Theorem 2logb9irrap 15367

Description: Example for logbgcd1irrap 15360. The logarithm of nine to base two is irrational (in the sense of being apart from any rational number). (Contributed by Jim Kingdon, 12-Jul-2024.)

Assertion

Ref	Expression
2logb9irrap	⊢ (𝑄 ∈ ℚ → (2 logb 9) # 𝑄)

Proof of Theorem 2logb9irrap

Step	Hyp	Ref	Expression
1		sq3 10762	. . . . 5 ⊢ (3↑2) = 9
2	1	eqcomi 2208	. . . 4 ⊢ 9 = (3↑2)
3	2	oveq1i 5944	. . 3 ⊢ (9 gcd 2) = ((3↑2) gcd 2)
4		2re 9088	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℝ
5		2lt3 9189	. . . . . 6 ⊢ 2 < 3
6	4, 5	gtneii 8150	. . . . 5 ⊢ 3 ≠ 2
7		3prm 12369	. . . . . 6 ⊢ 3 ∈ ℙ
8		2prm 12368	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℙ
9		prmrp 12386	. . . . . 6 ⊢ ((3 ∈ ℙ ∧ 2 ∈ ℙ) → ((3 gcd 2) = 1 ↔ 3 ≠ 2))
10	7, 8, 9	mp2an 426	. . . . 5 ⊢ ((3 gcd 2) = 1 ↔ 3 ≠ 2)
11	6, 10	mpbir 146	. . . 4 ⊢ (3 gcd 2) = 1
12		3z 9383	. . . . 5 ⊢ 3 ∈ ℤ
13		2z 9382	. . . . 5 ⊢ 2 ∈ ℤ
14		2nn0 9294	. . . . 5 ⊢ 2 ∈ ℕ0
15		rpexp1i 12395	. . . . 5 ⊢ ((3 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℕ0) → ((3 gcd 2) = 1 → ((3↑2) gcd 2) = 1))
16	12, 13, 14, 15	mp3an 1349	. . . 4 ⊢ ((3 gcd 2) = 1 → ((3↑2) gcd 2) = 1)
17	11, 16	ax-mp 5	. . 3 ⊢ ((3↑2) gcd 2) = 1
18	3, 17	eqtri 2225	. 2 ⊢ (9 gcd 2) = 1
19		9nn 9187	. . . . 5 ⊢ 9 ∈ ℕ
20	19	nnzi 9375	. . . 4 ⊢ 9 ∈ ℤ
21		9re 9105	. . . . 5 ⊢ 9 ∈ ℝ
22		2lt9 9222	. . . . 5 ⊢ 2 < 9
23	4, 21, 22	ltleii 8157	. . . 4 ⊢ 2 ≤ 9
24		eluz2 9636	. . . 4 ⊢ (9 ∈ (ℤ≥‘2) ↔ (2 ∈ ℤ ∧ 9 ∈ ℤ ∧ 2 ≤ 9))
25	13, 20, 23, 24	mpbir3an 1181	. . 3 ⊢ 9 ∈ (ℤ≥‘2)
26		uzid 9644	. . . 4 ⊢ (2 ∈ ℤ → 2 ∈ (ℤ≥‘2))
27	13, 26	ax-mp 5	. . 3 ⊢ 2 ∈ (ℤ≥‘2)
28		logbgcd1irrap 15360	. . 3 ⊢ (((9 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 2 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ ((9 gcd 2) = 1 ∧ 𝑄 ∈ ℚ)) → (2 logb 9) # 𝑄)
29	25, 27, 28	mpanl12 436	. 2 ⊢ (((9 gcd 2) = 1 ∧ 𝑄 ∈ ℚ) → (2 logb 9) # 𝑄)
30	18, 29	mpan 424	1 ⊢ (𝑄 ∈ ℚ → (2 logb 9) # 𝑄)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1372   ∈ wcel 2175   ≠ wne 2375   class class class wbr 4043  ‘cfv 5268  (class class class)co 5934  1c1 7908   ≤ cle 8090   # cap 8636  2c2 9069  3c3 9070  9c9 9076  ℕ₀cn0 9277  ℤcz 9354  ℤ_≥cuz 9630  ℚcq 9722  ↑cexp 10664   gcd cgcd 12193  ℙcprime 12348   log_b clogb 15333

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 4478  ax-setind 4583  ax-iinf 4634  ax-cnex 7998  ax-resscn 7999  ax-1cn 8000  ax-1re 8001  ax-icn 8002  ax-addcl 8003  ax-addrcl 8004  ax-mulcl 8005  ax-mulrcl 8006  ax-addcom 8007  ax-mulcom 8008  ax-addass 8009  ax-mulass 8010  ax-distr 8011  ax-i2m1 8012  ax-0lt1 8013  ax-1rid 8014  ax-0id 8015  ax-rnegex 8016  ax-precex 8017  ax-cnre 8018  ax-pre-ltirr 8019  ax-pre-ltwlin 8020  ax-pre-lttrn 8021  ax-pre-apti 8022  ax-pre-ltadd 8023  ax-pre-mulgt0 8024  ax-pre-mulext 8025  ax-arch 8026  ax-caucvg 8027  ax-pre-suploc 8028  ax-addf 8029  ax-mulf 8030

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 4338  df-po 4341  df-iso 4342  df-iord 4411  df-on 4413  df-ilim 4414  df-suc 4416  df-iom 4637  df-xp 4679  df-rel 4680  df-cnv 4681  df-co 4682  df-dm 4683  df-rn 4684  df-res 4685  df-ima 4686  df-iota 5229  df-fun 5270  df-fn 5271  df-f 5272  df-f1 5273  df-fo 5274  df-f1o 5275  df-fv 5276  df-isom 5277  df-riota 5889  df-ov 5937  df-oprab 5938  df-mpo 5939  df-of 6148  df-1st 6216  df-2nd 6217  df-recs 6381  df-irdg 6446  df-frec 6467  df-1o 6492  df-2o 6493  df-oadd 6496  df-er 6610  df-map 6727  df-pm 6728  df-en 6818  df-dom 6819  df-fin 6820  df-sup 7068  df-inf 7069  df-pnf 8091  df-mnf 8092  df-xr 8093  df-ltxr 8094  df-le 8095  df-sub 8227  df-neg 8228  df-reap 8630  df-ap 8637  df-div 8728  df-inn 9019  df-2 9077  df-3 9078  df-4 9079  df-5 9080  df-6 9081  df-7 9082  df-8 9083  df-9 9084  df-n0 9278  df-z 9355  df-uz 9631  df-q 9723  df-rp 9758  df-xneg 9876  df-xadd 9877  df-ioo 9996  df-ico 9998  df-icc 9999  df-fz 10113  df-fzo 10247  df-fl 10394  df-mod 10449  df-seqfrec 10574  df-exp 10665  df-fac 10852  df-bc 10874  df-ihash 10902  df-shft 11045  df-cj 11072  df-re 11073  df-im 11074  df-rsqrt 11228  df-abs 11229  df-clim 11509  df-sumdc 11584  df-ef 11878  df-e 11879  df-dvds 12018  df-gcd 12194  df-prm 12349  df-rest 12991  df-topgen 13010  df-psmet 14223  df-xmet 14224  df-met 14225  df-bl 14226  df-mopn 14227  df-top 14388  df-topon 14401  df-bases 14433  df-ntr 14486  df-cn 14578  df-cnp 14579  df-tx 14643  df-cncf 14961  df-limced 15046  df-dvap 15047  df-relog 15248  df-rpcxp 15249  df-logb 15334

This theorem is referenced by:  2irrexpqap  15368