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Theorem nn0ltexp2 10854
Description: Special case of ltexp2 15413 which we use here because we haven't yet defined df-rpcxp 15331 which is used in the current proof of ltexp2 15413. (Contributed by Jim Kingdon, 7-Oct-2024.)
Assertion
Ref Expression
nn0ltexp2  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  <  A )  -> 
( M  <  N  <->  ( A ^ M )  <  ( A ^ N ) ) )

Proof of Theorem nn0ltexp2
Dummy variables  k  m  p  w are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpll1 1039 . . . 4  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e. 
NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  < 
A )  /\  M  <  N )  ->  A  e.  RR )
2 simpll2 1040 . . . . 5  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e. 
NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  < 
A )  /\  M  <  N )  ->  M  e.  NN0 )
32nn0zd 9493 . . . 4  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e. 
NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  < 
A )  /\  M  <  N )  ->  M  e.  ZZ )
4 simpll3 1041 . . . . 5  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e. 
NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  < 
A )  /\  M  <  N )  ->  N  e.  NN0 )
54nn0zd 9493 . . . 4  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e. 
NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  < 
A )  /\  M  <  N )  ->  N  e.  ZZ )
6 simplr 528 . . . 4  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e. 
NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  < 
A )  /\  M  <  N )  ->  1  <  A )
7 simpr 110 . . . 4  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e. 
NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  < 
A )  /\  M  <  N )  ->  M  <  N )
8 ltexp2a 10736 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  ZZ  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( 1  <  A  /\  M  <  N ) )  ->  ( A ^ M )  <  ( A ^ N ) )
91, 3, 5, 6, 7, 8syl32anc 1258 . . 3  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e. 
NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  < 
A )  /\  M  <  N )  ->  ( A ^ M )  < 
( A ^ N
) )
109ex 115 . 2  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  <  A )  -> 
( M  <  N  ->  ( A ^ M
)  <  ( A ^ N ) ) )
11 oveq2 5952 . . . . 5  |-  ( m  =  M  ->  ( A ^ m )  =  ( A ^ M
) )
1211breq1d 4054 . . . 4  |-  ( m  =  M  ->  (
( A ^ m
)  <  ( A ^ N )  <->  ( A ^ M )  <  ( A ^ N ) ) )
13 breq1 4047 . . . 4  |-  ( m  =  M  ->  (
m  <  N  <->  M  <  N ) )
1412, 13imbi12d 234 . . 3  |-  ( m  =  M  ->  (
( ( A ^
m )  <  ( A ^ N )  ->  m  <  N )  <->  ( ( A ^ M )  < 
( A ^ N
)  ->  M  <  N ) ) )
15 simpl3 1005 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  <  A )  ->  N  e.  NN0 )
16 simpl1 1003 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  <  A )  ->  A  e.  RR )
17 simpr 110 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  <  A )  -> 
1  <  A )
18 oveq2 5952 . . . . . . . . . 10  |-  ( w  =  0  ->  ( A ^ w )  =  ( A ^ 0 ) )
1918breq2d 4056 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  0  ->  (
( A ^ m
)  <  ( A ^ w )  <->  ( A ^ m )  < 
( A ^ 0 ) ) )
20 breq2 4048 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  0  ->  (
m  <  w  <->  m  <  0 ) )
2119, 20imbi12d 234 . . . . . . . 8  |-  ( w  =  0  ->  (
( ( A ^
m )  <  ( A ^ w )  ->  m  <  w )  <->  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ 0 )  ->  m  <  0 ) ) )
2221ralbidv 2506 . . . . . . 7  |-  ( w  =  0  ->  ( A. m  e.  NN0  ( ( A ^
m )  <  ( A ^ w )  ->  m  <  w )  <->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ 0 )  ->  m  <  0 ) ) )
2322imbi2d 230 . . . . . 6  |-  ( w  =  0  ->  (
( ( A  e.  RR  /\  1  < 
A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ w
)  ->  m  <  w ) )  <->  ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ 0 )  ->  m  <  0 ) ) ) )
24 oveq2 5952 . . . . . . . . . 10  |-  ( w  =  k  ->  ( A ^ w )  =  ( A ^ k
) )
2524breq2d 4056 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  k  ->  (
( A ^ m
)  <  ( A ^ w )  <->  ( A ^ m )  < 
( A ^ k
) ) )
26 breq2 4048 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  k  ->  (
m  <  w  <->  m  <  k ) )
2725, 26imbi12d 234 . . . . . . . 8  |-  ( w  =  k  ->  (
( ( A ^
m )  <  ( A ^ w )  ->  m  <  w )  <->  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ k
)  ->  m  <  k ) ) )
2827ralbidv 2506 . . . . . . 7  |-  ( w  =  k  ->  ( A. m  e.  NN0  ( ( A ^
m )  <  ( A ^ w )  ->  m  <  w )  <->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ k
)  ->  m  <  k ) ) )
2928imbi2d 230 . . . . . 6  |-  ( w  =  k  ->  (
( ( A  e.  RR  /\  1  < 
A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ w
)  ->  m  <  w ) )  <->  ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ k
)  ->  m  <  k ) ) ) )
30 oveq2 5952 . . . . . . . . . 10  |-  ( w  =  ( k  +  1 )  ->  ( A ^ w )  =  ( A ^ (
k  +  1 ) ) )
3130breq2d 4056 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  ( k  +  1 )  ->  (
( A ^ m
)  <  ( A ^ w )  <->  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) ) )
32 breq2 4048 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  ( k  +  1 )  ->  (
m  <  w  <->  m  <  ( k  +  1 ) ) )
3331, 32imbi12d 234 . . . . . . . 8  |-  ( w  =  ( k  +  1 )  ->  (
( ( A ^
m )  <  ( A ^ w )  ->  m  <  w )  <->  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) )  ->  m  <  ( k  +  1 ) ) ) )
3433ralbidv 2506 . . . . . . 7  |-  ( w  =  ( k  +  1 )  ->  ( A. m  e.  NN0  ( ( A ^
m )  <  ( A ^ w )  ->  m  <  w )  <->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) )  ->  m  <  ( k  +  1 ) ) ) )
3534imbi2d 230 . . . . . 6  |-  ( w  =  ( k  +  1 )  ->  (
( ( A  e.  RR  /\  1  < 
A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ w
)  ->  m  <  w ) )  <->  ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) )  ->  m  <  ( k  +  1 ) ) ) ) )
36 oveq2 5952 . . . . . . . . . 10  |-  ( w  =  N  ->  ( A ^ w )  =  ( A ^ N
) )
3736breq2d 4056 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  N  ->  (
( A ^ m
)  <  ( A ^ w )  <->  ( A ^ m )  < 
( A ^ N
) ) )
38 breq2 4048 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  N  ->  (
m  <  w  <->  m  <  N ) )
3937, 38imbi12d 234 . . . . . . . 8  |-  ( w  =  N  ->  (
( ( A ^
m )  <  ( A ^ w )  ->  m  <  w )  <->  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ N
)  ->  m  <  N ) ) )
4039ralbidv 2506 . . . . . . 7  |-  ( w  =  N  ->  ( A. m  e.  NN0  ( ( A ^
m )  <  ( A ^ w )  ->  m  <  w )  <->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ N
)  ->  m  <  N ) ) )
4140imbi2d 230 . . . . . 6  |-  ( w  =  N  ->  (
( ( A  e.  RR  /\  1  < 
A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ w
)  ->  m  <  w ) )  <->  ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ N
)  ->  m  <  N ) ) ) )
42 recn 8058 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A  e.  RR  ->  A  e.  CC )
4342ad2antrr 488 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  A  e.  CC )
4443exp0d 10812 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  ( A ^
0 )  =  1 )
45 1re 8071 . . . . . . . . . 10  |-  1  e.  RR
4644, 45eqeltrdi 2296 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  ( A ^
0 )  e.  RR )
47 simpll 527 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  A  e.  RR )
48 simpr 110 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  m  e.  NN0 )
4947, 48reexpcld 10835 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  ( A ^
m )  e.  RR )
50 1red 8087 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  1  e.  RR )
51 simplr 528 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  1  <  A
)
5250, 47, 51ltled 8191 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  1  <_  A
)
5347, 48, 52expge1d 10837 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  1  <_  ( A ^ m ) )
5444, 53eqbrtrd 4066 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  ( A ^
0 )  <_  ( A ^ m ) )
5546, 49, 54lensymd 8194 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  -.  ( A ^ m )  < 
( A ^ 0 ) )
5655pm2.21d 620 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ 0 )  ->  m  <  0 ) )
5756ralrimiva 2579 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^
m )  <  ( A ^ 0 )  ->  m  <  0 ) )
58 oveq2 5952 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( p  =  m  ->  ( A ^ p )  =  ( A ^ m
) )
5958breq1d 4054 . . . . . . . . . . 11  |-  ( p  =  m  ->  (
( A ^ p
)  <  ( A ^ k )  <->  ( A ^ m )  < 
( A ^ k
) ) )
60 breq1 4047 . . . . . . . . . . 11  |-  ( p  =  m  ->  (
p  <  k  <->  m  <  k ) )
6159, 60imbi12d 234 . . . . . . . . . 10  |-  ( p  =  m  ->  (
( ( A ^
p )  <  ( A ^ k )  ->  p  <  k )  <->  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ k
)  ->  m  <  k ) ) )
6261cbvralv 2738 . . . . . . . . 9  |-  ( A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  <  ( A ^
k )  ->  p  <  k )  <->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ k
)  ->  m  <  k ) )
63 simplr 528 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )
64 simprl 529 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  ->  A  e.  RR )
6564ad4antr 494 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  A  e.  RR )
6665recnd 8101 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  A  e.  CC )
67 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  m  e.  NN )
68 expm1t 10712 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( A  e.  CC  /\  m  e.  NN )  ->  ( A ^ m
)  =  ( ( A ^ ( m  -  1 ) )  x.  A ) )
6966, 67, 68syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  ( A ^ m )  =  ( ( A ^
( m  -  1 ) )  x.  A
) )
70 simp-5l 543 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  k  e.  NN0 )
7166, 70expp1d 10819 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  ( A ^ ( k  +  1 ) )  =  ( ( A ^
k )  x.  A
) )
7263, 69, 713brtr3d 4075 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  (
( A ^ (
m  -  1 ) )  x.  A )  <  ( ( A ^ k )  x.  A ) )
73 nnm1nn0 9336 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( m  e.  NN  ->  (
m  -  1 )  e.  NN0 )
7473adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  (
m  -  1 )  e.  NN0 )
7565, 74reexpcld 10835 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  ( A ^ ( m  - 
1 ) )  e.  RR )
7665, 70reexpcld 10835 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  ( A ^ k )  e.  RR )
77 0red 8073 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  ->  0  e.  RR )
78 1red 8087 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  ->  1  e.  RR )
79 0lt1 8199 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  0  <  1
8079a1i 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  ->  0  <  1 )
81 simprr 531 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  ->  1  <  A )
8277, 78, 64, 80, 81lttrd 8198 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  ->  0  <  A )
8364, 82elrpd 9815 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  ->  A  e.  RR+ )
8483ad4antr 494 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  A  e.  RR+ )
8575, 76, 84ltmul1d 9860 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  (
( A ^ (
m  -  1 ) )  <  ( A ^ k )  <->  ( ( A ^ ( m  - 
1 ) )  x.  A )  <  (
( A ^ k
)  x.  A ) ) )
8672, 85mpbird 167 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  ( A ^ ( m  - 
1 ) )  < 
( A ^ k
) )
87 oveq2 5952 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( p  =  ( m  - 
1 )  ->  ( A ^ p )  =  ( A ^ (
m  -  1 ) ) )
8887breq1d 4054 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( p  =  ( m  - 
1 )  ->  (
( A ^ p
)  <  ( A ^ k )  <->  ( A ^ ( m  - 
1 ) )  < 
( A ^ k
) ) )
89 breq1 4047 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( p  =  ( m  - 
1 )  ->  (
p  <  k  <->  ( m  -  1 )  < 
k ) )
9088, 89imbi12d 234 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( p  =  ( m  - 
1 )  ->  (
( ( A ^
p )  <  ( A ^ k )  ->  p  <  k )  <->  ( ( A ^ ( m  - 
1 ) )  < 
( A ^ k
)  ->  ( m  -  1 )  < 
k ) ) )
91 simp-4r 542 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )
9290, 91, 74rspcdva 2882 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  (
( A ^ (
m  -  1 ) )  <  ( A ^ k )  -> 
( m  -  1 )  <  k ) )
9386, 92mpd 13 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  (
m  -  1 )  <  k )
94 nnz 9391 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( m  e.  NN  ->  m  e.  ZZ )
9594adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  m  e.  ZZ )
9670nn0zd 9493 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  k  e.  ZZ )
97 zlem1lt 9429 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( m  e.  ZZ  /\  k  e.  ZZ )  ->  ( m  <_  k  <->  ( m  -  1 )  <  k ) )
9895, 96, 97syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  (
m  <_  k  <->  ( m  -  1 )  < 
k ) )
9993, 98mpbird 167 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  m  <_  k )
100 zleltp1 9428 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( m  e.  ZZ  /\  k  e.  ZZ )  ->  ( m  <_  k  <->  m  <  ( k  +  1 ) ) )
10195, 96, 100syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  (
m  <_  k  <->  m  <  ( k  +  1 ) ) )
10299, 101mpbid 147 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  e.  NN )  ->  m  <  ( k  +  1 ) )
103 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  =  0 )  ->  m  =  0 )
104 nn0p1gt0 9324 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN0  ->  0  < 
( k  +  1 ) )
105104ad5antr 496 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  =  0 )  -> 
0  <  ( k  +  1 ) )
106103, 105eqbrtrd 4066 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) )  /\  m  =  0 )  ->  m  <  ( k  +  1 ) )
107 simplr 528 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  (
( A ^ p
)  <  ( A ^ k )  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^
m )  <  ( A ^ ( k  +  1 ) ) )  ->  m  e.  NN0 )
108 elnn0 9297 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  e.  NN0  <->  ( m  e.  NN  \/  m  =  0 ) )
109107, 108sylib 122 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  (
( A ^ p
)  <  ( A ^ k )  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^
m )  <  ( A ^ ( k  +  1 ) ) )  ->  ( m  e.  NN  \/  m  =  0 ) )
110102, 106, 109mpjaodan 800 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  (
( A ^ p
)  <  ( A ^ k )  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  /\  ( A ^
m )  <  ( A ^ ( k  +  1 ) ) )  ->  m  <  (
k  +  1 ) )
111110ex 115 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( k  e. 
NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  < 
A ) )  /\  A. p  e.  NN0  (
( A ^ p
)  <  ( A ^ k )  ->  p  <  k ) )  /\  m  e.  NN0 )  ->  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) )  ->  m  <  ( k  +  1 ) ) )
112111ralrimiva 2579 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  /\  A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  < 
( A ^ k
)  ->  p  <  k ) )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) )  ->  m  <  ( k  +  1 ) ) )
113112ex 115 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  ->  ( A. p  e.  NN0  ( ( A ^ p )  <  ( A ^
k )  ->  p  <  k )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) )  ->  m  <  ( k  +  1 ) ) ) )
11462, 113biimtrrid 153 . . . . . . . 8  |-  ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  ->  ( A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  <  ( A ^
k )  ->  m  <  k )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) )  ->  m  <  ( k  +  1 ) ) ) )
115114ex 115 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  -> 
( A. m  e. 
NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ k
)  ->  m  <  k )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) )  ->  m  <  ( k  +  1 ) ) ) ) )
116115a2d 26 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^
m )  <  ( A ^ k )  ->  m  <  k ) )  ->  ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) )  ->  m  <  ( k  +  1 ) ) ) ) )
11723, 29, 35, 41, 57, 116nn0ind 9487 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^
m )  <  ( A ^ N )  ->  m  <  N ) ) )
118117imp 124 . . . 4  |-  ( ( N  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ N
)  ->  m  <  N ) )
11915, 16, 17, 118syl12anc 1248 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  <  A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^
m )  <  ( A ^ N )  ->  m  <  N ) )
120 simpl2 1004 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  <  A )  ->  M  e.  NN0 )
12114, 119, 120rspcdva 2882 . 2  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  <  A )  -> 
( ( A ^ M )  <  ( A ^ N )  ->  M  <  N ) )
12210, 121impbid 129 1  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  <  A )  -> 
( M  <  N  <->  ( A ^ M )  <  ( A ^ N ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 104    <-> wb 105    \/ wo 710    /\ w3a 981    = wceq 1373    e. wcel 2176   A.wral 2484   class class class wbr 4044  (class class class)co 5944   CCcc 7923   RRcr 7924   0cc0 7925   1c1 7926    + caddc 7928    x. cmul 7930    < clt 8107    <_ cle 8108    - cmin 8243   NNcn 9036   NN0cn0 9295   ZZcz 9372   RR+crp 9775   ^cexp 10683
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 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1470  ax-7 1471  ax-gen 1472  ax-ie1 1516  ax-ie2 1517  ax-8 1527  ax-10 1528  ax-11 1529  ax-i12 1530  ax-bndl 1532  ax-4 1533  ax-17 1549  ax-i9 1553  ax-ial 1557  ax-i5r 1558  ax-13 2178  ax-14 2179  ax-ext 2187  ax-coll 4159  ax-sep 4162  ax-nul 4170  ax-pow 4218  ax-pr 4253  ax-un 4480  ax-setind 4585  ax-iinf 4636  ax-cnex 8016  ax-resscn 8017  ax-1cn 8018  ax-1re 8019  ax-icn 8020  ax-addcl 8021  ax-addrcl 8022  ax-mulcl 8023  ax-mulrcl 8024  ax-addcom 8025  ax-mulcom 8026  ax-addass 8027  ax-mulass 8028  ax-distr 8029  ax-i2m1 8030  ax-0lt1 8031  ax-1rid 8032  ax-0id 8033  ax-rnegex 8034  ax-precex 8035  ax-cnre 8036  ax-pre-ltirr 8037  ax-pre-ltwlin 8038  ax-pre-lttrn 8039  ax-pre-apti 8040  ax-pre-ltadd 8041  ax-pre-mulgt0 8042  ax-pre-mulext 8043
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1484  df-sb 1786  df-eu 2057  df-mo 2058  df-clab 2192  df-cleq 2198  df-clel 2201  df-nfc 2337  df-ne 2377  df-nel 2472  df-ral 2489  df-rex 2490  df-reu 2491  df-rmo 2492  df-rab 2493  df-v 2774  df-sbc 2999  df-csb 3094  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-nul 3461  df-if 3572  df-pw 3618  df-sn 3639  df-pr 3640  df-op 3642  df-uni 3851  df-int 3886  df-iun 3929  df-br 4045  df-opab 4106  df-mpt 4107  df-tr 4143  df-id 4340  df-po 4343  df-iso 4344  df-iord 4413  df-on 4415  df-ilim 4416  df-suc 4418  df-iom 4639  df-xp 4681  df-rel 4682  df-cnv 4683  df-co 4684  df-dm 4685  df-rn 4686  df-res 4687  df-ima 4688  df-iota 5232  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-riota 5899  df-ov 5947  df-oprab 5948  df-mpo 5949  df-1st 6226  df-2nd 6227  df-recs 6391  df-frec 6477  df-pnf 8109  df-mnf 8110  df-xr 8111  df-ltxr 8112  df-le 8113  df-sub 8245  df-neg 8246  df-reap 8648  df-ap 8655  df-div 8746  df-inn 9037  df-n0 9296  df-z 9373  df-uz 9649  df-rp 9776  df-seqfrec 10593  df-exp 10684
This theorem is referenced by:  nn0leexp2  10855  bitsfzolem  12265  bitsfzo  12266  isprm5  12464  pclemub  12610
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