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

Theorem ege2le3 11024
 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 8751 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℕ0
2 nn0uz 9116 . . . . . . . . 9 0 = (ℤ‘0)
31, 2eleqtri 2163 . . . . . . . 8 0 ∈ (ℤ‘0)
43a1i 9 . . . . . . 7 (⊤ → 0 ∈ (ℤ‘0))
5 elnn0uz 9119 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ0𝑘 ∈ (ℤ‘0))
65biimpri 132 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (ℤ‘0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
7 faccl 10206 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ0 → (!‘𝑘) ∈ ℕ)
87nnrecred 8532 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ0 → (1 / (!‘𝑘)) ∈ ℝ)
9 fveq2 5320 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 𝑘 → (!‘𝑛) = (!‘𝑘))
109oveq2d 5684 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘 → (1 / (!‘𝑛)) = (1 / (!‘𝑘)))
11 erelem1.2 . . . . . . . . . . . 12 𝐺 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (1 / (!‘𝑛)))
1210, 11fvmptg 5395 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (1 / (!‘𝑘)) ∈ ℝ) → (𝐺𝑘) = (1 / (!‘𝑘)))
138, 12mpdan 413 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝐺𝑘) = (1 / (!‘𝑘)))
1413, 8eqeltrd 2165 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
156, 14syl 14 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (ℤ‘0) → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
1615adantl 272 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
17 readdcl 7531 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑘 + 𝑦) ∈ ℝ)
1817adantl 272 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ (𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (𝑘 + 𝑦) ∈ ℝ)
194, 16, 18seq3p1 9947 . . . . . 6 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘(0 + 1)) = ((seq0( + , 𝐺)‘0) + (𝐺‘(0 + 1))))
20 0zd 8825 . . . . . . . . 9 (⊤ → 0 ∈ ℤ)
2120, 16, 18seq3-1 9940 . . . . . . . 8 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘0) = (𝐺‘0))
22 fveq2 5320 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 0 → (!‘𝑛) = (!‘0))
23 fac0 10199 . . . . . . . . . . . . 13 (!‘0) = 1
2422, 23syl6eq 2137 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 0 → (!‘𝑛) = 1)
2524oveq2d 5684 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 0 → (1 / (!‘𝑛)) = (1 / 1))
26 ax-1cn 7501 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℂ
2726div1i 8270 . . . . . . . . . . 11 (1 / 1) = 1
2825, 27syl6eq 2137 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 0 → (1 / (!‘𝑛)) = 1)
29 1ex 7546 . . . . . . . . . 10 1 ∈ V
3028, 11, 29fvmpt 5396 . . . . . . . . 9 (0 ∈ ℕ0 → (𝐺‘0) = 1)
311, 30mp1i 10 . . . . . . . 8 (⊤ → (𝐺‘0) = 1)
3221, 31eqtrd 2121 . . . . . . 7 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘0) = 1)
33 1e0p1 8981 . . . . . . . . 9 1 = (0 + 1)
3433fveq2i 5323 . . . . . . . 8 (𝐺‘1) = (𝐺‘(0 + 1))
35 1nn0 8752 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ0
36 fveq2 5320 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 1 → (!‘𝑛) = (!‘1))
37 fac1 10200 . . . . . . . . . . . . 13 (!‘1) = 1
3836, 37syl6eq 2137 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 1 → (!‘𝑛) = 1)
3938oveq2d 5684 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 1 → (1 / (!‘𝑛)) = (1 / 1))
4039, 27syl6eq 2137 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 1 → (1 / (!‘𝑛)) = 1)
4140, 11, 29fvmpt 5396 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℕ0 → (𝐺‘1) = 1)
4235, 41mp1i 10 . . . . . . . 8 (⊤ → (𝐺‘1) = 1)
4334, 42syl5eqr 2135 . . . . . . 7 (⊤ → (𝐺‘(0 + 1)) = 1)
4432, 43oveq12d 5686 . . . . . 6 (⊤ → ((seq0( + , 𝐺)‘0) + (𝐺‘(0 + 1))) = (1 + 1))
4519, 44eqtrd 2121 . . . . 5 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘(0 + 1)) = (1 + 1))
4633fveq2i 5323 . . . . 5 (seq0( + , 𝐺)‘1) = (seq0( + , 𝐺)‘(0 + 1))
47 df-2 8544 . . . . 5 2 = (1 + 1)
4845, 46, 473eqtr4g 2146 . . . 4 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘1) = 2)
4935a1i 9 . . . . 5 (⊤ → 1 ∈ ℕ0)
50 nn0z 8833 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℤ)
51 1exp 10047 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℤ → (1↑𝑛) = 1)
5250, 51syl 14 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → (1↑𝑛) = 1)
5352oveq1d 5683 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((1↑𝑛) / (!‘𝑛)) = (1 / (!‘𝑛)))
5453mpteq2ia 3932 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1↑𝑛) / (!‘𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (1 / (!‘𝑛)))
5511, 54eqtr4i 2112 . . . . . . . 8 𝐺 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1↑𝑛) / (!‘𝑛)))
5655efcvg 11019 . . . . . . 7 (1 ∈ ℂ → seq0( + , 𝐺) ⇝ (exp‘1))
5726, 56mp1i 10 . . . . . 6 (⊤ → seq0( + , 𝐺) ⇝ (exp‘1))
58 df-e 11002 . . . . . 6 e = (exp‘1)
5957, 58syl6breqr 3893 . . . . 5 (⊤ → seq0( + , 𝐺) ⇝ e)
6013adantl 272 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐺𝑘) = (1 / (!‘𝑘)))
617adantl 272 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (!‘𝑘) ∈ ℕ)
6261nnrecred 8532 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (1 / (!‘𝑘)) ∈ ℝ)
6360, 62eqeltrd 2165 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
6461nnred 8498 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (!‘𝑘) ∈ ℝ)
6561nngt0d 8529 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 0 < (!‘𝑘))
66 1re 7550 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
67 0le1 8022 . . . . . . . 8 0 ≤ 1
68 divge0 8397 . . . . . . . 8 (((1 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 1) ∧ ((!‘𝑘) ∈ ℝ ∧ 0 < (!‘𝑘))) → 0 ≤ (1 / (!‘𝑘)))
6966, 67, 68mpanl12 428 . . . . . . 7 (((!‘𝑘) ∈ ℝ ∧ 0 < (!‘𝑘)) → 0 ≤ (1 / (!‘𝑘)))
7064, 65, 69syl2anc 404 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 0 ≤ (1 / (!‘𝑘)))
7170, 60breqtrrd 3879 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 0 ≤ (𝐺𝑘))
722, 49, 59, 63, 71climserle 10797 . . . 4 (⊤ → (seq0( + , 𝐺)‘1) ≤ e)
7348, 72eqbrtrrd 3875 . . 3 (⊤ → 2 ≤ e)
7473mptru 1299 . 2 2 ≤ e
75 nnuz 9117 . . . . . 6 ℕ = (ℤ‘1)
76 1zzd 8840 . . . . . 6 (⊤ → 1 ∈ ℤ)
771a1i 9 . . . . . . . 8 (⊤ → 0 ∈ ℕ0)
7863recnd 7579 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐺𝑘) ∈ ℂ)
792, 77, 78, 59clim2ser 10788 . . . . . . 7 (⊤ → seq(0 + 1)( + , 𝐺) ⇝ (e − (seq0( + , 𝐺)‘0)))
80 0p1e1 8599 . . . . . . . 8 (0 + 1) = 1
81 seqeq1 9924 . . . . . . . 8 ((0 + 1) = 1 → seq(0 + 1)( + , 𝐺) = seq1( + , 𝐺))
8280, 81ax-mp 7 . . . . . . 7 seq(0 + 1)( + , 𝐺) = seq1( + , 𝐺)
8332mptru 1299 . . . . . . . 8 (seq0( + , 𝐺)‘0) = 1
8483oveq2i 5679 . . . . . . 7 (e − (seq0( + , 𝐺)‘0)) = (e − 1)
8579, 82, 843brtr3g 3884 . . . . . 6 (⊤ → seq1( + , 𝐺) ⇝ (e − 1))
86 2cnd 8558 . . . . . . . 8 (⊤ → 2 ∈ ℂ)
87 halfre 8692 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 / 2) ∈ ℝ
8887a1i 9 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ℕ0 → (1 / 2) ∈ ℝ)
89 id 19 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℕ0)
9088, 89reexpcld 10166 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ0 → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ)
91 oveq2 5676 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 = 𝑘 → ((1 / 2)↑𝑛) = ((1 / 2)↑𝑘))
92 eqid 2089 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))
9391, 92fvmptg 5395 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
9490, 93mpdan 413 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ0 → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
9594adantl 272 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
96 simpr 109 . . . . . . . . . . . . 13 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
97 reexpcl 10035 . . . . . . . . . . . . 13 (((1 / 2) ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ)
9887, 96, 97sylancr 406 . . . . . . . . . . . 12 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ)
9998recnd 7579 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℂ)
10095, 99eqeltrd 2165 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) ∈ ℂ)
101 1lt2 8648 . . . . . . . . . . . . . 14 1 < 2
102 2re 8555 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ∈ ℝ
103 0le2 8575 . . . . . . . . . . . . . . 15 0 ≤ 2
104 absid 10567 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 2) → (abs‘2) = 2)
105102, 103, 104mp2an 418 . . . . . . . . . . . . . 14 (abs‘2) = 2
106101, 105breqtrri 3878 . . . . . . . . . . . . 13 1 < (abs‘2)
107106a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 (⊤ → 1 < (abs‘2))
10886, 107, 95georeclim 10970 . . . . . . . . . . 11 (⊤ → seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) ⇝ (2 / (2 − 1)))
109 2m1e1 8603 . . . . . . . . . . . . 13 (2 − 1) = 1
110109oveq2i 5679 . . . . . . . . . . . 12 (2 / (2 − 1)) = (2 / 1)
111 2cn 8556 . . . . . . . . . . . . 13 2 ∈ ℂ
112111div1i 8270 . . . . . . . . . . . 12 (2 / 1) = 2
113110, 112eqtri 2109 . . . . . . . . . . 11 (2 / (2 − 1)) = 2
114108, 113syl6breq 3892 . . . . . . . . . 10 (⊤ → seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) ⇝ 2)
1152, 77, 100, 114clim2ser 10788 . . . . . . . . 9 (⊤ → seq(0 + 1)( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) ⇝ (2 − (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0)))
116 seqeq1 9924 . . . . . . . . . 10 ((0 + 1) = 1 → seq(0 + 1)( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) = seq1( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))))
11780, 116ax-mp 7 . . . . . . . . 9 seq(0 + 1)( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) = seq1( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))
1186adantl 272 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
11994, 90eqeltrd 2165 . . . . . . . . . . . . . . 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 9940 . . . . . . . . . . . . 13 (⊤ → (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0) = ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘0))
122 halfcn 8693 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (1 / 2) ∈ ℂ
123 exp0 10022 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((1 / 2) ∈ ℂ → ((1 / 2)↑0) = 1)
124122, 123ax-mp 7 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((1 / 2)↑0) = 1
125124, 35eqeltri 2161 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((1 / 2)↑0) ∈ ℕ0
126 oveq2 5676 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 0 → ((1 / 2)↑𝑛) = ((1 / 2)↑0))
127126, 92fvmptg 5395 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((0 ∈ ℕ0 ∧ ((1 / 2)↑0) ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘0) = ((1 / 2)↑0))
1281, 125, 127mp2an 418 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘0) = ((1 / 2)↑0)
129128, 124eqtri 2109 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘0) = 1
130121, 129syl6eq 2137 . . . . . . . . . . . 12 (⊤ → (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0) = 1)
131130mptru 1299 . . . . . . . . . . 11 (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0) = 1
132131oveq2i 5679 . . . . . . . . . 10 (2 − (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0)) = (2 − 1)
133132, 109eqtri 2109 . . . . . . . . 9 (2 − (seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛)))‘0)) = 1
134115, 117, 1333brtr3g 3884 . . . . . . . 8 (⊤ → seq1( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))) ⇝ 1)
135 nnnn0 8743 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
136135, 100sylan2 281 . . . . . . . 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 7581 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ)
14091oveq2d 5684 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘 → (2 · ((1 / 2)↑𝑛)) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
141 erelem1.1 . . . . . . . . . . . 12 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (2 · ((1 / 2)↑𝑛)))
142140, 141fvmptg 5395 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ) → (𝐹𝑘) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
143139, 142mpdan 413 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ → (𝐹𝑘) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
144143adantl 272 . . . . . . . . 9 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
145135, 95sylan2 281 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘) = ((1 / 2)↑𝑘))
146145oveq2d 5684 . . . . . . . . 9 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘)) = (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
147144, 146eqtr4d 2124 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = (2 · ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 2)↑𝑛))‘𝑘)))
14875, 76, 86, 134, 136, 147isermulc2 10792 . . . . . . 7 (⊤ → seq1( + , 𝐹) ⇝ (2 · 1))
149 2t1e2 8632 . . . . . . 7 (2 · 1) = 2
150148, 149syl6breq 3892 . . . . . 6 (⊤ → seq1( + , 𝐹) ⇝ 2)
151135, 63sylan2 281 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺𝑘) ∈ ℝ)
152 remulcl 7533 . . . . . . . . 9 ((2 ∈ ℝ ∧ ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ)
153102, 98, 152sylancr 406 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ)
154135, 153sylan2 281 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) ∈ ℝ)
155144, 154eqeltrd 2165 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ)
156 faclbnd2 10213 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ0 → ((2↑𝑘) / 2) ≤ (!‘𝑘))
157156adantl 272 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((2↑𝑘) / 2) ≤ (!‘𝑘))
158 2nn 8640 . . . . . . . . . . . . . 14 2 ∈ ℕ
159 nnexpcl 10031 . . . . . . . . . . . . . 14 ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) ∈ ℕ)
160158, 96, 159sylancr 406 . . . . . . . . . . . . 13 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) ∈ ℕ)
161160nnrpd 9235 . . . . . . . . . . . 12 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) ∈ ℝ+)
162161rphalfcld 9249 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((2↑𝑘) / 2) ∈ ℝ+)
16361nnrpd 9235 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (!‘𝑘) ∈ ℝ+)
164162, 163lerecd 9256 . . . . . . . . . 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 8558 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 2 ∈ ℂ)
167160nncnd 8499 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) ∈ ℂ)
168160nnap0d 8531 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2↑𝑘) # 0)
169166, 167, 168divrecapd 8323 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2 / (2↑𝑘)) = (2 · (1 / (2↑𝑘))))
170 2ap0 8578 . . . . . . . . . . . 12 2 # 0
171170a1i 9 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 2 # 0)
172167, 166, 168, 171recdivapd 8337 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (1 / ((2↑𝑘) / 2)) = (2 / (2↑𝑘)))
173 nn0z 8833 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℤ)
174173adantl 272 . . . . . . . . . . . 12 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℤ)
175166, 171, 174exprecapd 10157 . . . . . . . . . . 11 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((1 / 2)↑𝑘) = (1 / (2↑𝑘)))
176175oveq2d 5684 . . . . . . . . . 10 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) = (2 · (1 / (2↑𝑘))))
177169, 172, 1763eqtr4rd 2132 . . . . . . . . 9 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2 · ((1 / 2)↑𝑘)) = (1 / ((2↑𝑘) / 2)))
178165, 177breqtrrd 3879 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (1 / (!‘𝑘)) ≤ (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
179135, 178sylan2 281 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (1 / (!‘𝑘)) ≤ (2 · ((1 / 2)↑𝑘)))
180135, 60sylan2 281 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺𝑘) = (1 / (!‘𝑘)))
181179, 180, 1443brtr4d 3883 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺𝑘) ≤ (𝐹𝑘))
18275, 76, 85, 150, 151, 155, 181iserle 10794 . . . . 5 (⊤ → (e − 1) ≤ 2)
183182mptru 1299 . . . 4 (e − 1) ≤ 2
184 ere 11023 . . . . 5 e ∈ ℝ
185184, 66, 102lesubaddi 8047 . . . 4 ((e − 1) ≤ 2 ↔ e ≤ (2 + 1))
186183, 185mpbi 144 . . 3 e ≤ (2 + 1)
187 df-3 8545 . . 3 3 = (2 + 1)
188186, 187breqtrri 3878 . 2 e ≤ 3
18974, 188pm3.2i 267 1 (2 ≤ e ∧ e ≤ 3)
 Colors of variables: wff set class Syntax hints:   ∧ wa 103   = wceq 1290  ⊤wtru 1291   ∈ wcel 1439   class class class wbr 3853   ↦ cmpt 3907  ‘cfv 5030  (class class class)co 5668  ℂcc 7411  ℝcr 7412  0cc0 7413  1c1 7414   + caddc 7416   · cmul 7418   < clt 7585   ≤ cle 7586   − cmin 7716   # cap 8121   / cdiv 8202  ℕcn 8485  2c2 8536  3c3 8537  ℕ0cn0 8736  ℤcz 8813  ℤ≥cuz 9082  seqcseq 9915  ↑cexp 10017  !cfa 10196  abscabs 10493   ⇝ cli 10729  expce 10995  eceu 10996 This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 580  ax-in2 581  ax-io 666  ax-5 1382  ax-7 1383  ax-gen 1384  ax-ie1 1428  ax-ie2 1429  ax-8 1441  ax-10 1442  ax-11 1443  ax-i12 1444  ax-bndl 1445  ax-4 1446  ax-13 1450  ax-14 1451  ax-17 1465  ax-i9 1469  ax-ial 1473  ax-i5r 1474  ax-ext 2071  ax-coll 3962  ax-sep 3965  ax-nul 3973  ax-pow 4017  ax-pr 4047  ax-un 4271  ax-setind 4368  ax-iinf 4418  ax-cnex 7499  ax-resscn 7500  ax-1cn 7501  ax-1re 7502  ax-icn 7503  ax-addcl 7504  ax-addrcl 7505  ax-mulcl 7506  ax-mulrcl 7507  ax-addcom 7508  ax-mulcom 7509  ax-addass 7510  ax-mulass 7511  ax-distr 7512  ax-i2m1 7513  ax-0lt1 7514  ax-1rid 7515  ax-0id 7516  ax-rnegex 7517  ax-precex 7518  ax-cnre 7519  ax-pre-ltirr 7520  ax-pre-ltwlin 7521  ax-pre-lttrn 7522  ax-pre-apti 7523  ax-pre-ltadd 7524  ax-pre-mulgt0 7525  ax-pre-mulext 7526  ax-arch 7527  ax-caucvg 7528 This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 782  df-3or 926  df-3an 927  df-tru 1293  df-fal 1296  df-nf 1396  df-sb 1694  df-eu 1952  df-mo 1953  df-clab 2076  df-cleq 2082  df-clel 2085  df-nfc 2218  df-ne 2257  df-nel 2352  df-ral 2365  df-rex 2366  df-reu 2367  df-rmo 2368  df-rab 2369  df-v 2624  df-sbc 2844  df-csb 2937  df-dif 3004  df-un 3006  df-in 3008  df-ss 3015  df-nul 3290  df-if 3400  df-pw 3437  df-sn 3458  df-pr 3459  df-op 3461  df-uni 3662  df-int 3697  df-iun 3740  df-br 3854  df-opab 3908  df-mpt 3909  df-tr 3945  df-id 4131  df-po 4134  df-iso 4135  df-iord 4204  df-on 4206  df-ilim 4207  df-suc 4209  df-iom 4421  df-xp 4460  df-rel 4461  df-cnv 4462  df-co 4463  df-dm 4464  df-rn 4465  df-res 4466  df-ima 4467  df-iota 4995  df-fun 5032  df-fn 5033  df-f 5034  df-f1 5035  df-fo 5036  df-f1o 5037  df-fv 5038  df-isom 5039  df-riota 5624  df-ov 5671  df-oprab 5672  df-mpt2 5673  df-1st 5927  df-2nd 5928  df-recs 6086  df-irdg 6151  df-frec 6172  df-1o 6197  df-oadd 6201  df-er 6308  df-en 6514  df-dom 6515  df-fin 6516  df-pnf 7587  df-mnf 7588  df-xr 7589  df-ltxr 7590  df-le 7591  df-sub 7718  df-neg 7719  df-reap 8115  df-ap 8122  df-div 8203  df-inn 8486  df-2 8544  df-3 8545  df-4 8546  df-n0 8737  df-z 8814  df-uz 9083  df-q 9168  df-rp 9198  df-ico 9375  df-fz 9488  df-fzo 9617  df-iseq 9916  df-seq3 9917  df-exp 10018  df-fac 10197  df-ihash 10247  df-cj 10339  df-re 10340  df-im 10341  df-rsqrt 10494  df-abs 10495  df-clim 10730  df-isum 10806  df-ef 11001  df-e 11002 This theorem is referenced by:  egt2lt3  11130
 Copyright terms: Public domain W3C validator