Theorem expnass 10867

Description: A counterexample showing that exponentiation is not associative. (Contributed by Stefan Allan and Gérard Lang, 21-Sep-2010.)

Assertion

Ref	Expression
expnass	|- ( ( 3 ^ 3 ) ^ 3 ) < ( 3 ^ ( 3 ^ 3 ) )

Proof of Theorem expnass

Step	Hyp	Ref	Expression
1		3cn 9185	. . 3 |- 3 e. CC
2		3nn0 9387	. . 3 |- 3 e. NN0
3		expmul 10806	. . 3 |- ( ( 3 e. CC /\ 3 e. NN0 /\ 3 e. NN0 ) -> ( 3 ^ ( 3 x. 3 ) ) = ( ( 3 ^ 3 ) ^ 3 ) )
4	1, 2, 2, 3	mp3an 1371	. 2 |- ( 3 ^ ( 3 x. 3 ) ) = ( ( 3 ^ 3 ) ^ 3 )
5		3re 9184	. . 3 |- 3 e. RR
6	2, 2	nn0mulcli 9407	. . . 4 |- ( 3 x. 3 ) e. NN0
7	6	nn0zi 9468	. . 3 |- ( 3 x. 3 ) e. ZZ
8	2, 2	nn0expcli 10787	. . . 4 |- ( 3 ^ 3 ) e. NN0
9	8	nn0zi 9468	. . 3 |- ( 3 ^ 3 ) e. ZZ
10		1lt3 9282	. . . 4 |- 1 < 3
11	1	sqvali 10841	. . . . 5 |- ( 3 ^ 2 ) = ( 3 x. 3 )
12		2z 9474	. . . . . 6 |- 2 e. ZZ
13		3z 9475	. . . . . 6 |- 3 e. ZZ
14		2lt3 9281	. . . . . . 7 |- 2 < 3
15		ltexp2a 10813	. . . . . . 7 |- ( ( ( 3 e. RR /\ 2 e. ZZ /\ 3 e. ZZ ) /\ ( 1 < 3 /\ 2 < 3 ) ) -> ( 3 ^ 2 ) < ( 3 ^ 3 ) )
16	10, 14, 15	mpanr12 439	. . . . . 6 |- ( ( 3 e. RR /\ 2 e. ZZ /\ 3 e. ZZ ) -> ( 3 ^ 2 ) < ( 3 ^ 3 ) )
17	5, 12, 13, 16	mp3an 1371	. . . . 5 |- ( 3 ^ 2 ) < ( 3 ^ 3 )
18	11, 17	eqbrtrri 4106	. . . 4 |- ( 3 x. 3 ) < ( 3 ^ 3 )
19		ltexp2a 10813	. . . 4 |- ( ( ( 3 e. RR /\ ( 3 x. 3 ) e. ZZ /\ ( 3 ^ 3 ) e. ZZ ) /\ ( 1 < 3 /\ ( 3 x. 3 ) < ( 3 ^ 3 ) ) ) -> ( 3 ^ ( 3 x. 3 ) ) < ( 3 ^ ( 3 ^ 3 ) ) )
20	10, 18, 19	mpanr12 439	. . 3 |- ( ( 3 e. RR /\ ( 3 x. 3 ) e. ZZ /\ ( 3 ^ 3 ) e. ZZ ) -> ( 3 ^ ( 3 x. 3 ) ) < ( 3 ^ ( 3 ^ 3 ) ) )
21	5, 7, 9, 20	mp3an 1371	. 2 |- ( 3 ^ ( 3 x. 3 ) ) < ( 3 ^ ( 3 ^ 3 ) )
22	4, 21	eqbrtrri 4106	1 |- ( ( 3 ^ 3 ) ^ 3 ) < ( 3 ^ ( 3 ^ 3 ) )

Syntax hints:   /\ w3a 1002   = wceq 1395   e. wcel 2200   class class class wbr 4083  (class class class)co 6001   CCcc 7997   RRcr 7998   1c1 8000   x. cmul 8004   < clt 8181   2c2 9161   3c3 9162   NN0cn0 9369   ZZcz 9446   ^cexp 10760

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4199  ax-sep 4202  ax-nul 4210  ax-pow 4258  ax-pr 4293  ax-un 4524  ax-setind 4629  ax-iinf 4680  ax-cnex 8090  ax-resscn 8091  ax-1cn 8092  ax-1re 8093  ax-icn 8094  ax-addcl 8095  ax-addrcl 8096  ax-mulcl 8097  ax-mulrcl 8098  ax-addcom 8099  ax-mulcom 8100  ax-addass 8101  ax-mulass 8102  ax-distr 8103  ax-i2m1 8104  ax-0lt1 8105  ax-1rid 8106  ax-0id 8107  ax-rnegex 8108  ax-precex 8109  ax-cnre 8110  ax-pre-ltirr 8111  ax-pre-ltwlin 8112  ax-pre-lttrn 8113  ax-pre-apti 8114  ax-pre-ltadd 8115  ax-pre-mulgt0 8116  ax-pre-mulext 8117

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-if 3603  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3889  df-int 3924  df-iun 3967  df-br 4084  df-opab 4146  df-mpt 4147  df-tr 4183  df-id 4384  df-po 4387  df-iso 4388  df-iord 4457  df-on 4459  df-ilim 4460  df-suc 4462  df-iom 4683  df-xp 4725  df-rel 4726  df-cnv 4727  df-co 4728  df-dm 4729  df-rn 4730  df-res 4731  df-ima 4732  df-iota 5278  df-fun 5320  df-fn 5321  df-f 5322  df-f1 5323  df-fo 5324  df-f1o 5325  df-fv 5326  df-riota 5954  df-ov 6004  df-oprab 6005  df-mpo 6006  df-1st 6286  df-2nd 6287  df-recs 6451  df-frec 6537  df-pnf 8183  df-mnf 8184  df-xr 8185  df-ltxr 8186  df-le 8187  df-sub 8319  df-neg 8320  df-reap 8722  df-ap 8729  df-div 8820  df-inn 9111  df-2 9169  df-3 9170  df-n0 9370  df-z 9447  df-uz 9723  df-rp 9850  df-seqfrec 10670  df-exp 10761

This theorem is referenced by: (None)