ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  ege2le3 GIF version

Theorem ege2le3 11291
Description: Euler's constant e = 2.71828... is bounded by 2 and 3. (Contributed by NM, 20-Mar-2005.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 28-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
erelem1.1 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (2 · ((1 / 2)↑𝑛)))
erelem1.2 𝐺 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (1 / (!‘𝑛)))
Assertion
Ref Expression
ege2le3 (2 ≤ e ∧ e ≤ 3)

Proof of Theorem ege2le3
Dummy variables 𝑘 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 0nn0 8950 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℕ0
2 nn0uz 9316 . . . . . . . . 9 0 = (ℤ‘0)
31, 2eleqtri 2192 . . . . . . . 8 0 ∈ (ℤ‘0)
43a1i 9 . . . . . . 7 (⊤ → 0 ∈ (ℤ‘0))
5 elnn0uz 9319 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ0𝑘 ∈ (ℤ‘0))
65biimpri 132 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (ℤ‘0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
7 faccl 10436 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ0 → (!‘𝑘) ∈ ℕ)
87nnrecred 8731 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ0 → (1 / (!‘𝑘)) ∈ ℝ)
9 fveq2 5389 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 𝑘 → (!‘𝑛) = (!‘𝑘))
109oveq2d 5758 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘 → (1 / (!‘𝑛)) = (1 / (!‘𝑘)))
11 erelem1.2 . . . . . . . . . . . 12 𝐺 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (1 / (!‘𝑛)))
1210, 11fvmptg 5465 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (1 / (!‘𝑘)) ∈ ℝ) → (𝐺𝑘) = (1 / (!‘𝑘)))
138, 12mpdan 417 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝐺𝑘) = (1 / (!‘𝑘)))
1413, 8eqeltrd 2194 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
156, 14syl 14 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (ℤ‘0) → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
1615adantl 275 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
17 readdcl 7714 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑘 + 𝑦) ∈ ℝ)
1817adantl 275 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ (𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (𝑘 + 𝑦) ∈ ℝ)
194, 16, 18seq3p1 10190 . . . . . 6 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘(0 + 1)) = ((seq0( + , 𝐺)‘0) + (𝐺‘(0 + 1))))
20 0zd 9024 . . . . . . . . 9 (⊤ → 0 ∈ ℤ)
2120, 16, 18seq3-1 10188 . . . . . . . 8 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘0) = (𝐺‘0))
22 fveq2 5389 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 0 → (!‘𝑛) = (!‘0))
23 fac0 10429 . . . . . . . . . . . . 13 (!‘0) = 1
2422, 23syl6eq 2166 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 0 → (!‘𝑛) = 1)
2524oveq2d 5758 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 0 → (1 / (!‘𝑛)) = (1 / 1))
26 ax-1cn 7681 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℂ
2726div1i 8467 . . . . . . . . . . 11 (1 / 1) = 1
2825, 27syl6eq 2166 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 0 → (1 / (!‘𝑛)) = 1)
29 1ex 7729 . . . . . . . . . 10 1 ∈ V
3028, 11, 29fvmpt 5466 . . . . . . . . 9 (0 ∈ ℕ0 → (𝐺‘0) = 1)
311, 30mp1i 10 . . . . . . . 8 (⊤ → (𝐺‘0) = 1)
3221, 31eqtrd 2150 . . . . . . 7 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘0) = 1)
33 1e0p1 9181 . . . . . . . . 9 1 = (0 + 1)
3433fveq2i 5392 . . . . . . . 8 (𝐺‘1) = (𝐺‘(0 + 1))
35 1nn0 8951 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ0
36 fveq2 5389 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 1 → (!‘𝑛) = (!‘1))
37 fac1 10430 . . . . . . . . . . . . 13 (!‘1) = 1
3836, 37syl6eq 2166 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 1 → (!‘𝑛) = 1)
3938oveq2d 5758 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 1 → (1 / (!‘𝑛)) = (1 / 1))
4039, 27syl6eq 2166 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 1 → (1 / (!‘𝑛)) = 1)
4140, 11, 29fvmpt 5466 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℕ0 → (𝐺‘1) = 1)
4235, 41mp1i 10 . . . . . . . 8 (⊤ → (𝐺‘1) = 1)
4334, 42syl5eqr 2164 . . . . . . 7 (⊤ → (𝐺‘(0 + 1)) = 1)
4432, 43oveq12d 5760 . . . . . 6 (⊤ → ((seq0( + , 𝐺)‘0) + (𝐺‘(0 + 1))) = (1 + 1))
4519, 44eqtrd 2150 . . . . 5 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘(0 + 1)) = (1 + 1))
4633fveq2i 5392 . . . . 5 (seq0( + , 𝐺)‘1) = (seq0( + , 𝐺)‘(0 + 1))
47 df-2 8743 . . . . 5 2 = (1 + 1)
4845, 46, 473eqtr4g 2175 . . . 4 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘1) = 2)
4935a1i 9 . . . . 5 (⊤ → 1 ∈ ℕ0)
50 nn0z 9032 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℤ)
51 1exp 10277 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℤ → (1↑𝑛) = 1)
5250, 51syl 14 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → (1↑𝑛) = 1)
5352oveq1d 5757 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((1↑𝑛) / (!‘𝑛)) = (1 / (!‘𝑛)))
5453mpteq2ia 3984 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1↑𝑛) / (!‘𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (1 / (!‘𝑛)))
5511, 54eqtr4i 2141 . . . . . . . 8 𝐺 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1↑𝑛) / (!‘𝑛)))
5655efcvg 11286 . . . . . . 7 (1 ∈ ℂ → seq0( + , 𝐺) ⇝ (exp‘1))
5726, 56mp1i 10 . . . . . 6 (⊤ → seq0( + , 𝐺) ⇝ (exp‘1))
58 df-e 11269 . . . . . 6 e = (exp‘1)
5957, 58breqtrrdi 3940 . . . . 5 (⊤ → seq0( + , 𝐺) ⇝ e)
6013adantl 275 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐺𝑘) = (1 / (!‘𝑘)))
617adantl 275 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (!‘𝑘) ∈ ℕ)
6261nnrecred 8731 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (1 / (!‘𝑘)) ∈ ℝ)
6360, 62eqeltrd 2194 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
6461nnred 8697 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (!‘𝑘) ∈ ℝ)
6561nngt0d 8728 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 0 < (!‘𝑘))
66 1re 7733 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
67 0le1 8211 . . . . . . . 8 0 ≤ 1
68 divge0 8595 . . . . . . . 8 (((1 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 1) ∧ ((!‘𝑘) ∈ ℝ ∧ 0 < (!‘𝑘))) → 0 ≤ (1 / (!‘𝑘)))
6966, 67, 68mpanl12 432 . . . . . . 7 (((!‘𝑘) ∈ ℝ ∧ 0 < (!‘𝑘)) → 0 ≤ (1 / (!‘𝑘)))
7064, 65, 69syl2anc 408 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 0 ≤ (1 / (!‘𝑘)))
7170, 60breqtrrd 3926 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 0 ≤ (𝐺𝑘))
722, 49, 59, 63, 71climserle 11069 . . . 4 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘1) ≤ e)
7348, 72eqbrtrrd 3922 . . 3 (⊤ → 2 ≤ e)
7473mptru 1325 . 2 2 ≤ e
75 nnuz 9317 . . . . . 6 ℕ = (ℤ‘1)
76 1zzd 9039 . . . . . 6 (⊤ → 1 ∈ ℤ)
771a1i 9 . . . . . . . 8 (⊤ → 0 ∈ ℕ0)
7863recnd 7762 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐺𝑘) ∈ ℂ)
792, 77, 78, 59clim2ser 11061 . . . . . . 7 (⊤ → seq(0 + 1)( + , 𝐺) ⇝ (e − (seq0( + , 𝐺)‘0)))
80 0p1e1 8798 . . . . . . . 8 (0 + 1) = 1
81 seqeq1 10176 . . . . . . . 8 ((0 + 1) = 1 → seq(0 + 1)( + , 𝐺) = seq1( + , 𝐺))
8280, 81ax-mp 5 . . . . . . 7 seq(0 + 1)( + , 𝐺) = seq1( + , 𝐺)
8332mptru 1325 . . . . . . . 8 (seq0( + , 𝐺)‘0) = 1
8483oveq2i 5753 . . . . . . 7 (e − (seq0( + , 𝐺)‘0)) = (e − 1)
8579, 82, 843brtr3g 3931 . . . . . 6 (⊤ → seq1( + , 𝐺) ⇝ (e − 1))
86 2cnd 8757 . . . . . . . 8 (⊤ → 2 ∈ ℂ)
87 halfre 8891 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 / 2) ∈ ℝ
8887a1i 9 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ℕ0 → (1 / 2) ∈ ℝ)
89 id 19 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℕ0)
9088, 89reexpcld 10396 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ0 → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ)
91 oveq2 5750 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 = 𝑘 → ((1 / 2)↑𝑛) = ((1 / 2)↑𝑘))
92 eqid 2117 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))
9391, 92fvmptg 5465 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
9490, 93mpdan 417 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ0 → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
9594adantl 275 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
96 simpr 109 . . . . . . . . . . . . 13 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
97 reexpcl 10265 . . . . . . . . . . . . 13 (((1 / 2) ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ)
9887, 96, 97sylancr 410 . . . . . . . . . . . 12 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ)
9998recnd 7762 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℂ)
10095, 99eqeltrd 2194 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) ∈ ℂ)
101 1lt2 8847 . . . . . . . . . . . . . 14 1 < 2
102 2re 8754 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ∈ ℝ
103 0le2 8774 . . . . . . . . . . . . . . 15 0 ≤ 2
104 absid 10798 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 2) → (abs‘2) = 2)
105102, 103, 104mp2an 422 . . . . . . . . . . . . . 14 (abs‘2) = 2
106101, 105breqtrri 3925 . . . . . . . . . . . . 13 1 < (abs‘2)
107106a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 (⊤ → 1 < (abs‘2))
10886, 107, 95georeclim 11237 . . . . . . . . . . 11 (⊤ → seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) ⇝ (2 / (2 − 1)))
109 2m1e1 8802 . . . . . . . . . . . . 13 (2 − 1) = 1
110109oveq2i 5753 . . . . . . . . . . . 12 (2 / (2 − 1)) = (2 / 1)
111 2cn 8755 . . . . . . . . . . . . 13 2 ∈ ℂ
112111div1i 8467 . . . . . . . . . . . 12 (2 / 1) = 2
113110, 112eqtri 2138 . . . . . . . . . . 11 (2 / (2 − 1)) = 2
114108, 113breqtrdi 3939 . . . . . . . . . 10 (⊤ → seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) ⇝ 2)
1152, 77, 100, 114clim2ser 11061 . . . . . . . . 9 (⊤ → seq(0 + 1)( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) ⇝ (2 − (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0)))
116 seqeq1 10176 . . . . . . . . . 10 ((0 + 1) = 1 → seq(0 + 1)( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) = seq1( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))))
11780, 116ax-mp 5 . . . . . . . . 9 seq(0 + 1)( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) = seq1( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))
1186adantl 275 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
11994, 90eqeltrd 2194 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 ∈ ℕ0 → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) ∈ ℝ)
120118, 119syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) ∈ ℝ)
12120, 120, 18seq3-1 10188 . . . . . . . . . . . . 13 (⊤ → (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0) = ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘0))
122 halfcn 8892 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (1 / 2) ∈ ℂ
123 exp0 10252 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((1 / 2) ∈ ℂ → ((1 / 2)↑0) = 1)
124122, 123ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((1 / 2)↑0) = 1
125124, 35eqeltri 2190 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((1 / 2)↑0) ∈ ℕ0
126 oveq2 5750 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 0 → ((1 / 2)↑𝑛) = ((1 / 2)↑0))
127126, 92fvmptg 5465 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((0 ∈ ℕ0 ∧ ((1 / 2)↑0) ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘0) = ((1 / 2)↑0))
1281, 125, 127mp2an 422 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘0) = ((1 / 2)↑0)
129128, 124eqtri 2138 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘0) = 1
130121, 129syl6eq 2166 . . . . . . . . . . . 12 (⊤ → (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0) = 1)
131130mptru 1325 . . . . . . . . . . 11 (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0) = 1
132131oveq2i 5753 . . . . . . . . . 10 (2 − (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0)) = (2 − 1)
133132, 109eqtri 2138 . . . . . . . . 9 (2 − (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0)) = 1
134115, 117, 1333brtr3g 3931 . . . . . . . 8 (⊤ → seq1( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) ⇝ 1)
135 nnnn0 8942 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
136135, 100sylan2 284 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) ∈ ℂ)
137102a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ)
138135, 90syl 14 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ)
139137, 138remulcld 7764 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ)
14091oveq2d 5758 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘 → (2 · ((1 / 2)↑𝑛)) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
141 erelem1.1 . . . . . . . . . . . 12 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (2 · ((1 / 2)↑𝑛)))
142140, 141fvmptg 5465 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ) → (𝐹𝑘) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
143139, 142mpdan 417 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ → (𝐹𝑘) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
144143adantl 275 . . . . . . . . 9 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
145135, 95sylan2 284 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
146145oveq2d 5758 . . . . . . . . 9 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘)) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
147144, 146eqtr4d 2153 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = (2 · ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘)))
14875, 76, 86, 134, 136, 147isermulc2 11064 . . . . . . 7 (⊤ → seq1( + , 𝐹) ⇝ (2 · 1))
149 2t1e2 8831 . . . . . . 7 (2 · 1) = 2
150148, 149breqtrdi 3939 . . . . . 6 (⊤ → seq1( + , 𝐹) ⇝ 2)
151135, 63sylan2 284 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
152 remulcl 7716 . . . . . . . . 9 ((2 ∈ ℝ ∧ ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ)
153102, 98, 152sylancr 410 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ)
154135, 153sylan2 284 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ)
155144, 154eqeltrd 2194 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
156 faclbnd2 10443 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ0 → ((2↑𝑘) / 2) ≤ (!‘𝑘))
157156adantl 275 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((2↑𝑘) / 2) ≤ (!‘𝑘))
158 2nn 8839 . . . . . . . . . . . . . 14 2 ∈ ℕ
159 nnexpcl 10261 . . . . . . . . . . . . . 14 ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) ∈ ℕ)
160158, 96, 159sylancr 410 . . . . . . . . . . . . 13 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) ∈ ℕ)
161160nnrpd 9437 . . . . . . . . . . . 12 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) ∈ ℝ+)
162161rphalfcld 9451 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((2↑𝑘) / 2) ∈ ℝ+)
16361nnrpd 9437 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (!‘𝑘) ∈ ℝ+)
164162, 163lerecd 9458 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((2↑𝑘) / 2) ≤ (!‘𝑘) ↔ (1 / (!‘𝑘)) ≤ (1 / ((2↑𝑘) / 2))))
165157, 164mpbid 146 . . . . . . . . 9 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (1 / (!‘𝑘)) ≤ (1 / ((2↑𝑘) / 2)))
166 2cnd 8757 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 2 ∈ ℂ)
167160nncnd 8698 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) ∈ ℂ)
168160nnap0d 8730 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) # 0)
169166, 167, 168divrecapd 8520 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2 / (2↑𝑘)) = (2 · (1 / (2↑𝑘))))
170 2ap0 8777 . . . . . . . . . . . 12 2 # 0
171170a1i 9 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 2 # 0)
172167, 166, 168, 171recdivapd 8534 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (1 / ((2↑𝑘) / 2)) = (2 / (2↑𝑘)))
173 nn0z 9032 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℤ)
174173adantl 275 . . . . . . . . . . . 12 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℤ)
175166, 171, 174exprecapd 10387 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((1 / 2)↑𝑘) = (1 / (2↑𝑘)))
176175oveq2d 5758 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) = (2 · (1 / (2↑𝑘))))
177169, 172, 1763eqtr4rd 2161 . . . . . . . . 9 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) = (1 / ((2↑𝑘) / 2)))
178165, 177breqtrrd 3926 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (1 / (!‘𝑘)) ≤ (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
179135, 178sylan2 284 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (1 / (!‘𝑘)) ≤ (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
180135, 60sylan2 284 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺𝑘) = (1 / (!‘𝑘)))
181179, 180, 1443brtr4d 3930 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺𝑘) ≤ (𝐹𝑘))
18275, 76, 85, 150, 151, 155, 181iserle 11066 . . . . 5 (⊤ → (e − 1) ≤ 2)
183182mptru 1325 . . . 4 (e − 1) ≤ 2
184 ere 11290 . . . . 5 e ∈ ℝ
185184, 66, 102lesubaddi 8236 . . . 4 ((e − 1) ≤ 2 ↔ e ≤ (2 + 1))
186183, 185mpbi 144 . . 3 e ≤ (2 + 1)
187 df-3 8744 . . 3 3 = (2 + 1)
188186, 187breqtrri 3925 . 2 e ≤ 3
18974, 188pm3.2i 270 1 (2 ≤ e ∧ e ≤ 3)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wa 103   = wceq 1316  wtru 1317  wcel 1465   class class class wbr 3899  cmpt 3959  cfv 5093  (class class class)co 5742  cc 7586  cr 7587  0cc0 7588  1c1 7589   + caddc 7591   · cmul 7593   < clt 7768  cle 7769  cmin 7901   # cap 8310   / cdiv 8399  cn 8684  2c2 8735  3c3 8736  0cn0 8935  cz 9012  cuz 9282  seqcseq 10173  cexp 10247  !cfa 10426  abscabs 10724  cli 11002  expce 11262  eceu 11263
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 588  ax-in2 589  ax-io 683  ax-5 1408  ax-7 1409  ax-gen 1410  ax-ie1 1454  ax-ie2 1455  ax-8 1467  ax-10 1468  ax-11 1469  ax-i12 1470  ax-bndl 1471  ax-4 1472  ax-13 1476  ax-14 1477  ax-17 1491  ax-i9 1495  ax-ial 1499  ax-i5r 1500  ax-ext 2099  ax-coll 4013  ax-sep 4016  ax-nul 4024  ax-pow 4068  ax-pr 4101  ax-un 4325  ax-setind 4422  ax-iinf 4472  ax-cnex 7679  ax-resscn 7680  ax-1cn 7681  ax-1re 7682  ax-icn 7683  ax-addcl 7684  ax-addrcl 7685  ax-mulcl 7686  ax-mulrcl 7687  ax-addcom 7688  ax-mulcom 7689  ax-addass 7690  ax-mulass 7691  ax-distr 7692  ax-i2m1 7693  ax-0lt1 7694  ax-1rid 7695  ax-0id 7696  ax-rnegex 7697  ax-precex 7698  ax-cnre 7699  ax-pre-ltirr 7700  ax-pre-ltwlin 7701  ax-pre-lttrn 7702  ax-pre-apti 7703  ax-pre-ltadd 7704  ax-pre-mulgt0 7705  ax-pre-mulext 7706  ax-arch 7707  ax-caucvg 7708
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 805  df-3or 948  df-3an 949  df-tru 1319  df-fal 1322  df-nf 1422  df-sb 1721  df-eu 1980  df-mo 1981  df-clab 2104  df-cleq 2110  df-clel 2113  df-nfc 2247  df-ne 2286  df-nel 2381  df-ral 2398  df-rex 2399  df-reu 2400  df-rmo 2401  df-rab 2402  df-v 2662  df-sbc 2883  df-csb 2976  df-dif 3043  df-un 3045  df-in 3047  df-ss 3054  df-nul 3334  df-if 3445  df-pw 3482  df-sn 3503  df-pr 3504  df-op 3506  df-uni 3707  df-int 3742  df-iun 3785  df-br 3900  df-opab 3960  df-mpt 3961  df-tr 3997  df-id 4185  df-po 4188  df-iso 4189  df-iord 4258  df-on 4260  df-ilim 4261  df-suc 4263  df-iom 4475  df-xp 4515  df-rel 4516  df-cnv 4517  df-co 4518  df-dm 4519  df-rn 4520  df-res 4521  df-ima 4522  df-iota 5058  df-fun 5095  df-fn 5096  df-f 5097  df-f1 5098  df-fo 5099  df-f1o 5100  df-fv 5101  df-isom 5102  df-riota 5698  df-ov 5745  df-oprab 5746  df-mpo 5747  df-1st 6006  df-2nd 6007  df-recs 6170  df-irdg 6235  df-frec 6256  df-1o 6281  df-oadd 6285  df-er 6397  df-en 6603  df-dom 6604  df-fin 6605  df-pnf 7770  df-mnf 7771  df-xr 7772  df-ltxr 7773  df-le 7774  df-sub 7903  df-neg 7904  df-reap 8304  df-ap 8311  df-div 8400  df-inn 8685  df-2 8743  df-3 8744  df-4 8745  df-n0 8936  df-z 9013  df-uz 9283  df-q 9368  df-rp 9398  df-ico 9632  df-fz 9746  df-fzo 9875  df-seqfrec 10174  df-exp 10248  df-fac 10427  df-ihash 10477  df-cj 10569  df-re 10570  df-im 10571  df-rsqrt 10725  df-abs 10726  df-clim 11003  df-sumdc 11078  df-ef 11268  df-e 11269
This theorem is referenced by:  egt2lt3  11398
  Copyright terms: Public domain W3C validator