Theorem reeff1oleme 15215

Description: Lemma for reeff1o 15216. (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 11952	. . . . 5 |- _e e. RR
2	1	a1i 9	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> _e e. RR )
3		elioore 10033	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> U e. RR )
4		0xr 8118	. . . . . . 7 |- 0 e. RR*
5	1	rexri 8129	. . . . . . 7 |- _e e. RR*
6		elioo2 10042	. . . . . . 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 8701	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> U # 0 )
10	2, 3, 9	redivclapd 8907	. . 3 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> ( _e / U ) e. RR )
11	3	recnd 8100	. . . . . 6 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> U e. CC )
12	11	mulid2d 8090	. . . . 5 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> ( 1 x. U ) = U )
13	7	simp3bi 1016	. . . . 5 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> U < _e )
14	12, 13	eqbrtrd 4065	. . . 4 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> ( 1 x. U ) < _e )
15		1red 8086	. . . . 5 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> 1 e. RR )
16		ltmuldiv 8946	. . . . 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 15214	. . 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 8086	. . . 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 8452	. . 3 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( 1 - y ) e. RR )
24		1cnd 8087	. . . . 5 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> 1 e. CC )
25	22	recnd 8100	. . . . 5 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> y e. CC )
26		efsub 11963	. . . . 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 11931	. . . . . . . 8 |- _e = ( exp ` 1 )
30	29	oveq1i 5953	. . . . . . 7 |- ( _e / U ) = ( ( exp ` 1 ) / U )
31	28, 30	eqtr2di 2254	. . . . . 6 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( ( exp ` 1 ) / U ) = ( exp ` y ) )
32		efcl 11946	. . . . . . . 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 11946	. . . . . . . 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 8896	. . . . . 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 11968	. . . . . . 7 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` y ) e. RR+ )
41	40	rpap0d 9823	. . . . . 6 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` y ) # 0 )
42	33, 36, 35, 41	divmulap3d 8897	. . . . 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 2237	. . 3 |- ( ( U e. ( 0 (,) _e ) /\ ( y e. RR /\ ( exp ` y ) = ( _e / U ) ) ) -> ( exp ` ( 1 - y ) ) = U )
45		fveqeq2 5584	. . . 4 |- ( x = ( 1 - y ) -> ( ( exp ` x ) = U <-> ( exp ` ( 1 - y ) ) = U ) )
46	45	rspcev 2876	. . 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 2627	1 |- ( U e. ( 0 (,) _e ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = U )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   /\ w3a 980   = wceq 1372   e. wcel 2175   E.wrex 2484   class class class wbr 4043   ` cfv 5270  (class class class)co 5943   CCcc 7922   RRcr 7923   0cc0 7924   1c1 7925   x. cmul 7929   RR*cxr 8105   < clt 8106   - cmin 8242   # cap 8653   / cdiv 8744   (,)cioo 10009   expce 11924   _eceu 11925

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 1469  ax-7 1470  ax-gen 1471  ax-ie1 1515  ax-ie2 1516  ax-8 1526  ax-10 1527  ax-11 1528  ax-i12 1529  ax-bndl 1531  ax-4 1532  ax-17 1548  ax-i9 1552  ax-ial 1556  ax-i5r 1557  ax-13 2177  ax-14 2178  ax-ext 2186  ax-coll 4158  ax-sep 4161  ax-nul 4169  ax-pow 4217  ax-pr 4252  ax-un 4479  ax-setind 4584  ax-iinf 4635  ax-cnex 8015  ax-resscn 8016  ax-1cn 8017  ax-1re 8018  ax-icn 8019  ax-addcl 8020  ax-addrcl 8021  ax-mulcl 8022  ax-mulrcl 8023  ax-addcom 8024  ax-mulcom 8025  ax-addass 8026  ax-mulass 8027  ax-distr 8028  ax-i2m1 8029  ax-0lt1 8030  ax-1rid 8031  ax-0id 8032  ax-rnegex 8033  ax-precex 8034  ax-cnre 8035  ax-pre-ltirr 8036  ax-pre-ltwlin 8037  ax-pre-lttrn 8038  ax-pre-apti 8039  ax-pre-ltadd 8040  ax-pre-mulgt0 8041  ax-pre-mulext 8042  ax-arch 8043  ax-caucvg 8044  ax-pre-suploc 8045  ax-addf 8046  ax-mulf 8047

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 832  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1375  df-fal 1378  df-nf 1483  df-sb 1785  df-eu 2056  df-mo 2057  df-clab 2191  df-cleq 2197  df-clel 2200  df-nfc 2336  df-ne 2376  df-nel 2471  df-ral 2488  df-rex 2489  df-reu 2490  df-rmo 2491  df-rab 2492  df-v 2773  df-sbc 2998  df-csb 3093  df-dif 3167  df-un 3169  df-in 3171  df-ss 3178  df-nul 3460  df-if 3571  df-pw 3617  df-sn 3638  df-pr 3639  df-op 3641  df-uni 3850  df-int 3885  df-iun 3928  df-disj 4021  df-br 4044  df-opab 4105  df-mpt 4106  df-tr 4142  df-id 4339  df-po 4342  df-iso 4343  df-iord 4412  df-on 4414  df-ilim 4415  df-suc 4417  df-iom 4638  df-xp 4680  df-rel 4681  df-cnv 4682  df-co 4683  df-dm 4684  df-rn 4685  df-res 4686  df-ima 4687  df-iota 5231  df-fun 5272  df-fn 5273  df-f 5274  df-f1 5275  df-fo 5276  df-f1o 5277  df-fv 5278  df-isom 5279  df-riota 5898  df-ov 5946  df-oprab 5947  df-mpo 5948  df-of 6157  df-1st 6225  df-2nd 6226  df-recs 6390  df-irdg 6455  df-frec 6476  df-1o 6501  df-oadd 6505  df-er 6619  df-map 6736  df-pm 6737  df-en 6827  df-dom 6828  df-fin 6829  df-sup 7085  df-inf 7086  df-pnf 8108  df-mnf 8109  df-xr 8110  df-ltxr 8111  df-le 8112  df-sub 8244  df-neg 8245  df-reap 8647  df-ap 8654  df-div 8745  df-inn 9036  df-2 9094  df-3 9095  df-4 9096  df-n0 9295  df-z 9372  df-uz 9648  df-q 9740  df-rp 9775  df-xneg 9893  df-xadd 9894  df-ioo 10013  df-ico 10015  df-icc 10016  df-fz 10130  df-fzo 10264  df-seqfrec 10591  df-exp 10682  df-fac 10869  df-bc 10891  df-ihash 10919  df-shft 11097  df-cj 11124  df-re 11125  df-im 11126  df-rsqrt 11280  df-abs 11281  df-clim 11561  df-sumdc 11636  df-ef 11930  df-e 11931  df-rest 13044  df-topgen 13063  df-psmet 14276  df-xmet 14277  df-met 14278  df-bl 14279  df-mopn 14280  df-top 14441  df-topon 14454  df-bases 14486  df-ntr 14539  df-cn 14631  df-cnp 14632  df-tx 14696  df-cncf 15014  df-limced 15099  df-dvap 15100

This theorem is referenced by:  reeff1o  15216