 7012  ax-mulcom 7013  ax-addass 7014  ax-mulass 7015  ax-distr 7016  ax-i2m1 7017  ax-1rid 7019  ax-0id 7020  ax-rnegex 7021  ax-precex 7022  ax-cnre 7023  ax-pre-ltirr 7024  ax-pre-ltwlin 7025  ax-pre-lttrn 7026  ax-pre-apti 7027  ax-pre-ltadd 7028  ax-pre-mulgt0 7029  ax-pre-mulext 7030
This theorem depends on definitions:  df-bi 114  df-dc 752  df-3or 895  df-3an 896  df-tru 1260  df-fal 1263  df-nf 1364  df-sb 1660  df-eu 1917  df-mo 1918  df-clab 2041  df-cleq 2047  df-clel 2050  df-nfc 2181  df-ne 2219  df-nel 2313  df-ral 2326  df-rex 2327  df-reu 2328  df-rmo 2329  df-rab 2330  df-v 2574  df-sbc 2785  df-csb 2878  df-dif 2945  df-un 2947  df-in 2949  df-ss 2956  df-nul 3250  df-if 3357  df-pw 3386  df-sn 3406  df-pr 3407  df-op 3409  df-uni 3606  df-int 3641  df-iun 3684  df-br 3790  df-opab 3844  df-mpt 3845  df-tr 3880  df-eprel 4051  df-id 4055  df-po 4058  df-iso 4059  df-iord 4128  df-on 4130  df-suc 4133  df-iom 4339  df-xp 4376  df-rel 4377  df-cnv 4378  df-co 4379  df-dm 4380  df-rn 4381  df-res 4382  df-ima 4383  df-iota 4892  df-fun 4929  df-fn 4930  df-f 4931  df-f1 4932  df-fo 4933  df-f1o 4934  df-fv 4935  df-riota 5493  df-ov 5540  df-oprab 5541  df-mpt2 5542  df-1st 5792  df-2nd 5793  df-recs 5948  df-irdg 5985  df-frec 6006  df-1o 6029  df-2o 6030  df-oadd 6033  df-omul 6034  df-er 6134  df-ec 6136  df-qs 6140  df-ni 6430  df-pli 6431  df-mi 6432  df-lti 6433  df-plpq 6470  df-mpq 6471  df-enq 6473  df-nqqs 6474  df-plqqs 6475  df-mqqs 6476  df-1nqqs 6477  df-rq 6478  df-ltnqqs 6479  df-enq0 6550  df-nq0 6551  df-0nq0 6552  df-plq0 6553  df-mq0 6554  df-inp 6592  df-i1p 6593  df-iplp 6594  df-iltp 6596  df-enr 6839  df-nr 6840  df-ltr 6843  df-0r 6844  df-1r 6845  df-0 6924  df-1 6925  df-r 6927  df-lt 6930  df-pnf 7091  df-mnf 7092  df-xr 7093  df-ltxr 7094  df-le 7095  df-sub 7217  df-neg 7218  df-reap 7610  df-ap 7617  df-div 7696  df-inn 7961  df-n0 8210  df-z 8273  df-uz 8540  df-iseq 9341  df-iexp 9385
This theorem is referenced by:  exple1  9441  leexp2rd  9543
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