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Theorem leexp2r 9627
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 5551 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑀 → (𝐴𝑗) = (𝐴𝑀))
21breq1d 3803 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑀 → ((𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀) ↔ (𝐴𝑀) ≤ (𝐴𝑀)))
32imbi2d 228 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑀 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑀) ≤ (𝐴𝑀))))
4 oveq2 5551 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑘 → (𝐴𝑗) = (𝐴𝑘))
54breq1d 3803 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑘 → ((𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀) ↔ (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀)))
65imbi2d 228 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑘 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀))))
7 oveq2 5551 . . . . . . . 8 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (𝐴𝑗) = (𝐴↑(𝑘 + 1)))
87breq1d 3803 . . . . . . 7 (𝑗 = (𝑘 + 1) → ((𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀) ↔ (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀)))
98imbi2d 228 . . . . . 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 5551 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑁 → (𝐴𝑗) = (𝐴𝑁))
1110breq1d 3803 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑁 → ((𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀) ↔ (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀)))
1211imbi2d 228 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑁 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀))))
13 reexpcl 9590 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝐴𝑀) ∈ ℝ)
1413adantr 270 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑀) ∈ ℝ)
1514leidd 7682 . . . . . . 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 504 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝐴 ∈ ℝ)
18 1red 7196 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 1 ∈ ℝ)
19 simprlr 505 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝑀 ∈ ℕ0)
20 simpl 107 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝑘 ∈ (ℤ𝑀))
21 eluznn0 8767 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑀 ∈ ℕ0𝑘 ∈ (ℤ𝑀)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
2219, 20, 21syl2anc 403 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
23 reexpcl 9590 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
2417, 22, 23syl2anc 403 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
25 simprrl 506 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 0 ≤ 𝐴)
26 expge0 9609 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 0 ≤ (𝐴𝑘))
2717, 22, 25, 26syl3anc 1170 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 0 ≤ (𝐴𝑘))
28 simprrr 507 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝐴 ≤ 1)
2917, 18, 24, 27, 28lemul2ad 8085 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → ((𝐴𝑘) · 𝐴) ≤ ((𝐴𝑘) · 1))
3017recnd 7209 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝐴 ∈ ℂ)
31 expp1 9580 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) = ((𝐴𝑘) · 𝐴))
3230, 22, 31syl2anc 403 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) = ((𝐴𝑘) · 𝐴))
3324recnd 7209 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴𝑘) ∈ ℂ)
3433mulid1d 7198 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → ((𝐴𝑘) · 1) = (𝐴𝑘))
3534eqcomd 2087 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴𝑘) = ((𝐴𝑘) · 1))
3629, 32, 353brtr4d 3823 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑘))
37 peano2nn0 8395 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝑘 + 1) ∈ ℕ0)
3822, 37syl 14 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℕ0)
39 reexpcl 9590 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑘 + 1) ∈ ℕ0) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ)
4017, 38, 39syl2anc 403 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ)
4113ad2antrl 474 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴𝑀) ∈ ℝ)
42 letr 7261 . . . . . . . . . 10 (((𝐴↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ ∧ (𝐴𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐴𝑀) ∈ ℝ) → (((𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑘) ∧ (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀)))
4340, 24, 41, 42syl3anc 1170 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (((𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑘) ∧ (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀)))
4436, 43mpand 420 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → ((𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀)))
4544ex 113 . . . . . . 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 8757 . . . . 5 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀)))
4847expd 254 . . . 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 1136 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ (ℤ𝑀)) → ((0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀)))
5150imp 122 1 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ (ℤ𝑀)) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 102  w3a 920   = wceq 1285  wcel 1434   class class class wbr 3793  cfv 4932  (class class class)co 5543  cc 7041  cr 7042  0cc0 7043  1c1 7044   + caddc 7046   · cmul 7048  cle 7216  0cn0 8355  cz 8432  cuz 8700  cexp 9572
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 577  ax-in2 578  ax-io 663  ax-5 1377  ax-7 1378  ax-gen 1379  ax-ie1 1423  ax-ie2 1424  ax-8 1436  ax-10 1437  ax-11 1438  ax-i12 1439  ax-bndl 1440  ax-4 1441  ax-13 1445  ax-14 1446  ax-17 1460  ax-i9 1464  ax-ial 1468  ax-i5r 1469  ax-ext 2064  ax-coll 3901  ax-sep 3904  ax-nul 3912  ax-pow 3956  ax-pr 3972  ax-un 4196  ax-setind 4288  ax-iinf 4337  ax-cnex 7129  ax-resscn 7130  ax-1cn 7131  ax-1re 7132  ax-icn 7133  ax-addcl 7134  ax-addrcl 7135  ax-mulcl 7136  ax-mulrcl 7137  ax-addcom 7138  ax-mulcom 7139  ax-addass 7140  ax-mulass 7141  ax-distr 7142  ax-i2m1 7143  ax-0lt1 7144  ax-1rid 7145  ax-0id 7146  ax-rnegex 7147  ax-precex 7148  ax-cnre 7149  ax-pre-ltirr 7150  ax-pre-ltwlin 7151  ax-pre-lttrn 7152  ax-pre-apti 7153  ax-pre-ltadd 7154  ax-pre-mulgt0 7155  ax-pre-mulext 7156
This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-dc 777  df-3or 921  df-3an 922  df-tru 1288  df-fal 1291  df-nf 1391  df-sb 1687  df-eu 1945  df-mo 1946  df-clab 2069  df-cleq 2075  df-clel 2078  df-nfc 2209  df-ne 2247  df-nel 2341  df-ral 2354  df-rex 2355  df-reu 2356  df-rmo 2357  df-rab 2358  df-v 2604  df-sbc 2817  df-csb 2910  df-dif 2976  df-un 2978  df-in 2980  df-ss 2987  df-nul 3259  df-if 3360  df-pw 3392  df-sn 3412  df-pr 3413  df-op 3415  df-uni 3610  df-int 3645  df-iun 3688  df-br 3794  df-opab 3848  df-mpt 3849  df-tr 3884  df-id 4056  df-po 4059  df-iso 4060  df-iord 4129  df-on 4131  df-ilim 4132  df-suc 4134  df-iom 4340  df-xp 4377  df-rel 4378  df-cnv 4379  df-co 4380  df-dm 4381  df-rn 4382  df-res 4383  df-ima 4384  df-iota 4897  df-fun 4934  df-fn 4935  df-f 4936  df-f1 4937  df-fo 4938  df-f1o 4939  df-fv 4940  df-riota 5499  df-ov 5546  df-oprab 5547  df-mpt2 5548  df-1st 5798  df-2nd 5799  df-recs 5954  df-frec 6040  df-pnf 7217  df-mnf 7218  df-xr 7219  df-ltxr 7220  df-le 7221  df-sub 7348  df-neg 7349  df-reap 7742  df-ap 7749  df-div 7828  df-inn 8107  df-n0 8356  df-z 8433  df-uz 8701  df-iseq 9522  df-iexp 9573
This theorem is referenced by:  exple1  9629  leexp2rd  9732
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