Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  stoweidlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem stoweidlem1 38799
Description: Lemma for stoweid 38861. This lemma is used by Lemma 1 in [BrosowskiDeutsh] p. 90; the key step uses Bernoulli's inequality bernneq 12717. (Contributed by Glauco Siliprandi, 20-Apr-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
stoweidlem1.1 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
stoweidlem1.2 (𝜑𝐾 ∈ ℕ)
stoweidlem1.3 (𝜑𝐷 ∈ ℝ+)
stoweidlem1.5 (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
stoweidlem1.6 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
stoweidlem1.7 (𝜑𝐴 ≤ 1)
stoweidlem1.8 (𝜑𝐷𝐴)
Assertion
Ref Expression
stoweidlem1 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ≤ (1 / ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁)))

Proof of Theorem stoweidlem1
StepHypRef Expression
1 1re 9792 . . . . 5 1 ∈ ℝ
21a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
3 stoweidlem1.5 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
43rpred 11610 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
5 stoweidlem1.1 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
65nnnn0d 11104 . . . . 5 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
74, 6reexpcld 12752 . . . 4 (𝜑 → (𝐴𝑁) ∈ ℝ)
82, 7resubcld 10207 . . 3 (𝜑 → (1 − (𝐴𝑁)) ∈ ℝ)
9 stoweidlem1.2 . . . . 5 (𝜑𝐾 ∈ ℕ)
109nnnn0d 11104 . . . 4 (𝜑𝐾 ∈ ℕ0)
1110, 6nn0expcld 12758 . . 3 (𝜑 → (𝐾𝑁) ∈ ℕ0)
128, 11reexpcld 12752 . 2 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℝ)
13 2nn0 11062 . . . . . . . 8 2 ∈ ℕ0
1413a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
1514, 6nn0mulcld 11109 . . . . . 6 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
164, 15reexpcld 12752 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
172, 16resubcld 10207 . . . 4 (𝜑 → (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))) ∈ ℝ)
1817, 11reexpcld 12752 . . 3 (𝜑 → ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℝ)
199nnred 10788 . . . . 5 (𝜑𝐾 ∈ ℝ)
2019, 4remulcld 9823 . . . 4 (𝜑 → (𝐾 · 𝐴) ∈ ℝ)
2120, 6reexpcld 12752 . . 3 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℝ)
229nncnd 10789 . . . . 5 (𝜑𝐾 ∈ ℂ)
233rpcnd 11612 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
249nnne0d 10818 . . . . 5 (𝜑𝐾 ≠ 0)
253rpne0d 11615 . . . . 5 (𝜑𝐴 ≠ 0)
2622, 23, 24, 25mulne0d 10426 . . . 4 (𝜑 → (𝐾 · 𝐴) ≠ 0)
2722, 23mulcld 9813 . . . . 5 (𝜑 → (𝐾 · 𝐴) ∈ ℂ)
28 expne0 12618 . . . . 5 (((𝐾 · 𝐴) ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ≠ 0 ↔ (𝐾 · 𝐴) ≠ 0))
2927, 5, 28syl2anc 690 . . . 4 (𝜑 → (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ≠ 0 ↔ (𝐾 · 𝐴) ≠ 0))
3026, 29mpbird 245 . . 3 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ≠ 0)
3118, 21, 30redivcld 10600 . 2 (𝜑 → (((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ∈ ℝ)
32 stoweidlem1.3 . . . . . 6 (𝜑𝐷 ∈ ℝ+)
3332rpred 11610 . . . . 5 (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
3419, 33remulcld 9823 . . . 4 (𝜑 → (𝐾 · 𝐷) ∈ ℝ)
3534, 6reexpcld 12752 . . 3 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ∈ ℝ)
3632rpcnd 11612 . . . . 5 (𝜑𝐷 ∈ ℂ)
3732rpne0d 11615 . . . . 5 (𝜑𝐷 ≠ 0)
3822, 36, 24, 37mulne0d 10426 . . . 4 (𝜑 → (𝐾 · 𝐷) ≠ 0)
3922, 36mulcld 9813 . . . . 5 (𝜑 → (𝐾 · 𝐷) ∈ ℂ)
40 expne0 12618 . . . . 5 (((𝐾 · 𝐷) ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≠ 0 ↔ (𝐾 · 𝐷) ≠ 0))
4139, 5, 40syl2anc 690 . . . 4 (𝜑 → (((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≠ 0 ↔ (𝐾 · 𝐷) ≠ 0))
4238, 41mpbird 245 . . 3 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≠ 0)
432, 35, 42redivcld 10600 . 2 (𝜑 → (1 / ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁)) ∈ ℝ)
4419, 6reexpcld 12752 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐾𝑁) ∈ ℝ)
4544, 7remulcld 9823 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)) ∈ ℝ)
462, 45readdcld 9822 . . . . . 6 (𝜑 → (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) ∈ ℝ)
4712, 46remulcld 9823 . . . . 5 (𝜑 → (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) ∈ ℝ)
4847, 21, 30redivcld 10600 . . . 4 (𝜑 → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ∈ ℝ)
492, 7readdcld 9822 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 + (𝐴𝑁)) ∈ ℝ)
5049, 11reexpcld 12752 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℝ)
5112, 50remulcld 9823 . . . . 5 (𝜑 → (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) ∈ ℝ)
5251, 21, 30redivcld 10600 . . . 4 (𝜑 → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ∈ ℝ)
5346, 21, 30redivcld 10600 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ∈ ℝ)
54 stoweidlem1.6 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
55 stoweidlem1.7 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ≤ 1)
56 exple1 12647 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴𝑁) ≤ 1)
574, 54, 55, 6, 56syl31anc 1320 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴𝑁) ≤ 1)
582, 7subge0d 10364 . . . . . . . 8 (𝜑 → (0 ≤ (1 − (𝐴𝑁)) ↔ (𝐴𝑁) ≤ 1))
5957, 58mpbird 245 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ (1 − (𝐴𝑁)))
608, 11, 59expge0d 12753 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)))
6127, 6expcld 12735 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℂ)
6261, 30dividd 10546 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) = 1)
6361addid2d 9986 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) = ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))
64 0red 9794 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
65 0le1 10298 . . . . . . . . . . . 12 0 ≤ 1
6665a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 ≤ 1)
6764, 2, 21, 66leadd1dd 10388 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
6863, 67eqbrtrrd 4505 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ≤ (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
692, 21readdcld 9822 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ∈ ℝ)
705nnzd 11219 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
719nngt0d 10817 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 < 𝐾)
723rpgt0d 11613 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 < 𝐴)
7319, 4, 71, 72mulgt0d 9941 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 < (𝐾 · 𝐴))
74 expgt0 12620 . . . . . . . . . . 11 (((𝐾 · 𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 0 < (𝐾 · 𝐴)) → 0 < ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))
7520, 70, 73, 74syl3anc 1317 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 < ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))
76 lediv1 10635 . . . . . . . . . 10 ((((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℝ ∧ (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ∈ ℝ ∧ (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))) → (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ≤ (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ↔ (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ ((1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))))
7721, 69, 21, 75, 76syl112anc 1321 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ≤ (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ↔ (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ ((1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))))
7868, 77mpbid 220 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ ((1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
7962, 78eqbrtrrd 4505 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ≤ ((1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
8022, 23, 6mulexpd 12750 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) = ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))
8180oveq2d 6441 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) = (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))))
8281oveq1d 6440 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) = ((1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
8379, 82breqtrd 4507 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ≤ ((1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
8412, 53, 60, 83lemulge11d 10709 . . . . 5 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ≤ (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))))
85 1cnd 9809 . . . . . . . 8 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
8623, 6expcld 12735 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴𝑁) ∈ ℂ)
8785, 86subcld 10141 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 − (𝐴𝑁)) ∈ ℂ)
8887, 11expcld 12735 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℂ)
8922, 6expcld 12735 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐾𝑁) ∈ ℂ)
9089, 86mulcld 9813 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)) ∈ ℂ)
9185, 90addcld 9812 . . . . . 6 (𝜑 → (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) ∈ ℂ)
9288, 91, 61, 30divassd 10583 . . . . 5 (𝜑 → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) = (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))))
9384, 92breqtrrd 4509 . . . 4 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ≤ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
9489, 86mulcomd 9814 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)) = ((𝐴𝑁) · (𝐾𝑁)))
9594oveq2d 6441 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) = (1 + ((𝐴𝑁) · (𝐾𝑁))))
962renegcld 10206 . . . . . . . . 9 (𝜑 → -1 ∈ ℝ)
97 le0neg2 10284 . . . . . . . . . . . 12 (1 ∈ ℝ → (0 ≤ 1 ↔ -1 ≤ 0))
981, 97ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (0 ≤ 1 ↔ -1 ≤ 0)
9965, 98mpbi 218 . . . . . . . . . 10 -1 ≤ 0
10099a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → -1 ≤ 0)
1014, 6, 54expge0d 12753 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 ≤ (𝐴𝑁))
10296, 64, 7, 100, 101letrd 9943 . . . . . . . 8 (𝜑 → -1 ≤ (𝐴𝑁))
103 bernneq 12717 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝐾𝑁) ∈ ℕ0 ∧ -1 ≤ (𝐴𝑁)) → (1 + ((𝐴𝑁) · (𝐾𝑁))) ≤ ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)))
1047, 11, 102, 103syl3anc 1317 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 + ((𝐴𝑁) · (𝐾𝑁))) ≤ ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)))
10595, 104eqbrtrd 4503 . . . . . 6 (𝜑 → (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) ≤ ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)))
10646, 50, 12, 60, 105lemul2ad 10712 . . . . 5 (𝜑 → (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) ≤ (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))))
107 lediv1 10635 . . . . . 6 (((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) ∈ ℝ ∧ (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) ∈ ℝ ∧ (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))) → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) ≤ (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) ↔ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))))
10847, 51, 21, 75, 107syl112anc 1321 . . . . 5 (𝜑 → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) ≤ (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) ↔ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))))
109106, 108mpbid 220 . . . 4 (𝜑 → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
11012, 48, 52, 93, 109letrd 9943 . . 3 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ≤ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
11185, 86addcld 9812 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 + (𝐴𝑁)) ∈ ℂ)
11287, 111mulcomd 9814 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁)) · (1 + (𝐴𝑁))) = ((1 + (𝐴𝑁)) · (1 − (𝐴𝑁))))
113112oveq1d 6440 . . . . 5 (𝜑 → (((1 − (𝐴𝑁)) · (1 + (𝐴𝑁)))↑(𝐾𝑁)) = (((1 + (𝐴𝑁)) · (1 − (𝐴𝑁)))↑(𝐾𝑁)))
11487, 111, 11mulexpd 12750 . . . . 5 (𝜑 → (((1 − (𝐴𝑁)) · (1 + (𝐴𝑁)))↑(𝐾𝑁)) = (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))))
115 subsq 12699 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℂ ∧ (𝐴𝑁) ∈ ℂ) → ((1↑2) − ((𝐴𝑁)↑2)) = ((1 + (𝐴𝑁)) · (1 − (𝐴𝑁))))
11685, 86, 115syl2anc 690 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1↑2) − ((𝐴𝑁)↑2)) = ((1 + (𝐴𝑁)) · (1 − (𝐴𝑁))))
117 sq1 12685 . . . . . . . . 9 (1↑2) = 1
118117a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1↑2) = 1)
11923, 14, 6expmuld 12738 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴↑(𝑁 · 2)) = ((𝐴𝑁)↑2))
1205nncnd 10789 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
121 2cnd 10846 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
122120, 121mulcomd 9814 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁 · 2) = (2 · 𝑁))
123122oveq2d 6441 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴↑(𝑁 · 2)) = (𝐴↑(2 · 𝑁)))
124119, 123eqtr3d 2550 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐴𝑁)↑2) = (𝐴↑(2 · 𝑁)))
125118, 124oveq12d 6443 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1↑2) − ((𝐴𝑁)↑2)) = (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))))
126116, 125eqtr3d 2550 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 + (𝐴𝑁)) · (1 − (𝐴𝑁))) = (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))))
127126oveq1d 6440 . . . . 5 (𝜑 → (((1 + (𝐴𝑁)) · (1 − (𝐴𝑁)))↑(𝐾𝑁)) = ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)))
128113, 114, 1273eqtr3d 2556 . . . 4 (𝜑 → (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) = ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)))
129128oveq1d 6440 . . 3 (𝜑 → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) = (((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
130110, 129breqtrd 4507 . 2 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ≤ (((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
13118, 2jca 552 . . . 4 (𝜑 → (((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ))
132 exple1 12647 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1) ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℕ0) → (𝐴↑(2 · 𝑁)) ≤ 1)
1334, 54, 55, 15, 132syl31anc 1320 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴↑(2 · 𝑁)) ≤ 1)
1342, 16subge0d 10364 . . . . . 6 (𝜑 → (0 ≤ (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))) ↔ (𝐴↑(2 · 𝑁)) ≤ 1))
135133, 134mpbird 245 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≤ (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))))
13617, 11, 135expge0d 12753 . . . 4 (𝜑 → 0 ≤ ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)))
137 1m1e0 10842 . . . . . . 7 (1 − 1) = 0
1384, 15, 54expge0d 12753 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ (𝐴↑(2 · 𝑁)))
139137, 138syl5eqbr 4516 . . . . . 6 (𝜑 → (1 − 1) ≤ (𝐴↑(2 · 𝑁)))
1402, 2, 16, 139subled 10377 . . . . 5 (𝜑 → (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))) ≤ 1)
141 exple1 12647 . . . . 5 ((((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))) ∧ (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))) ≤ 1) ∧ (𝐾𝑁) ∈ ℕ0) → ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ≤ 1)
14217, 135, 140, 11, 141syl31anc 1320 . . . 4 (𝜑 → ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ≤ 1)
143131, 136, 142jca32 555 . . 3 (𝜑 → ((((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ∧ ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ≤ 1)))
14435, 21jca 552 . . 3 (𝜑 → (((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ∈ ℝ ∧ ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℝ))
14532rpgt0d 11613 . . . . . 6 (𝜑 → 0 < 𝐷)
14619, 33, 71, 145mulgt0d 9941 . . . . 5 (𝜑 → 0 < (𝐾 · 𝐷))
147 expgt0 12620 . . . . 5 (((𝐾 · 𝐷) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 0 < (𝐾 · 𝐷)) → 0 < ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁))
14834, 70, 146, 147syl3anc 1317 . . . 4 (𝜑 → 0 < ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁))
14964, 19, 71ltled 9934 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ 𝐾)
15064, 33, 145ltled 9934 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ 𝐷)
15119, 33, 149, 150mulge0d 10351 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≤ (𝐾 · 𝐷))
152 stoweidlem1.8 . . . . . 6 (𝜑𝐷𝐴)
15333, 4, 19, 149, 152lemul2ad 10712 . . . . 5 (𝜑 → (𝐾 · 𝐷) ≤ (𝐾 · 𝐴))
154 leexp1a 12646 . . . . 5 ((((𝐾 · 𝐷) ∈ ℝ ∧ (𝐾 · 𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ (𝐾 · 𝐷) ∧ (𝐾 · 𝐷) ≤ (𝐾 · 𝐴))) → ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≤ ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))
15534, 20, 6, 151, 153, 154syl32anc 1325 . . . 4 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≤ ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))
156148, 155jca 552 . . 3 (𝜑 → (0 < ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ∧ ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≤ ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
157 lediv12a 10664 . . 3 ((((((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ∧ ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ≤ 1)) ∧ ((((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ∈ ℝ ∧ ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℝ) ∧ (0 < ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ∧ ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≤ ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))) → (((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ (1 / ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁)))
158143, 144, 156, 157syl12anc 1315 . 2 (𝜑 → (((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ (1 / ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁)))
15912, 31, 43, 130, 158letrd 9943 1 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ≤ (1 / ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 194  wa 382   = wceq 1474  wcel 1938  wne 2684   class class class wbr 4481  (class class class)co 6425  cc 9687  cr 9688  0cc0 9689  1c1 9690   + caddc 9692   · cmul 9694   < clt 9827  cle 9828  cmin 10015  -cneg 10016   / cdiv 10431  cn 10773  2c2 10823  0cn0 11045  cz 11116  +crp 11570  cexp 12587
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1700  ax-4 1713  ax-5 1793  ax-6 1838  ax-7 1885  ax-8 1940  ax-9 1947  ax-10 1966  ax-11 1971  ax-12 1983  ax-13 2137  ax-ext 2494  ax-sep 4607  ax-nul 4616  ax-pow 4668  ax-pr 4732  ax-un 6721  ax-cnex 9745  ax-resscn 9746  ax-1cn 9747  ax-icn 9748  ax-addcl 9749  ax-addrcl 9750  ax-mulcl 9751  ax-mulrcl 9752  ax-mulcom 9753  ax-addass 9754  ax-mulass 9755  ax-distr 9756  ax-i2m1 9757  ax-1ne0 9758  ax-1rid 9759  ax-rnegex 9760  ax-rrecex 9761  ax-cnre 9762  ax-pre-lttri 9763  ax-pre-lttrn 9764  ax-pre-ltadd 9765  ax-pre-mulgt0 9766
This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-ex 1695  df-nf 1699  df-sb 1831  df-eu 2366  df-mo 2367  df-clab 2501  df-cleq 2507  df-clel 2510  df-nfc 2644  df-ne 2686  df-nel 2687  df-ral 2805  df-rex 2806  df-reu 2807  df-rmo 2808  df-rab 2809  df-v 3079  df-sbc 3307  df-csb 3404  df-dif 3447  df-un 3449  df-in 3451  df-ss 3458  df-pss 3460  df-nul 3778  df-if 3940  df-pw 4013  df-sn 4029  df-pr 4031  df-tp 4033  df-op 4035  df-uni 4271  df-iun 4355  df-br 4482  df-opab 4542  df-mpt 4543  df-tr 4579  df-eprel 4843  df-id 4847  df-po 4853  df-so 4854  df-fr 4891  df-we 4893  df-xp 4938  df-rel 4939  df-cnv 4940  df-co 4941  df-dm 4942  df-rn 4943  df-res 4944  df-ima 4945  df-pred 5487  df-ord 5533  df-on 5534  df-lim 5535  df-suc 5536  df-iota 5653  df-fun 5691  df-fn 5692  df-f 5693  df-f1 5694  df-fo 5695  df-f1o 5696  df-fv 5697  df-riota 6387  df-ov 6428  df-oprab 6429  df-mpt2 6430  df-om 6832  df-2nd 6933  df-wrecs 7167  df-recs 7229  df-rdg 7267  df-er 7503  df-en 7716  df-dom 7717  df-sdom 7718  df-pnf 9829  df-mnf 9830  df-xr 9831  df-ltxr 9832  df-le 9833  df-sub 10017  df-neg 10018  df-div 10432  df-nn 10774  df-2 10832  df-n0 11046  df-z 11117  df-uz 11424  df-rp 11571  df-seq 12529  df-exp 12588
This theorem is referenced by:  stoweidlem25  38823
  Copyright terms: Public domain W3C validator