Theorem logblt 15685

Description: The general logarithm function is strictly monotone/increasing. Property 2 of [Cohen4] p. 377. See logltb 15597. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Oct-2014.) (Revised by Thierry Arnoux, 27-Sep-2017.)

Assertion

Ref	Expression
logblt	|- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> ( X < Y <-> ( B logb X ) < ( B logb Y ) ) )

Proof of Theorem logblt

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp2 1024	. . . 4 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> X e. RR+ )
2	1	relogcld 15605	. . 3 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> ( log ` X ) e. RR )
3		simp3 1025	. . . 4 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> Y e. RR+ )
4	3	relogcld 15605	. . 3 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> ( log ` Y ) e. RR )
5		simp1 1023	. . . . . 6 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> B e. ( ZZ>= ` 2 ) )
6		eluzelz 9764	. . . . . 6 |- ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) -> B e. ZZ )
7	5, 6	syl 14	. . . . 5 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> B e. ZZ )
8	7	zred 9601	. . . 4 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> B e. RR )
9		1z 9504	. . . . 5 |- 1 e. ZZ
10		1p1e2 9259	. . . . . . 7 |- ( 1 + 1 ) = 2
11	10	fveq2i 5642	. . . . . 6 |- ( ZZ>= ` ( 1 + 1 ) ) = ( ZZ>= ` 2 )
12	5, 11	eleqtrrdi 2325	. . . . 5 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> B e. ( ZZ>= ` ( 1 + 1 ) ) )
13		eluzp1l 9780	. . . . 5 |- ( ( 1 e. ZZ /\ B e. ( ZZ>= ` ( 1 + 1 ) ) ) -> 1 < B )
14	9, 12, 13	sylancr 414	. . . 4 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> 1 < B )
15	8, 14	rplogcld 15611	. . 3 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> ( log ` B ) e. RR+ )
16	2, 4, 15	ltdiv1d 9976	. 2 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> ( ( log ` X ) < ( log ` Y ) <-> ( ( log ` X ) / ( log ` B ) ) < ( ( log ` Y ) / ( log ` B ) ) ) )
17		logltb 15597	. . 3 |- ( ( X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> ( X < Y <-> ( log ` X ) < ( log ` Y ) ) )
18	17	3adant1 1041	. 2 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> ( X < Y <-> ( log ` X ) < ( log ` Y ) ) )
19		relogbval 15674	. . . 4 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ ) -> ( B logb X ) = ( ( log ` X ) / ( log ` B ) ) )
20	19	3adant3 1043	. . 3 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> ( B logb X ) = ( ( log ` X ) / ( log ` B ) ) )
21		relogbval 15674	. . . 4 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ Y e. RR+ ) -> ( B logb Y ) = ( ( log ` Y ) / ( log ` B ) ) )
22	21	3adant2 1042	. . 3 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> ( B logb Y ) = ( ( log ` Y ) / ( log ` B ) ) )
23	20, 22	breq12d 4101	. 2 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> ( ( B logb X ) < ( B logb Y ) <-> ( ( log ` X ) / ( log ` B ) ) < ( ( log ` Y ) / ( log ` B ) ) ) )
24	16, 18, 23	3bitr4d 220	1 |- ( ( B e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ X e. RR+ /\ Y e. RR+ ) -> ( X < Y <-> ( B logb X ) < ( B logb Y ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   <-> wb 105   /\ w3a 1004   = wceq 1397   e. wcel 2202   class class class wbr 4088   ` cfv 5326  (class class class)co 6017   1c1 8032   + caddc 8034   < clt 8213   / cdiv 8851   2c2 9193   ZZcz 9478   ZZ>=cuz 9754   RR+crp 9887   logclog 15579   log_b clogb 15666

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 619  ax-in2 620  ax-io 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4204  ax-sep 4207  ax-nul 4215  ax-pow 4264  ax-pr 4299  ax-un 4530  ax-setind 4635  ax-iinf 4686  ax-cnex 8122  ax-resscn 8123  ax-1cn 8124  ax-1re 8125  ax-icn 8126  ax-addcl 8127  ax-addrcl 8128  ax-mulcl 8129  ax-mulrcl 8130  ax-addcom 8131  ax-mulcom 8132  ax-addass 8133  ax-mulass 8134  ax-distr 8135  ax-i2m1 8136  ax-0lt1 8137  ax-1rid 8138  ax-0id 8139  ax-rnegex 8140  ax-precex 8141  ax-cnre 8142  ax-pre-ltirr 8143  ax-pre-ltwlin 8144  ax-pre-lttrn 8145  ax-pre-apti 8146  ax-pre-ltadd 8147  ax-pre-mulgt0 8148  ax-pre-mulext 8149  ax-arch 8150  ax-caucvg 8151  ax-pre-suploc 8152  ax-addf 8153  ax-mulf 8154

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 838  df-dc 842  df-3or 1005  df-3an 1006  df-tru 1400  df-fal 1403  df-nf 1509  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2363  df-ne 2403  df-nel 2498  df-ral 2515  df-rex 2516  df-reu 2517  df-rmo 2518  df-rab 2519  df-v 2804  df-sbc 3032  df-csb 3128  df-dif 3202  df-un 3204  df-in 3206  df-ss 3213  df-nul 3495  df-if 3606  df-pw 3654  df-sn 3675  df-pr 3676  df-op 3678  df-uni 3894  df-int 3929  df-iun 3972  df-disj 4065  df-br 4089  df-opab 4151  df-mpt 4152  df-tr 4188  df-id 4390  df-po 4393  df-iso 4394  df-iord 4463  df-on 4465  df-ilim 4466  df-suc 4468  df-iom 4689  df-xp 4731  df-rel 4732  df-cnv 4733  df-co 4734  df-dm 4735  df-rn 4736  df-res 4737  df-ima 4738  df-iota 5286  df-fun 5328  df-fn 5329  df-f 5330  df-f1 5331  df-fo 5332  df-f1o 5333  df-fv 5334  df-isom 5335  df-riota 5970  df-ov 6020  df-oprab 6021  df-mpo 6022  df-of 6234  df-1st 6302  df-2nd 6303  df-recs 6470  df-irdg 6535  df-frec 6556  df-1o 6581  df-oadd 6585  df-er 6701  df-map 6818  df-pm 6819  df-en 6909  df-dom 6910  df-fin 6911  df-sup 7182  df-inf 7183  df-pnf 8215  df-mnf 8216  df-xr 8217  df-ltxr 8218  df-le 8219  df-sub 8351  df-neg 8352  df-reap 8754  df-ap 8761  df-div 8852  df-inn 9143  df-2 9201  df-3 9202  df-4 9203  df-n0 9402  df-z 9479  df-uz 9755  df-q 9853  df-rp 9888  df-xneg 10006  df-xadd 10007  df-ioo 10126  df-ico 10128  df-icc 10129  df-fz 10243  df-fzo 10377  df-seqfrec 10709  df-exp 10800  df-fac 10987  df-bc 11009  df-ihash 11037  df-shft 11375  df-cj 11402  df-re 11403  df-im 11404  df-rsqrt 11558  df-abs 11559  df-clim 11839  df-sumdc 11914  df-ef 12208  df-e 12209  df-rest 13323  df-topgen 13342  df-psmet 14556  df-xmet 14557  df-met 14558  df-bl 14559  df-mopn 14560  df-top 14721  df-topon 14734  df-bases 14766  df-ntr 14819  df-cn 14911  df-cnp 14912  df-tx 14976  df-cncf 15294  df-limced 15379  df-dvap 15380  df-relog 15581  df-logb 15667

This theorem is referenced by: (None)