Theorem 2logb9irr 13539

Description: Example for logbgcd1irr 13535. The logarithm of nine to base two is not rational. Also see 2logb9irrap 13545 which says that it is irrational (in the sense of being apart from any rational number). (Contributed by AV, 29-Dec-2022.)

Assertion

Ref	Expression
2logb9irr	⊢ (2 logb 9) ∈ (ℝ ∖ ℚ)

Proof of Theorem 2logb9irr

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2z 9219	. . 3 ⊢ 2 ∈ ℤ
2		9nn 9025	. . . 4 ⊢ 9 ∈ ℕ
3	2	nnzi 9212	. . 3 ⊢ 9 ∈ ℤ
4		2re 8927	. . . 4 ⊢ 2 ∈ ℝ
5		9re 8944	. . . 4 ⊢ 9 ∈ ℝ
6		2lt9 9060	. . . 4 ⊢ 2 < 9
7	4, 5, 6	ltleii 8001	. . 3 ⊢ 2 ≤ 9
8		eluz2 9472	. . 3 ⊢ (9 ∈ (ℤ≥‘2) ↔ (2 ∈ ℤ ∧ 9 ∈ ℤ ∧ 2 ≤ 9))
9	1, 3, 7, 8	mpbir3an 1169	. 2 ⊢ 9 ∈ (ℤ≥‘2)
10		uzid 9480	. . 3 ⊢ (2 ∈ ℤ → 2 ∈ (ℤ≥‘2))
11	1, 10	ax-mp 5	. 2 ⊢ 2 ∈ (ℤ≥‘2)
12		sq3 10551	. . . . 5 ⊢ (3↑2) = 9
13	12	eqcomi 2169	. . . 4 ⊢ 9 = (3↑2)
14	13	oveq1i 5852	. . 3 ⊢ (9 gcd 2) = ((3↑2) gcd 2)
15		2lt3 9027	. . . . . 6 ⊢ 2 < 3
16	4, 15	gtneii 7994	. . . . 5 ⊢ 3 ≠ 2
17		3prm 12060	. . . . . 6 ⊢ 3 ∈ ℙ
18		2prm 12059	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℙ
19		prmrp 12077	. . . . . 6 ⊢ ((3 ∈ ℙ ∧ 2 ∈ ℙ) → ((3 gcd 2) = 1 ↔ 3 ≠ 2))
20	17, 18, 19	mp2an 423	. . . . 5 ⊢ ((3 gcd 2) = 1 ↔ 3 ≠ 2)
21	16, 20	mpbir 145	. . . 4 ⊢ (3 gcd 2) = 1
22		3z 9220	. . . . 5 ⊢ 3 ∈ ℤ
23		2nn0 9131	. . . . 5 ⊢ 2 ∈ ℕ0
24		rpexp1i 12086	. . . . 5 ⊢ ((3 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℕ0) → ((3 gcd 2) = 1 → ((3↑2) gcd 2) = 1))
25	22, 1, 23, 24	mp3an 1327	. . . 4 ⊢ ((3 gcd 2) = 1 → ((3↑2) gcd 2) = 1)
26	21, 25	ax-mp 5	. . 3 ⊢ ((3↑2) gcd 2) = 1
27	14, 26	eqtri 2186	. 2 ⊢ (9 gcd 2) = 1
28		logbgcd1irr 13535	. 2 ⊢ ((9 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 2 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (9 gcd 2) = 1) → (2 logb 9) ∈ (ℝ ∖ ℚ))
29	9, 11, 27, 28	mp3an 1327	1 ⊢ (2 logb 9) ∈ (ℝ ∖ ℚ)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 104   = wceq 1343   ∈ wcel 2136   ≠ wne 2336   ∖ cdif 3113   class class class wbr 3982  ‘cfv 5188  (class class class)co 5842  ℝcr 7752  1c1 7754   ≤ cle 7934  2c2 8908  3c3 8909  9c9 8915  ℕ₀cn0 9114  ℤcz 9191  ℤ_≥cuz 9466  ℚcq 9557  ↑cexp 10454   gcd cgcd 11875  ℙcprime 12039   log_b clogb 13511

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 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-coll 4097  ax-sep 4100  ax-nul 4108  ax-pow 4153  ax-pr 4187  ax-un 4411  ax-setind 4514  ax-iinf 4565  ax-cnex 7844  ax-resscn 7845  ax-1cn 7846  ax-1re 7847  ax-icn 7848  ax-addcl 7849  ax-addrcl 7850  ax-mulcl 7851  ax-mulrcl 7852  ax-addcom 7853  ax-mulcom 7854  ax-addass 7855  ax-mulass 7856  ax-distr 7857  ax-i2m1 7858  ax-0lt1 7859  ax-1rid 7860  ax-0id 7861  ax-rnegex 7862  ax-precex 7863  ax-cnre 7864  ax-pre-ltirr 7865  ax-pre-ltwlin 7866  ax-pre-lttrn 7867  ax-pre-apti 7868  ax-pre-ltadd 7869  ax-pre-mulgt0 7870  ax-pre-mulext 7871  ax-arch 7872  ax-caucvg 7873  ax-pre-suploc 7874  ax-addf 7875  ax-mulf 7876

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-stab 821  df-dc 825  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2297  df-ne 2337  df-nel 2432  df-ral 2449  df-rex 2450  df-reu 2451  df-rmo 2452  df-rab 2453  df-v 2728  df-sbc 2952  df-csb 3046  df-dif 3118  df-un 3120  df-in 3122  df-ss 3129  df-nul 3410  df-if 3521  df-pw 3561  df-sn 3582  df-pr 3583  df-op 3585  df-uni 3790  df-int 3825  df-iun 3868  df-disj 3960  df-br 3983  df-opab 4044  df-mpt 4045  df-tr 4081  df-id 4271  df-po 4274  df-iso 4275  df-iord 4344  df-on 4346  df-ilim 4347  df-suc 4349  df-iom 4568  df-xp 4610  df-rel 4611  df-cnv 4612  df-co 4613  df-dm 4614  df-rn 4615  df-res 4616  df-ima 4617  df-iota 5153  df-fun 5190  df-fn 5191  df-f 5192  df-f1 5193  df-fo 5194  df-f1o 5195  df-fv 5196  df-isom 5197  df-riota 5798  df-ov 5845  df-oprab 5846  df-mpo 5847  df-of 6050  df-1st 6108  df-2nd 6109  df-recs 6273  df-irdg 6338  df-frec 6359  df-1o 6384  df-2o 6385  df-oadd 6388  df-er 6501  df-map 6616  df-pm 6617  df-en 6707  df-dom 6708  df-fin 6709  df-sup 6949  df-inf 6950  df-pnf 7935  df-mnf 7936  df-xr 7937  df-ltxr 7938  df-le 7939  df-sub 8071  df-neg 8072  df-reap 8473  df-ap 8480  df-div 8569  df-inn 8858  df-2 8916  df-3 8917  df-4 8918  df-5 8919  df-6 8920  df-7 8921  df-8 8922  df-9 8923  df-n0 9115  df-z 9192  df-uz 9467  df-q 9558  df-rp 9590  df-xneg 9708  df-xadd 9709  df-ioo 9828  df-ico 9830  df-icc 9831  df-fz 9945  df-fzo 10078  df-fl 10205  df-mod 10258  df-seqfrec 10381  df-exp 10455  df-fac 10639  df-bc 10661  df-ihash 10689  df-shft 10757  df-cj 10784  df-re 10785  df-im 10786  df-rsqrt 10940  df-abs 10941  df-clim 11220  df-sumdc 11295  df-ef 11589  df-e 11590  df-dvds 11728  df-gcd 11876  df-prm 12040  df-rest 12558  df-topgen 12577  df-psmet 12637  df-xmet 12638  df-met 12639  df-bl 12640  df-mopn 12641  df-top 12646  df-topon 12659  df-bases 12691  df-ntr 12746  df-cn 12838  df-cnp 12839  df-tx 12903  df-cncf 13208  df-limced 13275  df-dvap 13276  df-relog 13429  df-rpcxp 13430  df-logb 13512

This theorem is referenced by:  2irrexpq  13544  2irrexpqap  13546