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

Theorem ege2le3 11287
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 8946 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℕ0
2 nn0uz 9312 . . . . . . . . 9 0 = (ℤ‘0)
31, 2eleqtri 2190 . . . . . . . 8 0 ∈ (ℤ‘0)
43a1i 9 . . . . . . 7 (⊤ → 0 ∈ (ℤ‘0))
5 elnn0uz 9315 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ0𝑘 ∈ (ℤ‘0))
65biimpri 132 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (ℤ‘0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
7 faccl 10432 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ0 → (!‘𝑘) ∈ ℕ)
87nnrecred 8727 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ0 → (1 / (!‘𝑘)) ∈ ℝ)
9 fveq2 5387 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 𝑘 → (!‘𝑛) = (!‘𝑘))
109oveq2d 5756 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘 → (1 / (!‘𝑛)) = (1 / (!‘𝑘)))
11 erelem1.2 . . . . . . . . . . . 12 𝐺 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (1 / (!‘𝑛)))
1210, 11fvmptg 5463 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (1 / (!‘𝑘)) ∈ ℝ) → (𝐺𝑘) = (1 / (!‘𝑘)))
138, 12mpdan 415 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝐺𝑘) = (1 / (!‘𝑘)))
1413, 8eqeltrd 2192 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
156, 14syl 14 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (ℤ‘0) → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
1615adantl 273 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
17 readdcl 7710 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑘 + 𝑦) ∈ ℝ)
1817adantl 273 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ (𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (𝑘 + 𝑦) ∈ ℝ)
194, 16, 18seq3p1 10186 . . . . . 6 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘(0 + 1)) = ((seq0( + , 𝐺)‘0) + (𝐺‘(0 + 1))))
20 0zd 9020 . . . . . . . . 9 (⊤ → 0 ∈ ℤ)
2120, 16, 18seq3-1 10184 . . . . . . . 8 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘0) = (𝐺‘0))
22 fveq2 5387 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 0 → (!‘𝑛) = (!‘0))
23 fac0 10425 . . . . . . . . . . . . 13 (!‘0) = 1
2422, 23syl6eq 2164 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 0 → (!‘𝑛) = 1)
2524oveq2d 5756 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 0 → (1 / (!‘𝑛)) = (1 / 1))
26 ax-1cn 7677 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℂ
2726div1i 8463 . . . . . . . . . . 11 (1 / 1) = 1
2825, 27syl6eq 2164 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 0 → (1 / (!‘𝑛)) = 1)
29 1ex 7725 . . . . . . . . . 10 1 ∈ V
3028, 11, 29fvmpt 5464 . . . . . . . . 9 (0 ∈ ℕ0 → (𝐺‘0) = 1)
311, 30mp1i 10 . . . . . . . 8 (⊤ → (𝐺‘0) = 1)
3221, 31eqtrd 2148 . . . . . . 7 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘0) = 1)
33 1e0p1 9177 . . . . . . . . 9 1 = (0 + 1)
3433fveq2i 5390 . . . . . . . 8 (𝐺‘1) = (𝐺‘(0 + 1))
35 1nn0 8947 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ0
36 fveq2 5387 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 1 → (!‘𝑛) = (!‘1))
37 fac1 10426 . . . . . . . . . . . . 13 (!‘1) = 1
3836, 37syl6eq 2164 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 1 → (!‘𝑛) = 1)
3938oveq2d 5756 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 1 → (1 / (!‘𝑛)) = (1 / 1))
4039, 27syl6eq 2164 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 1 → (1 / (!‘𝑛)) = 1)
4140, 11, 29fvmpt 5464 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℕ0 → (𝐺‘1) = 1)
4235, 41mp1i 10 . . . . . . . 8 (⊤ → (𝐺‘1) = 1)
4334, 42syl5eqr 2162 . . . . . . 7 (⊤ → (𝐺‘(0 + 1)) = 1)
4432, 43oveq12d 5758 . . . . . 6 (⊤ → ((seq0( + , 𝐺)‘0) + (𝐺‘(0 + 1))) = (1 + 1))
4519, 44eqtrd 2148 . . . . 5 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘(0 + 1)) = (1 + 1))
4633fveq2i 5390 . . . . 5 (seq0( + , 𝐺)‘1) = (seq0( + , 𝐺)‘(0 + 1))
47 df-2 8739 . . . . 5 2 = (1 + 1)
4845, 46, 473eqtr4g 2173 . . . 4 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘1) = 2)
4935a1i 9 . . . . 5 (⊤ → 1 ∈ ℕ0)
50 nn0z 9028 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℤ)
51 1exp 10273 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℤ → (1↑𝑛) = 1)
5250, 51syl 14 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → (1↑𝑛) = 1)
5352oveq1d 5755 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((1↑𝑛) / (!‘𝑛)) = (1 / (!‘𝑛)))
5453mpteq2ia 3982 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1↑𝑛) / (!‘𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (1 / (!‘𝑛)))
5511, 54eqtr4i 2139 . . . . . . . 8 𝐺 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1↑𝑛) / (!‘𝑛)))
5655efcvg 11282 . . . . . . 7 (1 ∈ ℂ → seq0( + , 𝐺) ⇝ (exp‘1))
5726, 56mp1i 10 . . . . . 6 (⊤ → seq0( + , 𝐺) ⇝ (exp‘1))
58 df-e 11265 . . . . . 6 e = (exp‘1)
5957, 58breqtrrdi 3938 . . . . 5 (⊤ → seq0( + , 𝐺) ⇝ e)
6013adantl 273 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐺𝑘) = (1 / (!‘𝑘)))
617adantl 273 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (!‘𝑘) ∈ ℕ)
6261nnrecred 8727 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (1 / (!‘𝑘)) ∈ ℝ)
6360, 62eqeltrd 2192 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
6461nnred 8693 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (!‘𝑘) ∈ ℝ)
6561nngt0d 8724 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 0 < (!‘𝑘))
66 1re 7729 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
67 0le1 8207 . . . . . . . 8 0 ≤ 1
68 divge0 8591 . . . . . . . 8 (((1 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 1) ∧ ((!‘𝑘) ∈ ℝ ∧ 0 < (!‘𝑘))) → 0 ≤ (1 / (!‘𝑘)))
6966, 67, 68mpanl12 430 . . . . . . 7 (((!‘𝑘) ∈ ℝ ∧ 0 < (!‘𝑘)) → 0 ≤ (1 / (!‘𝑘)))
7064, 65, 69syl2anc 406 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 0 ≤ (1 / (!‘𝑘)))
7170, 60breqtrrd 3924 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 0 ≤ (𝐺𝑘))
722, 49, 59, 63, 71climserle 11065 . . . 4 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘1) ≤ e)
7348, 72eqbrtrrd 3920 . . 3 (⊤ → 2 ≤ e)
7473mptru 1323 . 2 2 ≤ e
75 nnuz 9313 . . . . . 6 ℕ = (ℤ‘1)
76 1zzd 9035 . . . . . 6 (⊤ → 1 ∈ ℤ)
771a1i 9 . . . . . . . 8 (⊤ → 0 ∈ ℕ0)
7863recnd 7758 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐺𝑘) ∈ ℂ)
792, 77, 78, 59clim2ser 11057 . . . . . . 7 (⊤ → seq(0 + 1)( + , 𝐺) ⇝ (e − (seq0( + , 𝐺)‘0)))
80 0p1e1 8794 . . . . . . . 8 (0 + 1) = 1
81 seqeq1 10172 . . . . . . . 8 ((0 + 1) = 1 → seq(0 + 1)( + , 𝐺) = seq1( + , 𝐺))
8280, 81ax-mp 5 . . . . . . 7 seq(0 + 1)( + , 𝐺) = seq1( + , 𝐺)
8332mptru 1323 . . . . . . . 8 (seq0( + , 𝐺)‘0) = 1
8483oveq2i 5751 . . . . . . 7 (e − (seq0( + , 𝐺)‘0)) = (e − 1)
8579, 82, 843brtr3g 3929 . . . . . 6 (⊤ → seq1( + , 𝐺) ⇝ (e − 1))
86 2cnd 8753 . . . . . . . 8 (⊤ → 2 ∈ ℂ)
87 halfre 8887 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 / 2) ∈ ℝ
8887a1i 9 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ℕ0 → (1 / 2) ∈ ℝ)
89 id 19 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℕ0)
9088, 89reexpcld 10392 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ0 → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ)
91 oveq2 5748 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 = 𝑘 → ((1 / 2)↑𝑛) = ((1 / 2)↑𝑘))
92 eqid 2115 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))
9391, 92fvmptg 5463 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
9490, 93mpdan 415 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ0 → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
9594adantl 273 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
96 simpr 109 . . . . . . . . . . . . 13 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
97 reexpcl 10261 . . . . . . . . . . . . 13 (((1 / 2) ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ)
9887, 96, 97sylancr 408 . . . . . . . . . . . 12 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ)
9998recnd 7758 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℂ)
10095, 99eqeltrd 2192 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) ∈ ℂ)
101 1lt2 8843 . . . . . . . . . . . . . 14 1 < 2
102 2re 8750 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ∈ ℝ
103 0le2 8770 . . . . . . . . . . . . . . 15 0 ≤ 2
104 absid 10794 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 2) → (abs‘2) = 2)
105102, 103, 104mp2an 420 . . . . . . . . . . . . . 14 (abs‘2) = 2
106101, 105breqtrri 3923 . . . . . . . . . . . . 13 1 < (abs‘2)
107106a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 (⊤ → 1 < (abs‘2))
10886, 107, 95georeclim 11233 . . . . . . . . . . 11 (⊤ → seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) ⇝ (2 / (2 − 1)))
109 2m1e1 8798 . . . . . . . . . . . . 13 (2 − 1) = 1
110109oveq2i 5751 . . . . . . . . . . . 12 (2 / (2 − 1)) = (2 / 1)
111 2cn 8751 . . . . . . . . . . . . 13 2 ∈ ℂ
112111div1i 8463 . . . . . . . . . . . 12 (2 / 1) = 2
113110, 112eqtri 2136 . . . . . . . . . . 11 (2 / (2 − 1)) = 2
114108, 113breqtrdi 3937 . . . . . . . . . 10 (⊤ → seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) ⇝ 2)
1152, 77, 100, 114clim2ser 11057 . . . . . . . . 9 (⊤ → seq(0 + 1)( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) ⇝ (2 − (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0)))
116 seqeq1 10172 . . . . . . . . . 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 273 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
11994, 90eqeltrd 2192 . . . . . . . . . . . . . . 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 10184 . . . . . . . . . . . . 13 (⊤ → (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0) = ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘0))
122 halfcn 8888 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (1 / 2) ∈ ℂ
123 exp0 10248 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((1 / 2) ∈ ℂ → ((1 / 2)↑0) = 1)
124122, 123ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((1 / 2)↑0) = 1
125124, 35eqeltri 2188 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((1 / 2)↑0) ∈ ℕ0
126 oveq2 5748 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 0 → ((1 / 2)↑𝑛) = ((1 / 2)↑0))
127126, 92fvmptg 5463 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((0 ∈ ℕ0 ∧ ((1 / 2)↑0) ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘0) = ((1 / 2)↑0))
1281, 125, 127mp2an 420 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘0) = ((1 / 2)↑0)
129128, 124eqtri 2136 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘0) = 1
130121, 129syl6eq 2164 . . . . . . . . . . . 12 (⊤ → (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0) = 1)
131130mptru 1323 . . . . . . . . . . 11 (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0) = 1
132131oveq2i 5751 . . . . . . . . . 10 (2 − (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0)) = (2 − 1)
133132, 109eqtri 2136 . . . . . . . . 9 (2 − (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0)) = 1
134115, 117, 1333brtr3g 3929 . . . . . . . 8 (⊤ → seq1( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) ⇝ 1)
135 nnnn0 8938 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
136135, 100sylan2 282 . . . . . . . 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 7760 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ)
14091oveq2d 5756 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘 → (2 · ((1 / 2)↑𝑛)) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
141 erelem1.1 . . . . . . . . . . . 12 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (2 · ((1 / 2)↑𝑛)))
142140, 141fvmptg 5463 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ) → (𝐹𝑘) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
143139, 142mpdan 415 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ → (𝐹𝑘) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
144143adantl 273 . . . . . . . . 9 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
145135, 95sylan2 282 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
146145oveq2d 5756 . . . . . . . . 9 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘)) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
147144, 146eqtr4d 2151 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = (2 · ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘)))
14875, 76, 86, 134, 136, 147isermulc2 11060 . . . . . . 7 (⊤ → seq1( + , 𝐹) ⇝ (2 · 1))
149 2t1e2 8827 . . . . . . 7 (2 · 1) = 2
150148, 149breqtrdi 3937 . . . . . 6 (⊤ → seq1( + , 𝐹) ⇝ 2)
151135, 63sylan2 282 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
152 remulcl 7712 . . . . . . . . 9 ((2 ∈ ℝ ∧ ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ)
153102, 98, 152sylancr 408 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ)
154135, 153sylan2 282 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ)
155144, 154eqeltrd 2192 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
156 faclbnd2 10439 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ0 → ((2↑𝑘) / 2) ≤ (!‘𝑘))
157156adantl 273 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((2↑𝑘) / 2) ≤ (!‘𝑘))
158 2nn 8835 . . . . . . . . . . . . . 14 2 ∈ ℕ
159 nnexpcl 10257 . . . . . . . . . . . . . 14 ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) ∈ ℕ)
160158, 96, 159sylancr 408 . . . . . . . . . . . . 13 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) ∈ ℕ)
161160nnrpd 9433 . . . . . . . . . . . 12 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) ∈ ℝ+)
162161rphalfcld 9447 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((2↑𝑘) / 2) ∈ ℝ+)
16361nnrpd 9433 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (!‘𝑘) ∈ ℝ+)
164162, 163lerecd 9454 . . . . . . . . . 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 8753 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 2 ∈ ℂ)
167160nncnd 8694 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) ∈ ℂ)
168160nnap0d 8726 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) # 0)
169166, 167, 168divrecapd 8516 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2 / (2↑𝑘)) = (2 · (1 / (2↑𝑘))))
170 2ap0 8773 . . . . . . . . . . . 12 2 # 0
171170a1i 9 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 2 # 0)
172167, 166, 168, 171recdivapd 8530 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (1 / ((2↑𝑘) / 2)) = (2 / (2↑𝑘)))
173 nn0z 9028 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℤ)
174173adantl 273 . . . . . . . . . . . 12 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℤ)
175166, 171, 174exprecapd 10383 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((1 / 2)↑𝑘) = (1 / (2↑𝑘)))
176175oveq2d 5756 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) = (2 · (1 / (2↑𝑘))))
177169, 172, 1763eqtr4rd 2159 . . . . . . . . 9 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) = (1 / ((2↑𝑘) / 2)))
178165, 177breqtrrd 3924 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (1 / (!‘𝑘)) ≤ (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
179135, 178sylan2 282 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (1 / (!‘𝑘)) ≤ (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
180135, 60sylan2 282 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺𝑘) = (1 / (!‘𝑘)))
181179, 180, 1443brtr4d 3928 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺𝑘) ≤ (𝐹𝑘))
18275, 76, 85, 150, 151, 155, 181iserle 11062 . . . . 5 (⊤ → (e − 1) ≤ 2)
183182mptru 1323 . . . 4 (e − 1) ≤ 2
184 ere 11286 . . . . 5 e ∈ ℝ
185184, 66, 102lesubaddi 8232 . . . 4 ((e − 1) ≤ 2 ↔ e ≤ (2 + 1))
186183, 185mpbi 144 . . 3 e ≤ (2 + 1)
187 df-3 8740 . . 3 3 = (2 + 1)
188186, 187breqtrri 3923 . 2 e ≤ 3
18974, 188pm3.2i 268 1 (2 ≤ e ∧ e ≤ 3)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wa 103   = wceq 1314  wtru 1315  wcel 1463   class class class wbr 3897  cmpt 3957  cfv 5091  (class class class)co 5740  cc 7582  cr 7583  0cc0 7584  1c1 7585   + caddc 7587   · cmul 7589   < clt 7764  cle 7765  cmin 7897   # cap 8306   / cdiv 8395  cn 8680  2c2 8731  3c3 8732  0cn0 8931  cz 9008  cuz 9278  seqcseq 10169  cexp 10243  !cfa 10422  abscabs 10720  cli 10998  expce 11258  eceu 11259
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 586  ax-in2 587  ax-io 681  ax-5 1406  ax-7 1407  ax-gen 1408  ax-ie1 1452  ax-ie2 1453  ax-8 1465  ax-10 1466  ax-11 1467  ax-i12 1468  ax-bndl 1469  ax-4 1470  ax-13 1474  ax-14 1475  ax-17 1489  ax-i9 1493  ax-ial 1497  ax-i5r 1498  ax-ext 2097  ax-coll 4011  ax-sep 4014  ax-nul 4022  ax-pow 4066  ax-pr 4099  ax-un 4323  ax-setind 4420  ax-iinf 4470  ax-cnex 7675  ax-resscn 7676  ax-1cn 7677  ax-1re 7678  ax-icn 7679  ax-addcl 7680  ax-addrcl 7681  ax-mulcl 7682  ax-mulrcl 7683  ax-addcom 7684  ax-mulcom 7685  ax-addass 7686  ax-mulass 7687  ax-distr 7688  ax-i2m1 7689  ax-0lt1 7690  ax-1rid 7691  ax-0id 7692  ax-rnegex 7693  ax-precex 7694  ax-cnre 7695  ax-pre-ltirr 7696  ax-pre-ltwlin 7697  ax-pre-lttrn 7698  ax-pre-apti 7699  ax-pre-ltadd 7700  ax-pre-mulgt0 7701  ax-pre-mulext 7702  ax-arch 7703  ax-caucvg 7704
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 803  df-3or 946  df-3an 947  df-tru 1317  df-fal 1320  df-nf 1420  df-sb 1719  df-eu 1978  df-mo 1979  df-clab 2102  df-cleq 2108  df-clel 2111  df-nfc 2245  df-ne 2284  df-nel 2379  df-ral 2396  df-rex 2397  df-reu 2398  df-rmo 2399  df-rab 2400  df-v 2660  df-sbc 2881  df-csb 2974  df-dif 3041  df-un 3043  df-in 3045  df-ss 3052  df-nul 3332  df-if 3443  df-pw 3480  df-sn 3501  df-pr 3502  df-op 3504  df-uni 3705  df-int 3740  df-iun 3783  df-br 3898  df-opab 3958  df-mpt 3959  df-tr 3995  df-id 4183  df-po 4186  df-iso 4187  df-iord 4256  df-on 4258  df-ilim 4259  df-suc 4261  df-iom 4473  df-xp 4513  df-rel 4514  df-cnv 4515  df-co 4516  df-dm 4517  df-rn 4518  df-res 4519  df-ima 4520  df-iota 5056  df-fun 5093  df-fn 5094  df-f 5095  df-f1 5096  df-fo 5097  df-f1o 5098  df-fv 5099  df-isom 5100  df-riota 5696  df-ov 5743  df-oprab 5744  df-mpo 5745  df-1st 6004  df-2nd 6005  df-recs 6168  df-irdg 6233  df-frec 6254  df-1o 6279  df-oadd 6283  df-er 6395  df-en 6601  df-dom 6602  df-fin 6603  df-pnf 7766  df-mnf 7767  df-xr 7768  df-ltxr 7769  df-le 7770  df-sub 7899  df-neg 7900  df-reap 8300  df-ap 8307  df-div 8396  df-inn 8681  df-2 8739  df-3 8740  df-4 8741  df-n0 8932  df-z 9009  df-uz 9279  df-q 9364  df-rp 9394  df-ico 9628  df-fz 9742  df-fzo 9871  df-seqfrec 10170  df-exp 10244  df-fac 10423  df-ihash 10473  df-cj 10565  df-re 10566  df-im 10567  df-rsqrt 10721  df-abs 10722  df-clim 10999  df-sumdc 11074  df-ef 11264  df-e 11265
This theorem is referenced by:  egt2lt3  11393
  Copyright terms: Public domain W3C validator