Theorem reeff1oleme 12901

Description: Lemma for reeff1o 12902. (Contributed by Jim Kingdon, 15-May-2024.)

Assertion

Ref	Expression
reeff1oleme	|- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = U )

Distinct variable group:   x, U

Proof of Theorem reeff1oleme

Dummy variable y is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ere 11413	. . . . 5 |- _e e. RR
2	1	a1i 9	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> _e e. RR )
3		elioore 9725	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> U e. RR )
4		0xr 7836	. . . . . . 7 |- 0 e. RR*
5	1	rexri 7847	. . . . . . 7 |- _e e. RR*
6		elioo2 9734	. . . . . . 7 |- ( ( 0 e. RR* /\ _e e. RR* ) -> ( U e. ( 0 (,) _e ) <-> ( U e. RR /\ 0 < U /\ U < _e ) ) )
7	4, 5, 6	mp2an 423	. . . . . 6 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) <-> ( U e. RR /\ 0 < U /\ U < _e ) )
8	7	simp2bi 998	. . . . 5 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> 0 < U )
9	3, 8	gt0ap0d 8415	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> U # 0 )
10	2, 3, 9	redivclapd 8618	. . 3 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> ( _e / U ) e. RR )
11	3	recnd 7818	. . . . . 6 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> U e. CC )
12	11	mulid2d 7808	. . . . 5 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> ( 1 x. U ) = U )
13	7	simp3bi 999	. . . . 5 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> U < _e )
14	12, 13	eqbrtrd 3958	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> ( 1 x. U ) < _e )
15		1red 7805	. . . . 5 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> 1 e. RR )
16		ltmuldiv 8656	. . . . 5 |- ( ( 1 e. RR /\ _e e. RR /\ ( U e. RR /\ 0 < U ) ) -> ( ( 1 x. U ) < _e <-> 1 < ( _e / U ) ) )
17	15, 2, 3, 8, 16	syl112anc 1221	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> ( ( 1 x. U ) < _e <-> 1 < ( _e / U ) ) )
18	14, 17	mpbid 146	. . 3 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> 1 < ( _e / U ) )
19		reeff1olem 12900	. . 3 |- ( ( ( _e / U ) e. RR /\ 1 < ( _e / U ) ) -> E. y e. RR ( exp ` y ) = ( _e / U ) )
20	10, 18, 19	syl2anc 409	. 2 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> E. y e. RR ( exp ` y ) = ( _e / U ) )
21		1red 7805	. . . 4 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> 1 e. RR )
22		simprl 521	. . . 4 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> y e. RR )
23	21, 22	resubcld 8167	. . 3 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( 1 - y ) e. RR )
24		1cnd 7806	. . . . 5 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> 1 e. CC )
25	22	recnd 7818	. . . . 5 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> y e. CC )
26		efsub 11424	. . . . 5 |- ( ( 1 e. CC /\ y e. CC ) -> ( exp ` ( 1 - y ) ) = ( ( exp ` 1 ) / ( exp ` y ) ) )
27	24, 25, 26	syl2anc 409	. . . 4 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` ( 1 - y ) ) = ( ( exp ` 1 ) / ( exp ` y ) ) )
28		simprr 522	. . . . . . 7 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` y ) = ( _e / U ) )
29		df-e 11392	. . . . . . . 8 |- _e = ( exp ` 1 )
30	29	oveq1i 5792	. . . . . . 7 |- ( _e / U ) = ( ( exp ` 1 ) / U )
31	28, 30	eqtr2di 2190	. . . . . 6 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( ( exp ` 1 ) / U ) = ( exp ` y ) )
32		efcl 11407	. . . . . . . 8 |- ( 1 e. CC -> ( exp ` 1 ) e. CC )
33	24, 32	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` 1 ) e. CC )
34		efcl 11407	. . . . . . . 8 |- ( y e. CC -> ( exp ` y ) e. CC )
35	25, 34	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` y ) e. CC )
36	11	adantr 274	. . . . . . 7 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> U e. CC )
37	9	adantr 274	. . . . . . 7 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> U # 0 )
38	33, 35, 36, 37	divmulap2d 8608	. . . . . 6 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( ( ( exp ` 1 ) / U ) = ( exp ` y ) <-> ( exp ` 1 ) = ( U x. ( exp ` y ) ) ) )
39	31, 38	mpbid 146	. . . . 5 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` 1 ) = ( U x. ( exp ` y ) ) )
40	22	rpefcld 11429	. . . . . . 7 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` y ) e. RR+ )
41	40	rpap0d 9519	. . . . . 6 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` y ) # 0 )
42	33, 36, 35, 41	divmulap3d 8609	. . . . 5 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( ( ( exp ` 1 ) / ( exp ` y ) ) = U <-> ( exp ` 1 ) = ( U x. ( exp ` y ) ) ) )
43	39, 42	mpbird 166	. . . 4 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( ( exp ` 1 ) / ( exp ` y ) ) = U )
44	27, 43	eqtrd 2173	. . 3 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` ( 1 - y ) ) = U )
45		fveqeq2 5438	. . . 4 |- ( x = ( 1 - y ) -> ( ( exp ` x ) = U <-> ( exp ` ( 1 - y ) ) = U ) )
46	45	rspcev 2793	. . 3 |- ( ( ( 1 - y ) e. RR /\ ( exp ` ( 1 - y ) ) = U ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = U )
47	23, 44, 46	syl2anc 409	. 2 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = U )
48	20, 47	rexlimddv 2557	1 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = U )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   /\ w3a 963   = wceq 1332   e. wcel 1481   E.wrex 2418   class class class wbr 3937   ` cfv 5131  (class class class)co 5782   CCcc 7642   RRcr 7643   0cc0 7644   1c1 7645   x. cmul 7649   RR*cxr 7823   < clt 7824   - cmin 7957   # cap 8367   / cdiv 8456   (,)cioo 9701   expce 11385   _eceu 11386

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1424  ax-7 1425  ax-gen 1426  ax-ie1 1470  ax-ie2 1471  ax-8 1483  ax-10 1484  ax-11 1485  ax-i12 1486  ax-bndl 1487  ax-4 1488  ax-13 1492  ax-14 1493  ax-17 1507  ax-i9 1511  ax-ial 1515  ax-i5r 1516  ax-ext 2122  ax-coll 4051  ax-sep 4054  ax-nul 4062  ax-pow 4106  ax-pr 4139  ax-un 4363  ax-setind 4460  ax-iinf 4510  ax-cnex 7735  ax-resscn 7736  ax-1cn 7737  ax-1re 7738  ax-icn 7739  ax-addcl 7740  ax-addrcl 7741  ax-mulcl 7742  ax-mulrcl 7743  ax-addcom 7744  ax-mulcom 7745  ax-addass 7746  ax-mulass 7747  ax-distr 7748  ax-i2m1 7749  ax-0lt1 7750  ax-1rid 7751  ax-0id 7752  ax-rnegex 7753  ax-precex 7754  ax-cnre 7755  ax-pre-ltirr 7756  ax-pre-ltwlin 7757  ax-pre-lttrn 7758  ax-pre-apti 7759  ax-pre-ltadd 7760  ax-pre-mulgt0 7761  ax-pre-mulext 7762  ax-arch 7763  ax-caucvg 7764  ax-pre-suploc 7765  ax-addf 7766  ax-mulf 7767

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-stab 817  df-dc 821  df-3or 964  df-3an 965  df-tru 1335  df-fal 1338  df-nf 1438  df-sb 1737  df-eu 2003  df-mo 2004  df-clab 2127  df-cleq 2133  df-clel 2136  df-nfc 2271  df-ne 2310  df-nel 2405  df-ral 2422  df-rex 2423  df-reu 2424  df-rmo 2425  df-rab 2426  df-v 2691  df-sbc 2914  df-csb 3008  df-dif 3078  df-un 3080  df-in 3082  df-ss 3089  df-nul 3369  df-if 3480  df-pw 3517  df-sn 3538  df-pr 3539  df-op 3541  df-uni 3745  df-int 3780  df-iun 3823  df-disj 3915  df-br 3938  df-opab 3998  df-mpt 3999  df-tr 4035  df-id 4223  df-po 4226  df-iso 4227  df-iord 4296  df-on 4298  df-ilim 4299  df-suc 4301  df-iom 4513  df-xp 4553  df-rel 4554  df-cnv 4555  df-co 4556  df-dm 4557  df-rn 4558  df-res 4559  df-ima 4560  df-iota 5096  df-fun 5133  df-fn 5134  df-f 5135  df-f1 5136  df-fo 5137  df-f1o 5138  df-fv 5139  df-isom 5140  df-riota 5738  df-ov 5785  df-oprab 5786  df-mpo 5787  df-of 5990  df-1st 6046  df-2nd 6047  df-recs 6210  df-irdg 6275  df-frec 6296  df-1o 6321  df-oadd 6325  df-er 6437  df-map 6552  df-pm 6553  df-en 6643  df-dom 6644  df-fin 6645  df-sup 6879  df-inf 6880  df-pnf 7826  df-mnf 7827  df-xr 7828  df-ltxr 7829  df-le 7830  df-sub 7959  df-neg 7960  df-reap 8361  df-ap 8368  df-div 8457  df-inn 8745  df-2 8803  df-3 8804  df-4 8805  df-n0 9002  df-z 9079  df-uz 9351  df-q 9439  df-rp 9471  df-xneg 9589  df-xadd 9590  df-ioo 9705  df-ico 9707  df-icc 9708  df-fz 9822  df-fzo 9951  df-seqfrec 10250  df-exp 10324  df-fac 10504  df-bc 10526  df-ihash 10554  df-shft 10619  df-cj 10646  df-re 10647  df-im 10648  df-rsqrt 10802  df-abs 10803  df-clim 11080  df-sumdc 11155  df-ef 11391  df-e 11392  df-rest 12161  df-topgen 12180  df-psmet 12195  df-xmet 12196  df-met 12197  df-bl 12198  df-mopn 12199  df-top 12204  df-topon 12217  df-bases 12249  df-ntr 12304  df-cn 12396  df-cnp 12397  df-tx 12461  df-cncf 12766  df-limced 12833  df-dvap 12834

This theorem is referenced by:  reeff1o  12902