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Theorem nn0ltexp2 10961
Description: Special case of ltexp2 15655 which we use here because we haven't yet defined df-rpcxp 15573 which is used in the current proof of ltexp2 15655. (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 1060 . . . 4  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e. 
NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  < 
A )  /\  M  <  N )  ->  A  e.  RR )
2 simpll2 1061 . . . . 5  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e. 
NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  < 
A )  /\  M  <  N )  ->  M  e.  NN0 )
32nn0zd 9590 . . . 4  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e. 
NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  < 
A )  /\  M  <  N )  ->  M  e.  ZZ )
4 simpll3 1062 . . . . 5  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e. 
NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  < 
A )  /\  M  <  N )  ->  N  e.  NN0 )
54nn0zd 9590 . . . 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 10843 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  ZZ  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( 1  <  A  /\  M  <  N ) )  ->  ( A ^ M )  <  ( A ^ N ) )
91, 3, 5, 6, 7, 8syl32anc 1279 . . 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 6021 . . . . 5  |-  ( m  =  M  ->  ( A ^ m )  =  ( A ^ M
) )
1211breq1d 4096 . . . 4  |-  ( m  =  M  ->  (
( A ^ m
)  <  ( A ^ N )  <->  ( A ^ M )  <  ( A ^ N ) ) )
13 breq1 4089 . . . 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 1026 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  <  A )  ->  N  e.  NN0 )
16 simpl1 1024 . . . 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 6021 . . . . . . . . . 10  |-  ( w  =  0  ->  ( A ^ w )  =  ( A ^ 0 ) )
1918breq2d 4098 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  0  ->  (
( A ^ m
)  <  ( A ^ w )  <->  ( A ^ m )  < 
( A ^ 0 ) ) )
20 breq2 4090 . . . . . . . . 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 2530 . . . . . . 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 6021 . . . . . . . . . 10  |-  ( w  =  k  ->  ( A ^ w )  =  ( A ^ k
) )
2524breq2d 4098 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  k  ->  (
( A ^ m
)  <  ( A ^ w )  <->  ( A ^ m )  < 
( A ^ k
) ) )
26 breq2 4090 . . . . . . . . 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 2530 . . . . . . 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 6021 . . . . . . . . . 10  |-  ( w  =  ( k  +  1 )  ->  ( A ^ w )  =  ( A ^ (
k  +  1 ) ) )
3130breq2d 4098 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  ( k  +  1 )  ->  (
( A ^ m
)  <  ( A ^ w )  <->  ( A ^ m )  < 
( A ^ (
k  +  1 ) ) ) )
32 breq2 4090 . . . . . . . . 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 2530 . . . . . . 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 6021 . . . . . . . . . 10  |-  ( w  =  N  ->  ( A ^ w )  =  ( A ^ N
) )
3736breq2d 4098 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  N  ->  (
( A ^ m
)  <  ( A ^ w )  <->  ( A ^ m )  < 
( A ^ N
) ) )
38 breq2 4090 . . . . . . . . 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 2530 . . . . . . 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 8155 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A  e.  RR  ->  A  e.  CC )
4342ad2antrr 488 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  A  e.  CC )
4443exp0d 10919 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  ( A ^
0 )  =  1 )
45 1re 8168 . . . . . . . . . 10  |-  1  e.  RR
4644, 45eqeltrdi 2320 . . . . . . . . 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 10942 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  ( A ^
m )  e.  RR )
50 1red 8184 . . . . . . . . . . . 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 8288 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  1  <_  A
)
5347, 48, 52expge1d 10944 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  1  <_  ( A ^ m ) )
5444, 53eqbrtrd 4108 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  ( A ^
0 )  <_  ( A ^ m ) )
5546, 49, 54lensymd 8291 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  -.  ( A ^ m )  < 
( A ^ 0 ) )
5655pm2.21d 622 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  /\  m  e.  NN0 )  ->  ( ( A ^ m )  < 
( A ^ 0 )  ->  m  <  0 ) )
5756ralrimiva 2603 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <  A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^
m )  <  ( A ^ 0 )  ->  m  <  0 ) )
58 oveq2 6021 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( p  =  m  ->  ( A ^ p )  =  ( A ^ m
) )
5958breq1d 4096 . . . . . . . . . . 11  |-  ( p  =  m  ->  (
( A ^ p
)  <  ( A ^ k )  <->  ( A ^ m )  < 
( A ^ k
) ) )
60 breq1 4089 . . . . . . . . . . 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 2765 . . . . . . . . 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 8198 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10819 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10926 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4117 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9433 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10942 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10942 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8170 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  ->  0  e.  RR )
78 1red 8184 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  ->  1  e.  RR )
79 0lt1 8296 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8295 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( k  e.  NN0  /\  ( A  e.  RR  /\  1  <  A ) )  ->  0  <  A )
8364, 82elrpd 9918 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9963 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 6021 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( p  =  ( m  - 
1 )  ->  ( A ^ p )  =  ( A ^ (
m  -  1 ) ) )
8887breq1d 4096 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( p  =  ( m  - 
1 )  ->  (
( A ^ p
)  <  ( A ^ k )  <->  ( A ^ ( m  - 
1 ) )  < 
( A ^ k
) ) )
89 breq1 4089 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2913 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9488 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9590 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9526 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9525 . . . . . . . . . . . . . . 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 9421 . . . . . . . . . . . . . . 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 4108 . . . . . . . . . . . . 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 9394 . . . . . . . . . . . . . 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 803 . . . . . . . . . . . 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 2603 . . . . . . . . . 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 9584 . . . . 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 1269 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  <  A )  ->  A. m  e.  NN0  ( ( A ^
m )  <  ( A ^ N )  ->  m  <  N ) )
120 simpl2 1025 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  /\  1  <  A )  ->  M  e.  NN0 )
12114, 119, 120rspcdva 2913 . 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 713    /\ w3a 1002    = wceq 1395    e. wcel 2200   A.wral 2508   class class class wbr 4086  (class class class)co 6013   CCcc 8020   RRcr 8021   0cc0 8022   1c1 8023    + caddc 8025    x. cmul 8027    < clt 8204    <_ cle 8205    - cmin 8340   NNcn 9133   NN0cn0 9392   ZZcz 9469   RR+crp 9878   ^cexp 10790
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 4202  ax-sep 4205  ax-nul 4213  ax-pow 4262  ax-pr 4297  ax-un 4528  ax-setind 4633  ax-iinf 4684  ax-cnex 8113  ax-resscn 8114  ax-1cn 8115  ax-1re 8116  ax-icn 8117  ax-addcl 8118  ax-addrcl 8119  ax-mulcl 8120  ax-mulrcl 8121  ax-addcom 8122  ax-mulcom 8123  ax-addass 8124  ax-mulass 8125  ax-distr 8126  ax-i2m1 8127  ax-0lt1 8128  ax-1rid 8129  ax-0id 8130  ax-rnegex 8131  ax-precex 8132  ax-cnre 8133  ax-pre-ltirr 8134  ax-pre-ltwlin 8135  ax-pre-lttrn 8136  ax-pre-apti 8137  ax-pre-ltadd 8138  ax-pre-mulgt0 8139  ax-pre-mulext 8140
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 2802  df-sbc 3030  df-csb 3126  df-dif 3200  df-un 3202  df-in 3204  df-ss 3211  df-nul 3493  df-if 3604  df-pw 3652  df-sn 3673  df-pr 3674  df-op 3676  df-uni 3892  df-int 3927  df-iun 3970  df-br 4087  df-opab 4149  df-mpt 4150  df-tr 4186  df-id 4388  df-po 4391  df-iso 4392  df-iord 4461  df-on 4463  df-ilim 4464  df-suc 4466  df-iom 4687  df-xp 4729  df-rel 4730  df-cnv 4731  df-co 4732  df-dm 4733  df-rn 4734  df-res 4735  df-ima 4736  df-iota 5284  df-fun 5326  df-fn 5327  df-f 5328  df-f1 5329  df-fo 5330  df-f1o 5331  df-fv 5332  df-riota 5966  df-ov 6016  df-oprab 6017  df-mpo 6018  df-1st 6298  df-2nd 6299  df-recs 6466  df-frec 6552  df-pnf 8206  df-mnf 8207  df-xr 8208  df-ltxr 8209  df-le 8210  df-sub 8342  df-neg 8343  df-reap 8745  df-ap 8752  df-div 8843  df-inn 9134  df-n0 9393  df-z 9470  df-uz 9746  df-rp 9879  df-seqfrec 10700  df-exp 10791
This theorem is referenced by:  nn0leexp2  10962  bitsfzolem  12505  bitsfzo  12506  isprm5  12704  pclemub  12850
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