MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  logdivlt Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem logdivlt 25131
Description: The log𝑥 / 𝑥 function is strictly decreasing on the reals greater than e. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Mar-2014.)
Assertion
Ref Expression
logdivlt (((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵)) → (𝐴 < 𝐵 ↔ ((log‘𝐵) / 𝐵) < ((log‘𝐴) / 𝐴)))

Proof of Theorem logdivlt
StepHypRef Expression
1 logdivlti 25130 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) ∧ 𝐴 < 𝐵) → ((log‘𝐵) / 𝐵) < ((log‘𝐴) / 𝐴))
21ex 413 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) → (𝐴 < 𝐵 → ((log‘𝐵) / 𝐵) < ((log‘𝐴) / 𝐴)))
323expa 1110 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ e ≤ 𝐴) → (𝐴 < 𝐵 → ((log‘𝐵) / 𝐵) < ((log‘𝐴) / 𝐴)))
43an32s 648 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴 < 𝐵 → ((log‘𝐵) / 𝐵) < ((log‘𝐴) / 𝐴)))
54adantrr 713 . 2 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵)) → (𝐴 < 𝐵 → ((log‘𝐵) / 𝐵) < ((log‘𝐴) / 𝐴)))
6 fveq2 6664 . . . . . . . 8 (𝐴 = 𝐵 → (log‘𝐴) = (log‘𝐵))
7 id 22 . . . . . . . 8 (𝐴 = 𝐵𝐴 = 𝐵)
86, 7oveq12d 7163 . . . . . . 7 (𝐴 = 𝐵 → ((log‘𝐴) / 𝐴) = ((log‘𝐵) / 𝐵))
98eqcomd 2827 . . . . . 6 (𝐴 = 𝐵 → ((log‘𝐵) / 𝐵) = ((log‘𝐴) / 𝐴))
109a1i 11 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵)) → (𝐴 = 𝐵 → ((log‘𝐵) / 𝐵) = ((log‘𝐴) / 𝐴)))
11 logdivlti 25130 . . . . . . . . . 10 (((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵) ∧ 𝐵 < 𝐴) → ((log‘𝐴) / 𝐴) < ((log‘𝐵) / 𝐵))
1211ex 413 . . . . . . . . 9 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵) → (𝐵 < 𝐴 → ((log‘𝐴) / 𝐴) < ((log‘𝐵) / 𝐵)))
13123expa 1110 . . . . . . . 8 (((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ e ≤ 𝐵) → (𝐵 < 𝐴 → ((log‘𝐴) / 𝐴) < ((log‘𝐵) / 𝐵)))
1413an32s 648 . . . . . . 7 (((𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (𝐵 < 𝐴 → ((log‘𝐴) / 𝐴) < ((log‘𝐵) / 𝐵)))
1514adantrr 713 . . . . . 6 (((𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵) ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴)) → (𝐵 < 𝐴 → ((log‘𝐴) / 𝐴) < ((log‘𝐵) / 𝐵)))
1615ancoms 459 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵)) → (𝐵 < 𝐴 → ((log‘𝐴) / 𝐴) < ((log‘𝐵) / 𝐵)))
1710, 16orim12d 958 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵)) → ((𝐴 = 𝐵𝐵 < 𝐴) → (((log‘𝐵) / 𝐵) = ((log‘𝐴) / 𝐴) ∨ ((log‘𝐴) / 𝐴) < ((log‘𝐵) / 𝐵))))
1817con3d 155 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵)) → (¬ (((log‘𝐵) / 𝐵) = ((log‘𝐴) / 𝐴) ∨ ((log‘𝐴) / 𝐴) < ((log‘𝐵) / 𝐵)) → ¬ (𝐴 = 𝐵𝐵 < 𝐴)))
19 simpl 483 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ)
20 epos 15550 . . . . . . . 8 0 < e
21 0re 10632 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℝ
22 ere 15432 . . . . . . . . 9 e ∈ ℝ
23 ltletr 10721 . . . . . . . . 9 ((0 ∈ ℝ ∧ e ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((0 < e ∧ e ≤ 𝐵) → 0 < 𝐵))
2421, 22, 23mp3an12 1442 . . . . . . . 8 (𝐵 ∈ ℝ → ((0 < e ∧ e ≤ 𝐵) → 0 < 𝐵))
2520, 24mpani 692 . . . . . . 7 (𝐵 ∈ ℝ → (e ≤ 𝐵 → 0 < 𝐵))
2625imp 407 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵) → 0 < 𝐵)
2719, 26elrpd 12418 . . . . 5 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ+)
28 relogcl 25086 . . . . . 6 (𝐵 ∈ ℝ+ → (log‘𝐵) ∈ ℝ)
29 rerpdivcl 12409 . . . . . 6 (((log‘𝐵) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((log‘𝐵) / 𝐵) ∈ ℝ)
3028, 29mpancom 684 . . . . 5 (𝐵 ∈ ℝ+ → ((log‘𝐵) / 𝐵) ∈ ℝ)
3127, 30syl 17 . . . 4 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵) → ((log‘𝐵) / 𝐵) ∈ ℝ)
32 simpl 483 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
33 ltletr 10721 . . . . . . . . 9 ((0 ∈ ℝ ∧ e ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((0 < e ∧ e ≤ 𝐴) → 0 < 𝐴))
3421, 22, 33mp3an12 1442 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ → ((0 < e ∧ e ≤ 𝐴) → 0 < 𝐴))
3520, 34mpani 692 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ → (e ≤ 𝐴 → 0 < 𝐴))
3635imp 407 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) → 0 < 𝐴)
3732, 36elrpd 12418 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ+)
38 relogcl 25086 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘𝐴) ∈ ℝ)
39 rerpdivcl 12409 . . . . . 6 (((log‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ+) → ((log‘𝐴) / 𝐴) ∈ ℝ)
4038, 39mpancom 684 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((log‘𝐴) / 𝐴) ∈ ℝ)
4137, 40syl 17 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) → ((log‘𝐴) / 𝐴) ∈ ℝ)
42 axlttri 10701 . . . 4 ((((log‘𝐵) / 𝐵) ∈ ℝ ∧ ((log‘𝐴) / 𝐴) ∈ ℝ) → (((log‘𝐵) / 𝐵) < ((log‘𝐴) / 𝐴) ↔ ¬ (((log‘𝐵) / 𝐵) = ((log‘𝐴) / 𝐴) ∨ ((log‘𝐴) / 𝐴) < ((log‘𝐵) / 𝐵))))
4331, 41, 42syl2anr 596 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵)) → (((log‘𝐵) / 𝐵) < ((log‘𝐴) / 𝐴) ↔ ¬ (((log‘𝐵) / 𝐵) = ((log‘𝐴) / 𝐴) ∨ ((log‘𝐴) / 𝐴) < ((log‘𝐵) / 𝐵))))
44 axlttri 10701 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴 < 𝐵 ↔ ¬ (𝐴 = 𝐵𝐵 < 𝐴)))
4544ad2ant2r 743 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵)) → (𝐴 < 𝐵 ↔ ¬ (𝐴 = 𝐵𝐵 < 𝐴)))
4618, 43, 453imtr4d 295 . 2 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵)) → (((log‘𝐵) / 𝐵) < ((log‘𝐴) / 𝐴) → 𝐴 < 𝐵))
475, 46impbid 213 1 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝐵)) → (𝐴 < 𝐵 ↔ ((log‘𝐵) / 𝐵) < ((log‘𝐴) / 𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 207  wa 396  wo 841  w3a 1079   = wceq 1528  wcel 2105   class class class wbr 5058  cfv 6349  (class class class)co 7145  cr 10525  0cc0 10526   < clt 10664  cle 10665   / cdiv 11286  +crp 12379  eceu 15406  logclog 25065
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1787  ax-4 1801  ax-5 1902  ax-6 1961  ax-7 2006  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2151  ax-12 2167  ax-ext 2793  ax-rep 5182  ax-sep 5195  ax-nul 5202  ax-pow 5258  ax-pr 5321  ax-un 7450  ax-inf2 9093  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604  ax-addf 10605  ax-mulf 10606
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 842  df-3or 1080  df-3an 1081  df-tru 1531  df-fal 1541  df-ex 1772  df-nf 1776  df-sb 2061  df-mo 2618  df-eu 2650  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3497  df-sbc 3772  df-csb 3883  df-dif 3938  df-un 3940  df-in 3942  df-ss 3951  df-pss 3953  df-nul 4291  df-if 4466  df-pw 4539  df-sn 4560  df-pr 4562  df-tp 4564  df-op 4566  df-uni 4833  df-int 4870  df-iun 4914  df-iin 4915  df-br 5059  df-opab 5121  df-mpt 5139  df-tr 5165  df-id 5454  df-eprel 5459  df-po 5468  df-so 5469  df-fr 5508  df-se 5509  df-we 5510  df-xp 5555  df-rel 5556  df-cnv 5557  df-co 5558  df-dm 5559  df-rn 5560  df-res 5561  df-ima 5562  df-pred 6142  df-ord 6188  df-on 6189  df-lim 6190  df-suc 6191  df-iota 6308  df-fun 6351  df-fn 6352  df-f 6353  df-f1 6354  df-fo 6355  df-f1o 6356  df-fv 6357  df-isom 6358  df-riota 7103  df-ov 7148  df-oprab 7149  df-mpo 7150  df-of 7398  df-om 7569  df-1st 7680  df-2nd 7681  df-supp 7822  df-wrecs 7938  df-recs 7999  df-rdg 8037  df-1o 8093  df-2o 8094  df-oadd 8097  df-er 8279  df-map 8398  df-pm 8399  df-ixp 8451  df-en 8499  df-dom 8500  df-sdom 8501  df-fin 8502  df-fsupp 8823  df-fi 8864  df-sup 8895  df-inf 8896  df-oi 8963  df-card 9357  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11628  df-2 11689  df-3 11690  df-4 11691  df-5 11692  df-6 11693  df-7 11694  df-8 11695  df-9 11696  df-n0 11887  df-z 11971  df-dec 12088  df-uz 12233  df-q 12338  df-rp 12380  df-xneg 12497  df-xadd 12498  df-xmul 12499  df-ioo 12732  df-ioc 12733  df-ico 12734  df-icc 12735  df-fz 12883  df-fzo 13024  df-fl 13152  df-mod 13228  df-seq 13360  df-exp 13420  df-fac 13624  df-bc 13653  df-hash 13681  df-shft 14416  df-cj 14448  df-re 14449  df-im 14450  df-sqrt 14584  df-abs 14585  df-limsup 14818  df-clim 14835  df-rlim 14836  df-sum 15033  df-ef 15411  df-e 15412  df-sin 15413  df-cos 15414  df-pi 15416  df-struct 16475  df-ndx 16476  df-slot 16477  df-base 16479  df-sets 16480  df-ress 16481  df-plusg 16568  df-mulr 16569  df-starv 16570  df-sca 16571  df-vsca 16572  df-ip 16573  df-tset 16574  df-ple 16575  df-ds 16577  df-unif 16578  df-hom 16579  df-cco 16580  df-rest 16686  df-topn 16687  df-0g 16705  df-gsum 16706  df-topgen 16707  df-pt 16708  df-prds 16711  df-xrs 16765  df-qtop 16770  df-imas 16771  df-xps 16773  df-mre 16847  df-mrc 16848  df-acs 16850  df-mgm 17842  df-sgrp 17891  df-mnd 17902  df-submnd 17947  df-mulg 18165  df-cntz 18387  df-cmn 18839  df-psmet 20467  df-xmet 20468  df-met 20469  df-bl 20470  df-mopn 20471  df-fbas 20472  df-fg 20473  df-cnfld 20476  df-top 21432  df-topon 21449  df-topsp 21471  df-bases 21484  df-cld 21557  df-ntr 21558  df-cls 21559  df-nei 21636  df-lp 21674  df-perf 21675  df-cn 21765  df-cnp 21766  df-haus 21853  df-tx 22100  df-hmeo 22293  df-fil 22384  df-fm 22476  df-flim 22477  df-flf 22478  df-xms 22859  df-ms 22860  df-tms 22861  df-cncf 23415  df-limc 24393  df-dv 24394  df-log 25067
This theorem is referenced by:  logdivle  25132  bposlem7  25794  chebbnd1lem2  25974  chebbnd1lem3  25975  pntpbnd1a  26089
  Copyright terms: Public domain W3C validator