ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  bposlem7 GIF version

Theorem bposlem7 16246
Description: Lemma for bpos 16249. The function 𝐹 is strictly decreasing for arguments greater than 7. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Mar-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
bposlem7.1 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝑛))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝑛 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝑛)))))
bposlem7.2 𝐺 = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((log‘𝑥) / 𝑥))
bposlem7.3 (𝜑𝐴 ∈ ℕ)
bposlem7.4 (𝜑𝐵 ∈ ℕ)
bposlem7.5 (𝜑 → (e↑2) ≤ 𝐴)
bposlem7.6 (𝜑 → (e↑2) ≤ 𝐵)
Assertion
Ref Expression
bposlem7 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 → (𝐹𝐵) < (𝐹𝐴)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑛   𝐵,𝑛   𝑛,𝐺   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑛)   𝐹(𝑥, 𝑛)   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem bposlem7
StepHypRef Expression
1 bposlem7.2 . . . . . . . . . . 11 𝐺 = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((log‘𝑥) / 𝑥))
2 fveq2 5695 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (√‘𝐵) → (log‘𝑥) = (log‘(√‘𝐵)))
3 id 19 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (√‘𝐵) → 𝑥 = (√‘𝐵))
42, 3oveq12d 6103 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (√‘𝐵) → ((log‘𝑥) / 𝑥) = ((log‘(√‘𝐵)) / (√‘𝐵)))
5 bposlem7.4 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐵 ∈ ℕ)
65nnrpd 10106 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐵 ∈ ℝ+)
76rpsqrtcld 11941 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (√‘𝐵) ∈ ℝ+)
87relogcld 16044 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (log‘(√‘𝐵)) ∈ ℝ)
98, 7rerpdivcld 10140 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((log‘(√‘𝐵)) / (√‘𝐵)) ∈ ℝ)
101, 4, 7, 9fvmptd3 5799 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐺‘(√‘𝐵)) = ((log‘(√‘𝐵)) / (√‘𝐵)))
11 fveq2 5695 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (√‘𝐴) → (log‘𝑥) = (log‘(√‘𝐴)))
12 id 19 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (√‘𝐴) → 𝑥 = (√‘𝐴))
1311, 12oveq12d 6103 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (√‘𝐴) → ((log‘𝑥) / 𝑥) = ((log‘(√‘𝐴)) / (√‘𝐴)))
14 bposlem7.3 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐴 ∈ ℕ)
1514nnrpd 10106 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
1615rpsqrtcld 11941 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (√‘𝐴) ∈ ℝ+)
1716relogcld 16044 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (log‘(√‘𝐴)) ∈ ℝ)
1817, 16rerpdivcld 10140 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((log‘(√‘𝐴)) / (√‘𝐴)) ∈ ℝ)
191, 13, 16, 18fvmptd3 5799 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐺‘(√‘𝐴)) = ((log‘(√‘𝐴)) / (√‘𝐴)))
2010, 19breq12d 4143 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐺‘(√‘𝐵)) < (𝐺‘(√‘𝐴)) ↔ ((log‘(√‘𝐵)) / (√‘𝐵)) < ((log‘(√‘𝐴)) / (√‘𝐴))))
2116rpred 10108 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (√‘𝐴) ∈ ℝ)
22 bposlem7.5 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (e↑2) ≤ 𝐴)
2315rprege0d 10116 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴))
24 resqrtth 11813 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴) → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
2523, 24syl 14 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
2622, 25breqtrrd 4158 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (e↑2) ≤ ((√‘𝐴)↑2))
2716rpge0d 10112 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 ≤ (√‘𝐴))
28 ere 12456 . . . . . . . . . . . . 13 e ∈ ℝ
29 0re 8327 . . . . . . . . . . . . . 14 0 ∈ ℝ
30 epos 12567 . . . . . . . . . . . . . 14 0 < e
3129, 28, 30ltleii 8430 . . . . . . . . . . . . 13 0 ≤ e
32 le2sq 11066 . . . . . . . . . . . . 13 (((e ∈ ℝ ∧ 0 ≤ e) ∧ ((√‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (√‘𝐴))) → (e ≤ (√‘𝐴) ↔ (e↑2) ≤ ((√‘𝐴)↑2)))
3328, 31, 32mpanl12 440 . . . . . . . . . . . 12 (((√‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (√‘𝐴)) → (e ≤ (√‘𝐴) ↔ (e↑2) ≤ ((√‘𝐴)↑2)))
3421, 27, 33syl2anc 415 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (e ≤ (√‘𝐴) ↔ (e↑2) ≤ ((√‘𝐴)↑2)))
3526, 34mpbird 167 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → e ≤ (√‘𝐴))
367rpred 10108 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (√‘𝐵) ∈ ℝ)
37 bposlem7.6 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (e↑2) ≤ 𝐵)
386rprege0d 10116 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐵))
39 resqrtth 11813 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐵) → ((√‘𝐵)↑2) = 𝐵)
4038, 39syl 14 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((√‘𝐵)↑2) = 𝐵)
4137, 40breqtrrd 4158 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (e↑2) ≤ ((√‘𝐵)↑2))
427rpge0d 10112 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 ≤ (√‘𝐵))
43 le2sq 11066 . . . . . . . . . . . . 13 (((e ∈ ℝ ∧ 0 ≤ e) ∧ ((√‘𝐵) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (√‘𝐵))) → (e ≤ (√‘𝐵) ↔ (e↑2) ≤ ((√‘𝐵)↑2)))
4428, 31, 43mpanl12 440 . . . . . . . . . . . 12 (((√‘𝐵) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (√‘𝐵)) → (e ≤ (√‘𝐵) ↔ (e↑2) ≤ ((√‘𝐵)↑2)))
4536, 42, 44syl2anc 415 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (e ≤ (√‘𝐵) ↔ (e↑2) ≤ ((√‘𝐵)↑2)))
4641, 45mpbird 167 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → e ≤ (√‘𝐵))
47 logdivlt 16056 . . . . . . . . . 10 ((((√‘𝐴) ∈ ℝ ∧ e ≤ (√‘𝐴)) ∧ ((√‘𝐵) ∈ ℝ ∧ e ≤ (√‘𝐵))) → ((√‘𝐴) < (√‘𝐵) ↔ ((log‘(√‘𝐵)) / (√‘𝐵)) < ((log‘(√‘𝐴)) / (√‘𝐴))))
4821, 35, 36, 46, 47syl22anc 1279 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((√‘𝐴) < (√‘𝐵) ↔ ((log‘(√‘𝐵)) / (√‘𝐵)) < ((log‘(√‘𝐴)) / (√‘𝐴))))
4921, 36, 27, 42lt2sqd 11157 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((√‘𝐴) < (√‘𝐵) ↔ ((√‘𝐴)↑2) < ((√‘𝐵)↑2)))
5020, 48, 493bitr2rd 217 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((√‘𝐴)↑2) < ((√‘𝐵)↑2) ↔ (𝐺‘(√‘𝐵)) < (𝐺‘(√‘𝐴))))
5125, 40breq12d 4143 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((√‘𝐴)↑2) < ((√‘𝐵)↑2) ↔ 𝐴 < 𝐵))
52 relogcl 16023 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ ℝ+ → (log‘𝑥) ∈ ℝ)
53 rerpdivcl 10096 . . . . . . . . . . . . 13 (((log‘𝑥) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → ((log‘𝑥) / 𝑥) ∈ ℝ)
5452, 53mpancom 426 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℝ+ → ((log‘𝑥) / 𝑥) ∈ ℝ)
551, 54fmpti 5860 . . . . . . . . . . 11 𝐺:ℝ+⟶ℝ
5655ffvelcdmi 5842 . . . . . . . . . 10 ((√‘𝐵) ∈ ℝ+ → (𝐺‘(√‘𝐵)) ∈ ℝ)
577, 56syl 14 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺‘(√‘𝐵)) ∈ ℝ)
5855ffvelcdmi 5842 . . . . . . . . . 10 ((√‘𝐴) ∈ ℝ+ → (𝐺‘(√‘𝐴)) ∈ ℝ)
5916, 58syl 14 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺‘(√‘𝐴)) ∈ ℝ)
60 2rp 10070 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ+
61 rpsqrtcl 11823 . . . . . . . . . 10 (2 ∈ ℝ+ → (√‘2) ∈ ℝ+)
6260, 61mp1i 10 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (√‘2) ∈ ℝ+)
6357, 59, 62ltmul2d 10151 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐺‘(√‘𝐵)) < (𝐺‘(√‘𝐴)) ↔ ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) < ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴)))))
6450, 51, 633bitr3d 218 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) < ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴)))))
6564biimpd 144 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 → ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) < ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴)))))
6614nnred 9320 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
675nnred 9320 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
68 2re 9377 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℝ
69 2pos 9398 . . . . . . . . . . . 12 0 < 2
7068, 69pm3.2i 272 . . . . . . . . . . 11 (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)
7170a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2))
72 ltdiv1 9201 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → (𝐴 < 𝐵 ↔ (𝐴 / 2) < (𝐵 / 2)))
7366, 67, 71, 72syl3anc 1278 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ (𝐴 / 2) < (𝐵 / 2)))
7415rphalfcld 10121 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐴 / 2) ∈ ℝ+)
7574rpred 10108 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐴 / 2) ∈ ℝ)
7628, 68remulcli 8341 . . . . . . . . . . . . 13 (e · 2) ∈ ℝ
7776a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (e · 2) ∈ ℝ)
7828resqcli 11076 . . . . . . . . . . . . 13 (e↑2) ∈ ℝ
7978a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (e↑2) ∈ ℝ)
80 egt2lt3 12566 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (2 < e ∧ e < 3)
8180simpli 111 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 < e
8268, 28, 81ltleii 8430 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ≤ e
8368, 28, 28lemul2i 9258 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (0 < e → (2 ≤ e ↔ (e · 2) ≤ (e · e)))
8430, 83ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . 15 (2 ≤ e ↔ (e · 2) ≤ (e · e))
8582, 84mpbi 145 . . . . . . . . . . . . . 14 (e · 2) ≤ (e · e)
8628recni 8339 . . . . . . . . . . . . . . 15 e ∈ ℂ
8786sqvali 11071 . . . . . . . . . . . . . 14 (e↑2) = (e · e)
8885, 87breqtrri 4157 . . . . . . . . . . . . 13 (e · 2) ≤ (e↑2)
8988a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (e · 2) ≤ (e↑2))
9077, 79, 66, 89, 22letrd 8452 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (e · 2) ≤ 𝐴)
91 lemuldiv 9214 . . . . . . . . . . . . 13 ((e ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → ((e · 2) ≤ 𝐴 ↔ e ≤ (𝐴 / 2)))
9228, 70, 91mp3an13 1369 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ → ((e · 2) ≤ 𝐴 ↔ e ≤ (𝐴 / 2)))
9366, 92syl 14 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((e · 2) ≤ 𝐴 ↔ e ≤ (𝐴 / 2)))
9490, 93mpbid 147 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → e ≤ (𝐴 / 2))
956rphalfcld 10121 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐵 / 2) ∈ ℝ+)
9695rpred 10108 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐵 / 2) ∈ ℝ)
9777, 79, 67, 89, 37letrd 8452 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (e · 2) ≤ 𝐵)
98 lemuldiv 9214 . . . . . . . . . . . . 13 ((e ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → ((e · 2) ≤ 𝐵 ↔ e ≤ (𝐵 / 2)))
9928, 70, 98mp3an13 1369 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵 ∈ ℝ → ((e · 2) ≤ 𝐵 ↔ e ≤ (𝐵 / 2)))
10067, 99syl 14 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((e · 2) ≤ 𝐵 ↔ e ≤ (𝐵 / 2)))
10197, 100mpbid 147 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → e ≤ (𝐵 / 2))
102 logdivlt 16056 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 / 2) ∈ ℝ ∧ e ≤ (𝐴 / 2)) ∧ ((𝐵 / 2) ∈ ℝ ∧ e ≤ (𝐵 / 2))) → ((𝐴 / 2) < (𝐵 / 2) ↔ ((log‘(𝐵 / 2)) / (𝐵 / 2)) < ((log‘(𝐴 / 2)) / (𝐴 / 2))))
10375, 94, 96, 101, 102syl22anc 1279 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐴 / 2) < (𝐵 / 2) ↔ ((log‘(𝐵 / 2)) / (𝐵 / 2)) < ((log‘(𝐴 / 2)) / (𝐴 / 2))))
10473, 103bitrd 188 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ ((log‘(𝐵 / 2)) / (𝐵 / 2)) < ((log‘(𝐴 / 2)) / (𝐴 / 2))))
105 fveq2 5695 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝐵 / 2) → (log‘𝑥) = (log‘(𝐵 / 2)))
106 id 19 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝐵 / 2) → 𝑥 = (𝐵 / 2))
107105, 106oveq12d 6103 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝐵 / 2) → ((log‘𝑥) / 𝑥) = ((log‘(𝐵 / 2)) / (𝐵 / 2)))
10895relogcld 16044 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (log‘(𝐵 / 2)) ∈ ℝ)
109108, 95rerpdivcld 10140 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((log‘(𝐵 / 2)) / (𝐵 / 2)) ∈ ℝ)
1101, 107, 95, 109fvmptd3 5799 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺‘(𝐵 / 2)) = ((log‘(𝐵 / 2)) / (𝐵 / 2)))
111 fveq2 5695 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝐴 / 2) → (log‘𝑥) = (log‘(𝐴 / 2)))
112 id 19 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝐴 / 2) → 𝑥 = (𝐴 / 2))
113111, 112oveq12d 6103 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝐴 / 2) → ((log‘𝑥) / 𝑥) = ((log‘(𝐴 / 2)) / (𝐴 / 2)))
11474relogcld 16044 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (log‘(𝐴 / 2)) ∈ ℝ)
115114, 74rerpdivcld 10140 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((log‘(𝐴 / 2)) / (𝐴 / 2)) ∈ ℝ)
1161, 113, 74, 115fvmptd3 5799 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺‘(𝐴 / 2)) = ((log‘(𝐴 / 2)) / (𝐴 / 2)))
117110, 116breq12d 4143 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐺‘(𝐵 / 2)) < (𝐺‘(𝐴 / 2)) ↔ ((log‘(𝐵 / 2)) / (𝐵 / 2)) < ((log‘(𝐴 / 2)) / (𝐴 / 2))))
11855ffvelcdmi 5842 . . . . . . . . . 10 ((𝐵 / 2) ∈ ℝ+ → (𝐺‘(𝐵 / 2)) ∈ ℝ)
11995, 118syl 14 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺‘(𝐵 / 2)) ∈ ℝ)
12055ffvelcdmi 5842 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 / 2) ∈ ℝ+ → (𝐺‘(𝐴 / 2)) ∈ ℝ)
12174, 120syl 14 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺‘(𝐴 / 2)) ∈ ℝ)
122 9nn 9478 . . . . . . . . . . 11 9 ∈ ℕ
123 4nn 9473 . . . . . . . . . . 11 4 ∈ ℕ
124 nnrp 10075 . . . . . . . . . . . 12 (9 ∈ ℕ → 9 ∈ ℝ+)
125 nnrp 10075 . . . . . . . . . . . 12 (4 ∈ ℕ → 4 ∈ ℝ+)
126 rpdivcl 10091 . . . . . . . . . . . 12 ((9 ∈ ℝ+ ∧ 4 ∈ ℝ+) → (9 / 4) ∈ ℝ+)
127124, 125, 126syl2an 289 . . . . . . . . . . 11 ((9 ∈ ℕ ∧ 4 ∈ ℕ) → (9 / 4) ∈ ℝ+)
128122, 123, 127mp2an 430 . . . . . . . . . 10 (9 / 4) ∈ ℝ+
129128a1i 9 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (9 / 4) ∈ ℝ+)
130119, 121, 129ltmul2d 10151 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐺‘(𝐵 / 2)) < (𝐺‘(𝐴 / 2)) ↔ ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2))) < ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))))
131104, 117, 1303bitr2d 216 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2))) < ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))))
132131biimpd 144 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 → ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2))) < ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))))
13365, 132jcad 307 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 → (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) < ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) ∧ ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2))) < ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2))))))
134 sqrt2re 12961 . . . . . . 7 (√‘2) ∈ ℝ
135 remulcl 8308 . . . . . . 7 (((√‘2) ∈ ℝ ∧ (𝐺‘(√‘𝐵)) ∈ ℝ) → ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) ∈ ℝ)
136134, 57, 135sylancr 418 . . . . . 6 (𝜑 → ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) ∈ ℝ)
137 9re 9394 . . . . . . . 8 9 ∈ ℝ
138 4re 9384 . . . . . . . 8 4 ∈ ℝ
139 4ap0 9406 . . . . . . . 8 4 # 0
140137, 138, 139redivclapi 9112 . . . . . . 7 (9 / 4) ∈ ℝ
141 remulcl 8308 . . . . . . 7 (((9 / 4) ∈ ℝ ∧ (𝐺‘(𝐵 / 2)) ∈ ℝ) → ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2))) ∈ ℝ)
142140, 119, 141sylancr 418 . . . . . 6 (𝜑 → ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2))) ∈ ℝ)
143 remulcl 8308 . . . . . . 7 (((√‘2) ∈ ℝ ∧ (𝐺‘(√‘𝐴)) ∈ ℝ) → ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) ∈ ℝ)
144134, 59, 143sylancr 418 . . . . . 6 (𝜑 → ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) ∈ ℝ)
145 remulcl 8308 . . . . . . 7 (((9 / 4) ∈ ℝ ∧ (𝐺‘(𝐴 / 2)) ∈ ℝ) → ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2))) ∈ ℝ)
146140, 121, 145sylancr 418 . . . . . 6 (𝜑 → ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2))) ∈ ℝ)
147 lt2add 8775 . . . . . 6 (((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) ∈ ℝ ∧ ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2))) ∈ ℝ) ∧ (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) ∈ ℝ ∧ ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2))) ∈ ℝ)) → ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) < ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) ∧ ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2))) < ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) → (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) < (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2))))))
148136, 142, 144, 146, 147syl22anc 1279 . . . . 5 (𝜑 → ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) < ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) ∧ ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2))) < ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) → (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) < (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2))))))
149133, 148syld 45 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 → (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) < (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2))))))
150 ltmul2 9189 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → (𝐴 < 𝐵 ↔ (2 · 𝐴) < (2 · 𝐵)))
15166, 67, 71, 150syl3anc 1278 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ (2 · 𝐴) < (2 · 𝐵)))
152 rpmulcl 10090 . . . . . . . . . 10 ((2 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℝ+) → (2 · 𝐴) ∈ ℝ+)
15360, 15, 152sylancr 418 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 · 𝐴) ∈ ℝ+)
154153rpsqrtcld 11941 . . . . . . . 8 (𝜑 → (√‘(2 · 𝐴)) ∈ ℝ+)
155 rpmulcl 10090 . . . . . . . . . 10 ((2 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℝ+) → (2 · 𝐵) ∈ ℝ+)
15660, 6, 155sylancr 418 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 · 𝐵) ∈ ℝ+)
157156rpsqrtcld 11941 . . . . . . . 8 (𝜑 → (√‘(2 · 𝐵)) ∈ ℝ+)
158 rprege0 10080 . . . . . . . . 9 ((√‘(2 · 𝐴)) ∈ ℝ+ → ((√‘(2 · 𝐴)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (√‘(2 · 𝐴))))
159 rprege0 10080 . . . . . . . . 9 ((√‘(2 · 𝐵)) ∈ ℝ+ → ((√‘(2 · 𝐵)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (√‘(2 · 𝐵))))
160 lt2sq 11065 . . . . . . . . 9 ((((√‘(2 · 𝐴)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (√‘(2 · 𝐴))) ∧ ((√‘(2 · 𝐵)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (√‘(2 · 𝐵)))) → ((√‘(2 · 𝐴)) < (√‘(2 · 𝐵)) ↔ ((√‘(2 · 𝐴))↑2) < ((√‘(2 · 𝐵))↑2)))
161158, 159, 160syl2an 289 . . . . . . . 8 (((√‘(2 · 𝐴)) ∈ ℝ+ ∧ (√‘(2 · 𝐵)) ∈ ℝ+) → ((√‘(2 · 𝐴)) < (√‘(2 · 𝐵)) ↔ ((√‘(2 · 𝐴))↑2) < ((√‘(2 · 𝐵))↑2)))
162154, 157, 161syl2anc 415 . . . . . . 7 (𝜑 → ((√‘(2 · 𝐴)) < (√‘(2 · 𝐵)) ↔ ((√‘(2 · 𝐴))↑2) < ((√‘(2 · 𝐵))↑2)))
163153rprege0d 10116 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((2 · 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (2 · 𝐴)))
164 resqrtth 11813 . . . . . . . . 9 (((2 · 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (2 · 𝐴)) → ((√‘(2 · 𝐴))↑2) = (2 · 𝐴))
165163, 164syl 14 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((√‘(2 · 𝐴))↑2) = (2 · 𝐴))
166156rprege0d 10116 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((2 · 𝐵) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (2 · 𝐵)))
167 resqrtth 11813 . . . . . . . . 9 (((2 · 𝐵) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (2 · 𝐵)) → ((√‘(2 · 𝐵))↑2) = (2 · 𝐵))
168166, 167syl 14 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((√‘(2 · 𝐵))↑2) = (2 · 𝐵))
169165, 168breq12d 4143 . . . . . . 7 (𝜑 → (((√‘(2 · 𝐴))↑2) < ((√‘(2 · 𝐵))↑2) ↔ (2 · 𝐴) < (2 · 𝐵)))
170162, 169bitr2d 189 . . . . . 6 (𝜑 → ((2 · 𝐴) < (2 · 𝐵) ↔ (√‘(2 · 𝐴)) < (√‘(2 · 𝐵))))
171 1lt2 9479 . . . . . . . . 9 1 < 2
172 rplogcl 16041 . . . . . . . . 9 ((2 ∈ ℝ ∧ 1 < 2) → (log‘2) ∈ ℝ+)
17368, 171, 172mp2an 430 . . . . . . . 8 (log‘2) ∈ ℝ+
174173a1i 9 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘2) ∈ ℝ+)
175154, 157, 174ltdiv2d 10132 . . . . . 6 (𝜑 → ((√‘(2 · 𝐴)) < (√‘(2 · 𝐵)) ↔ ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵))) < ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴)))))
176151, 170, 1753bitrd 214 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵))) < ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴)))))
177176biimpd 144 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 → ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵))) < ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴)))))
178149, 177jcad 307 . . 3 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 → ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) < (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) ∧ ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵))) < ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴))))))
179136, 142readdcld 8356 . . . 4 (𝜑 → (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) ∈ ℝ)
180 rpre 10072 . . . . . 6 ((log‘2) ∈ ℝ+ → (log‘2) ∈ ℝ)
181173, 180ax-mp 5 . . . . 5 (log‘2) ∈ ℝ
182 rerpdivcl 10096 . . . . 5 (((log‘2) ∈ ℝ ∧ (√‘(2 · 𝐵)) ∈ ℝ+) → ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵))) ∈ ℝ)
183181, 157, 182sylancr 418 . . . 4 (𝜑 → ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵))) ∈ ℝ)
184144, 146readdcld 8356 . . . 4 (𝜑 → (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) ∈ ℝ)
185 rerpdivcl 10096 . . . . 5 (((log‘2) ∈ ℝ ∧ (√‘(2 · 𝐴)) ∈ ℝ+) → ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴))) ∈ ℝ)
186181, 154, 185sylancr 418 . . . 4 (𝜑 → ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴))) ∈ ℝ)
187 lt2add 8775 . . . 4 ((((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) ∈ ℝ ∧ ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵))) ∈ ℝ) ∧ ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) ∈ ℝ ∧ ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴))) ∈ ℝ)) → (((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) < (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) ∧ ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵))) < ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴)))) → ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵)))) < ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴))))))
188179, 183, 184, 186, 187syl22anc 1279 . . 3 (𝜑 → (((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) < (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) ∧ ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵))) < ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴)))) → ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵)))) < ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴))))))
189178, 188syld 45 . 2 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 → ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵)))) < ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴))))))
190 bposlem7.1 . . . 4 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝑛))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝑛 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝑛)))))
191 2fveq3 5700 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝐵 → (𝐺‘(√‘𝑛)) = (𝐺‘(√‘𝐵)))
192191oveq2d 6101 . . . . . 6 (𝑛 = 𝐵 → ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝑛))) = ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))))
193 fvoveq1 6108 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝐵 → (𝐺‘(𝑛 / 2)) = (𝐺‘(𝐵 / 2)))
194193oveq2d 6101 . . . . . 6 (𝑛 = 𝐵 → ((9 / 4) · (𝐺‘(𝑛 / 2))) = ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2))))
195192, 194oveq12d 6103 . . . . 5 (𝑛 = 𝐵 → (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝑛))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝑛 / 2)))) = (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))))
196 oveq2 6093 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝐵 → (2 · 𝑛) = (2 · 𝐵))
197196fveq2d 5699 . . . . . 6 (𝑛 = 𝐵 → (√‘(2 · 𝑛)) = (√‘(2 · 𝐵)))
198197oveq2d 6101 . . . . 5 (𝑛 = 𝐵 → ((log‘2) / (√‘(2 · 𝑛))) = ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵))))
199195, 198oveq12d 6103 . . . 4 (𝑛 = 𝐵 → ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝑛))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝑛 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝑛)))) = ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵)))))
200179, 183readdcld 8356 . . . 4 (𝜑 → ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵)))) ∈ ℝ)
201190, 199, 5, 200fvmptd3 5799 . . 3 (𝜑 → (𝐹𝐵) = ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵)))))
202 2fveq3 5700 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝐴 → (𝐺‘(√‘𝑛)) = (𝐺‘(√‘𝐴)))
203202oveq2d 6101 . . . . . 6 (𝑛 = 𝐴 → ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝑛))) = ((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))))
204 fvoveq1 6108 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝐴 → (𝐺‘(𝑛 / 2)) = (𝐺‘(𝐴 / 2)))
205204oveq2d 6101 . . . . . 6 (𝑛 = 𝐴 → ((9 / 4) · (𝐺‘(𝑛 / 2))) = ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2))))
206203, 205oveq12d 6103 . . . . 5 (𝑛 = 𝐴 → (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝑛))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝑛 / 2)))) = (((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))))
207 oveq2 6093 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝐴 → (2 · 𝑛) = (2 · 𝐴))
208207fveq2d 5699 . . . . . 6 (𝑛 = 𝐴 → (√‘(2 · 𝑛)) = (√‘(2 · 𝐴)))
209208oveq2d 6101 . . . . 5 (𝑛 = 𝐴 → ((log‘2) / (√‘(2 · 𝑛))) = ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴))))
210206, 209oveq12d 6103 . . . 4 (𝑛 = 𝐴 → ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝑛))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝑛 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝑛)))) = ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴)))))
211184, 186readdcld 8356 . . . 4 (𝜑 → ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴)))) ∈ ℝ)
212190, 210, 14, 211fvmptd3 5799 . . 3 (𝜑 → (𝐹𝐴) = ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴)))))
213201, 212breq12d 4143 . 2 (𝜑 → ((𝐹𝐵) < (𝐹𝐴) ↔ ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐵))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐵 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐵)))) < ((((√‘2) · (𝐺‘(√‘𝐴))) + ((9 / 4) · (𝐺‘(𝐴 / 2)))) + ((log‘2) / (√‘(2 · 𝐴))))))
214189, 213sylibrd 169 1 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 → (𝐹𝐵) < (𝐹𝐴)))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 104  wb 105   = wceq 1402  wcel 2209   class class class wbr 4130  cmpt 4192  cfv 5377  (class class class)co 6085  cr 8179  0cc0 8180  1c1 8181   + caddc 8183   · cmul 8185   < clt 8361  cle 8362   / cdiv 9005  cn 9307  2c2 9358  3c3 9359  4c4 9360  9c9 9365  +crp 10065  cexp 10990  csqrt 11778  eceu 12429  logclog 16017
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4246  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-iinf 4735  ax-cnex 8271  ax-resscn 8272  ax-1cn 8273  ax-1re 8274  ax-icn 8275  ax-addcl 8276  ax-addrcl 8277  ax-mulcl 8278  ax-mulrcl 8279  ax-addcom 8280  ax-mulcom 8281  ax-addass 8282  ax-mulass 8283  ax-distr 8284  ax-i2m1 8285  ax-0lt1 8286  ax-1rid 8287  ax-0id 8288  ax-rnegex 8289  ax-precex 8290  ax-cnre 8291  ax-pre-ltirr 8292  ax-pre-ltwlin 8293  ax-pre-lttrn 8294  ax-pre-apti 8295  ax-pre-ltadd 8296  ax-pre-mulgt0 8297  ax-pre-mulext 8298  ax-arch 8299  ax-caucvg 8300  ax-pre-suploc 8301  ax-addf 8302  ax-mulf 8303
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 843  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-disj 4107  df-br 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-tr 4230  df-id 4438  df-po 4441  df-iso 4442  df-iord 4511  df-on 4513  df-ilim 4514  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-isom 5386  df-riota 6038  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-of 6302  df-1st 6374  df-2nd 6375  df-recs 6576  df-irdg 6641  df-frec 6662  df-1o 6687  df-oadd 6691  df-er 6807  df-map 6924  df-pm 6925  df-en 7023  df-dom 7024  df-fin 7025  df-sup 7325  df-inf 7326  df-pnf 8363  df-mnf 8364  df-xr 8365  df-ltxr 8366  df-le 8367  df-sub 8501  df-neg 8502  df-reap 8906  df-ap 8913  df-div 9006  df-inn 9308  df-2 9366  df-3 9367  df-4 9368  df-5 9369  df-6 9370  df-7 9371  df-8 9372  df-9 9373  df-n0 9569  df-z 9650  df-uz 9932  df-q 10030  df-rp 10066  df-xneg 10185  df-xadd 10186  df-ioo 10305  df-ico 10307  df-icc 10308  df-fz 10423  df-fzo 10561  df-seqfrec 10900  df-exp 10991  df-fac 11180  df-bc 11202  df-ihash 11231  df-shft 11596  df-cj 11623  df-re 11624  df-im 11625  df-rsqrt 11780  df-abs 11781  df-clim 12064  df-sumdc 12139  df-ef 12434  df-e 12435  df-rest 13647  df-topgen 13666  df-psmet 14932  df-xmet 14933  df-met 14934  df-bl 14935  df-mopn 14936  df-top 15158  df-topon 15171  df-bases 15203  df-ntr 15256  df-cn 15348  df-cnp 15349  df-tx 15413  df-cncf 15731  df-limced 15816  df-dvap 15817  df-relog 16019
This theorem is used by:  bposlem9  16248
  Copyright terms: Public domain W3C validator