Theorem reeff1oleme 15116

Description: Lemma for reeff1o 15117. (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 11854	. . . . 5 |- _e e. RR
2	1	a1i 9	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> _e e. RR )
3		elioore 10006	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> U e. RR )
4		0xr 8092	. . . . . . 7 |- 0 e. RR*
5	1	rexri 8103	. . . . . . 7 |- _e e. RR*
6		elioo2 10015	. . . . . . 7 |- ( ( 0 e. RR* /\ _e e. RR* ) -> ( U e. ( 0 (,) _e ) <-> ( U e. RR /\ 0 < U /\ U < _e ) ) )
7	4, 5, 6	mp2an 426	. . . . . 6 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) <-> ( U e. RR /\ 0 < U /\ U < _e ) )
8	7	simp2bi 1015	. . . . 5 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> 0 < U )
9	3, 8	gt0ap0d 8675	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> U # 0 )
10	2, 3, 9	redivclapd 8881	. . 3 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> ( _e / U ) e. RR )
11	3	recnd 8074	. . . . . 6 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> U e. CC )
12	11	mulid2d 8064	. . . . 5 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> ( 1 x. U ) = U )
13	7	simp3bi 1016	. . . . 5 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> U < _e )
14	12, 13	eqbrtrd 4056	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> ( 1 x. U ) < _e )
15		1red 8060	. . . . 5 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> 1 e. RR )
16		ltmuldiv 8920	. . . . 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 1253	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> ( ( 1 x. U ) < _e <-> 1 < ( _e / U ) ) )
18	14, 17	mpbid 147	. . 3 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> 1 < ( _e / U ) )
19		reeff1olem 15115	. . 3 |- ( ( ( _e / U ) e. RR /\ 1 < ( _e / U ) ) -> E. y e. RR ( exp ` y ) = ( _e / U ) )
20	10, 18, 19	syl2anc 411	. 2 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> E. y e. RR ( exp ` y ) = ( _e / U ) )
21		1red 8060	. . . 4 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> 1 e. RR )
22		simprl 529	. . . 4 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> y e. RR )
23	21, 22	resubcld 8426	. . 3 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( 1 - y ) e. RR )
24		1cnd 8061	. . . . 5 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> 1 e. CC )
25	22	recnd 8074	. . . . 5 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> y e. CC )
26		efsub 11865	. . . . 5 |- ( ( 1 e. CC /\ y e. CC ) -> ( exp ` ( 1 - y ) ) = ( ( exp ` 1 ) / ( exp ` y ) ) )
27	24, 25, 26	syl2anc 411	. . . 4 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` ( 1 - y ) ) = ( ( exp ` 1 ) / ( exp ` y ) ) )
28		simprr 531	. . . . . . 7 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` y ) = ( _e / U ) )
29		df-e 11833	. . . . . . . 8 |- _e = ( exp ` 1 )
30	29	oveq1i 5935	. . . . . . 7 |- ( _e / U ) = ( ( exp ` 1 ) / U )
31	28, 30	eqtr2di 2246	. . . . . 6 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( ( exp ` 1 ) / U ) = ( exp ` y ) )
32		efcl 11848	. . . . . . . 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 11848	. . . . . . . 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 276	. . . . . . 7 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> U e. CC )
37	9	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> U # 0 )
38	33, 35, 36, 37	divmulap2d 8870	. . . . . 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 147	. . . . 5 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` 1 ) = ( U x. ( exp ` y ) ) )
40	22	rpefcld 11870	. . . . . . 7 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` y ) e. RR+ )
41	40	rpap0d 9796	. . . . . 6 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` y ) # 0 )
42	33, 36, 35, 41	divmulap3d 8871	. . . . 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 167	. . . 4 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( ( exp ` 1 ) / ( exp ` y ) ) = U )
44	27, 43	eqtrd 2229	. . 3 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` ( 1 - y ) ) = U )
45		fveqeq2 5570	. . . 4 |- ( x = ( 1 - y ) -> ( ( exp ` x ) = U <-> ( exp ` ( 1 - y ) ) = U ) )
46	45	rspcev 2868	. . 3 |- ( ( ( 1 - y ) e. RR /\ ( exp ` ( 1 - y ) ) = U ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = U )
47	23, 44, 46	syl2anc 411	. 2 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = U )
48	20, 47	rexlimddv 2619	1 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = U )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   /\ w3a 980   = wceq 1364   e. wcel 2167   E.wrex 2476   class class class wbr 4034   ` cfv 5259  (class class class)co 5925   CCcc 7896   RRcr 7897   0cc0 7898   1c1 7899   x. cmul 7903   RR*cxr 8079   < clt 8080   - cmin 8216   # cap 8627   / cdiv 8718   (,)cioo 9982   expce 11826   _eceu 11827

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 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4149  ax-sep 4152  ax-nul 4160  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-iinf 4625  ax-cnex 7989  ax-resscn 7990  ax-1cn 7991  ax-1re 7992  ax-icn 7993  ax-addcl 7994  ax-addrcl 7995  ax-mulcl 7996  ax-mulrcl 7997  ax-addcom 7998  ax-mulcom 7999  ax-addass 8000  ax-mulass 8001  ax-distr 8002  ax-i2m1 8003  ax-0lt1 8004  ax-1rid 8005  ax-0id 8006  ax-rnegex 8007  ax-precex 8008  ax-cnre 8009  ax-pre-ltirr 8010  ax-pre-ltwlin 8011  ax-pre-lttrn 8012  ax-pre-apti 8013  ax-pre-ltadd 8014  ax-pre-mulgt0 8015  ax-pre-mulext 8016  ax-arch 8017  ax-caucvg 8018  ax-pre-suploc 8019  ax-addf 8020  ax-mulf 8021

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 832  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3452  df-if 3563  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-iun 3919  df-disj 4012  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-tr 4133  df-id 4329  df-po 4332  df-iso 4333  df-iord 4402  df-on 4404  df-ilim 4405  df-suc 4407  df-iom 4628  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-f1 5264  df-fo 5265  df-f1o 5266  df-fv 5267  df-isom 5268  df-riota 5880  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-of 6139  df-1st 6207  df-2nd 6208  df-recs 6372  df-irdg 6437  df-frec 6458  df-1o 6483  df-oadd 6487  df-er 6601  df-map 6718  df-pm 6719  df-en 6809  df-dom 6810  df-fin 6811  df-sup 7059  df-inf 7060  df-pnf 8082  df-mnf 8083  df-xr 8084  df-ltxr 8085  df-le 8086  df-sub 8218  df-neg 8219  df-reap 8621  df-ap 8628  df-div 8719  df-inn 9010  df-2 9068  df-3 9069  df-4 9070  df-n0 9269  df-z 9346  df-uz 9621  df-q 9713  df-rp 9748  df-xneg 9866  df-xadd 9867  df-ioo 9986  df-ico 9988  df-icc 9989  df-fz 10103  df-fzo 10237  df-seqfrec 10559  df-exp 10650  df-fac 10837  df-bc 10859  df-ihash 10887  df-shft 10999  df-cj 11026  df-re 11027  df-im 11028  df-rsqrt 11182  df-abs 11183  df-clim 11463  df-sumdc 11538  df-ef 11832  df-e 11833  df-rest 12945  df-topgen 12964  df-psmet 14177  df-xmet 14178  df-met 14179  df-bl 14180  df-mopn 14181  df-top 14342  df-topon 14355  df-bases 14387  df-ntr 14440  df-cn 14532  df-cnp 14533  df-tx 14597  df-cncf 14915  df-limced 15000  df-dvap 15001

This theorem is referenced by:  reeff1o  15117