Theorem expnass 10285

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 8699	. . 3 |- 3 e. CC
2		3nn0 8893	. . 3 |- 3 e. NN0
3		expmul 10225	. . 3 |- ( ( 3 e. CC /\ 3 e. NN0 /\ 3 e. NN0 ) -> ( 3 ^ ( 3 x. 3 ) ) = ( ( 3 ^ 3 ) ^ 3 ) )
4	1, 2, 2, 3	mp3an 1296	. 2 |- ( 3 ^ ( 3 x. 3 ) ) = ( ( 3 ^ 3 ) ^ 3 )
5		3re 8698	. . 3 |- 3 e. RR
6	2, 2	nn0mulcli 8913	. . . 4 |- ( 3 x. 3 ) e. NN0
7	6	nn0zi 8974	. . 3 |- ( 3 x. 3 ) e. ZZ
8	2, 2	nn0expcli 10206	. . . 4 |- ( 3 ^ 3 ) e. NN0
9	8	nn0zi 8974	. . 3 |- ( 3 ^ 3 ) e. ZZ
10		1lt3 8789	. . . 4 |- 1 < 3
11	1	sqvali 10259	. . . . 5 |- ( 3 ^ 2 ) = ( 3 x. 3 )
12		2z 8980	. . . . . 6 |- 2 e. ZZ
13		3z 8981	. . . . . 6 |- 3 e. ZZ
14		2lt3 8788	. . . . . . 7 |- 2 < 3
15		ltexp2a 10232	. . . . . . 7 |- ( ( ( 3 e. RR /\ 2 e. ZZ /\ 3 e. ZZ ) /\ ( 1 < 3 /\ 2 < 3 ) ) -> ( 3 ^ 2 ) < ( 3 ^ 3 ) )
16	10, 14, 15	mpanr12 433	. . . . . 6 |- ( ( 3 e. RR /\ 2 e. ZZ /\ 3 e. ZZ ) -> ( 3 ^ 2 ) < ( 3 ^ 3 ) )
17	5, 12, 13, 16	mp3an 1296	. . . . 5 |- ( 3 ^ 2 ) < ( 3 ^ 3 )
18	11, 17	eqbrtrri 3914	. . . 4 |- ( 3 x. 3 ) < ( 3 ^ 3 )
19		ltexp2a 10232	. . . 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 433	. . 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 1296	. 2 |- ( 3 ^ ( 3 x. 3 ) ) < ( 3 ^ ( 3 ^ 3 ) )
22	4, 21	eqbrtrri 3914	1 |- ( ( 3 ^ 3 ) ^ 3 ) < ( 3 ^ ( 3 ^ 3 ) )

Syntax hints:   /\ w3a 943   = wceq 1312   e. wcel 1461   class class class wbr 3893  (class class class)co 5726   CCcc 7539   RRcr 7540   1c1 7542   x. cmul 7546   < clt 7718   2c2 8675   3c3 8676   NN0cn0 8875   ZZcz 8952   ^cexp 10179

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 586  ax-in2 587  ax-io 681  ax-5 1404  ax-7 1405  ax-gen 1406  ax-ie1 1450  ax-ie2 1451  ax-8 1463  ax-10 1464  ax-11 1465  ax-i12 1466  ax-bndl 1467  ax-4 1468  ax-13 1472  ax-14 1473  ax-17 1487  ax-i9 1491  ax-ial 1495  ax-i5r 1496  ax-ext 2095  ax-coll 4001  ax-sep 4004  ax-nul 4012  ax-pow 4056  ax-pr 4089  ax-un 4313  ax-setind 4410  ax-iinf 4460  ax-cnex 7630  ax-resscn 7631  ax-1cn 7632  ax-1re 7633  ax-icn 7634  ax-addcl 7635  ax-addrcl 7636  ax-mulcl 7637  ax-mulrcl 7638  ax-addcom 7639  ax-mulcom 7640  ax-addass 7641  ax-mulass 7642  ax-distr 7643  ax-i2m1 7644  ax-0lt1 7645  ax-1rid 7646  ax-0id 7647  ax-rnegex 7648  ax-precex 7649  ax-cnre 7650  ax-pre-ltirr 7651  ax-pre-ltwlin 7652  ax-pre-lttrn 7653  ax-pre-apti 7654  ax-pre-ltadd 7655  ax-pre-mulgt0 7656  ax-pre-mulext 7657

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 803  df-3or 944  df-3an 945  df-tru 1315  df-fal 1318  df-nf 1418  df-sb 1717  df-eu 1976  df-mo 1977  df-clab 2100  df-cleq 2106  df-clel 2109  df-nfc 2242  df-ne 2281  df-nel 2376  df-ral 2393  df-rex 2394  df-reu 2395  df-rmo 2396  df-rab 2397  df-v 2657  df-sbc 2877  df-csb 2970  df-dif 3037  df-un 3039  df-in 3041  df-ss 3048  df-nul 3328  df-if 3439  df-pw 3476  df-sn 3497  df-pr 3498  df-op 3500  df-uni 3701  df-int 3736  df-iun 3779  df-br 3894  df-opab 3948  df-mpt 3949  df-tr 3985  df-id 4173  df-po 4176  df-iso 4177  df-iord 4246  df-on 4248  df-ilim 4249  df-suc 4251  df-iom 4463  df-xp 4503  df-rel 4504  df-cnv 4505  df-co 4506  df-dm 4507  df-rn 4508  df-res 4509  df-ima 4510  df-iota 5044  df-fun 5081  df-fn 5082  df-f 5083  df-f1 5084  df-fo 5085  df-f1o 5086  df-fv 5087  df-riota 5682  df-ov 5729  df-oprab 5730  df-mpo 5731  df-1st 5990  df-2nd 5991  df-recs 6154  df-frec 6240  df-pnf 7720  df-mnf 7721  df-xr 7722  df-ltxr 7723  df-le 7724  df-sub 7852  df-neg 7853  df-reap 8249  df-ap 8256  df-div 8340  df-inn 8625  df-2 8683  df-3 8684  df-n0 8876  df-z 8953  df-uz 9223  df-rp 9338  df-seqfrec 10106  df-exp 10180

This theorem is referenced by: (None)