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Theorem leexp2r 10374
Description: Weak ordering relationship for exponentiation. (Contributed by Paul Chapman, 14-Jan-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 29-Apr-2014.)
Assertion
Ref Expression
leexp2r (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ (ℤ𝑀)) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀))

Proof of Theorem leexp2r
Dummy variables 𝑗 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 5786 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑀 → (𝐴𝑗) = (𝐴𝑀))
21breq1d 3943 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑀 → ((𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀) ↔ (𝐴𝑀) ≤ (𝐴𝑀)))
32imbi2d 229 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑀 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑀) ≤ (𝐴𝑀))))
4 oveq2 5786 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑘 → (𝐴𝑗) = (𝐴𝑘))
54breq1d 3943 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑘 → ((𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀) ↔ (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀)))
65imbi2d 229 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑘 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀))))
7 oveq2 5786 . . . . . . . 8 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (𝐴𝑗) = (𝐴↑(𝑘 + 1)))
87breq1d 3943 . . . . . . 7 (𝑗 = (𝑘 + 1) → ((𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀) ↔ (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀)))
98imbi2d 229 . . . . . 6 (𝑗 = (𝑘 + 1) → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀))))
10 oveq2 5786 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑁 → (𝐴𝑗) = (𝐴𝑁))
1110breq1d 3943 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑁 → ((𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀) ↔ (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀)))
1211imbi2d 229 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑁 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑗) ≤ (𝐴𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀))))
13 reexpcl 10337 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝐴𝑀) ∈ ℝ)
1413adantr 274 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑀) ∈ ℝ)
1514leidd 8296 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑀) ≤ (𝐴𝑀))
1615a1i 9 . . . . . 6 (𝑀 ∈ ℤ → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑀) ≤ (𝐴𝑀)))
17 simprll 527 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝐴 ∈ ℝ)
18 1red 7801 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 1 ∈ ℝ)
19 simprlr 528 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝑀 ∈ ℕ0)
20 simpl 108 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝑘 ∈ (ℤ𝑀))
21 eluznn0 9416 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑀 ∈ ℕ0𝑘 ∈ (ℤ𝑀)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
2219, 20, 21syl2anc 409 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
23 reexpcl 10337 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
2417, 22, 23syl2anc 409 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
25 simprrl 529 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 0 ≤ 𝐴)
26 expge0 10356 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 0 ≤ (𝐴𝑘))
2717, 22, 25, 26syl3anc 1217 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 0 ≤ (𝐴𝑘))
28 simprrr 530 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝐴 ≤ 1)
2917, 18, 24, 27, 28lemul2ad 8718 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → ((𝐴𝑘) · 𝐴) ≤ ((𝐴𝑘) · 1))
3017recnd 7814 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → 𝐴 ∈ ℂ)
31 expp1 10327 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) = ((𝐴𝑘) · 𝐴))
3230, 22, 31syl2anc 409 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) = ((𝐴𝑘) · 𝐴))
3324recnd 7814 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴𝑘) ∈ ℂ)
3433mulid1d 7803 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → ((𝐴𝑘) · 1) = (𝐴𝑘))
3534eqcomd 2146 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴𝑘) = ((𝐴𝑘) · 1))
3629, 32, 353brtr4d 3964 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑘))
37 peano2nn0 9037 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝑘 + 1) ∈ ℕ0)
3822, 37syl 14 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℕ0)
39 reexpcl 10337 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑘 + 1) ∈ ℕ0) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ)
4017, 38, 39syl2anc 409 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ)
4113ad2antrl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (𝐴𝑀) ∈ ℝ)
42 letr 7867 . . . . . . . . . 10 (((𝐴↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ ∧ (𝐴𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐴𝑀) ∈ ℝ) → (((𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑘) ∧ (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀)))
4340, 24, 41, 42syl3anc 1217 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → (((𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑘) ∧ (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀)))
4436, 43mpand 426 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ (ℤ𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1))) → ((𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀)))
4544ex 114 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (ℤ𝑀) → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → ((𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀))))
4645a2d 26 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (ℤ𝑀) → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑀)) → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴𝑀))))
473, 6, 9, 12, 16, 46uzind4 9406 . . . . 5 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀)))
4847expd 256 . . . 4 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀))))
4948com12 30 . . 3 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → ((0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀))))
50493impia 1179 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ (ℤ𝑀)) → ((0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀)))
5150imp 123 1 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ (ℤ𝑀)) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐴𝑀))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 103  w3a 963   = wceq 1332  wcel 1481   class class class wbr 3933  cfv 5127  (class class class)co 5778  cc 7638  cr 7639  0cc0 7640  1c1 7641   + caddc 7643   · cmul 7645  cle 7821  0cn0 8997  cz 9074  cuz 9346  cexp 10319
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 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1424  ax-7 1425  ax-gen 1426  ax-ie1 1470  ax-ie2 1471  ax-8 1483  ax-10 1484  ax-11 1485  ax-i12 1486  ax-bndl 1487  ax-4 1488  ax-13 1492  ax-14 1493  ax-17 1507  ax-i9 1511  ax-ial 1515  ax-i5r 1516  ax-ext 2122  ax-coll 4047  ax-sep 4050  ax-nul 4058  ax-pow 4102  ax-pr 4135  ax-un 4359  ax-setind 4456  ax-iinf 4506  ax-cnex 7731  ax-resscn 7732  ax-1cn 7733  ax-1re 7734  ax-icn 7735  ax-addcl 7736  ax-addrcl 7737  ax-mulcl 7738  ax-mulrcl 7739  ax-addcom 7740  ax-mulcom 7741  ax-addass 7742  ax-mulass 7743  ax-distr 7744  ax-i2m1 7745  ax-0lt1 7746  ax-1rid 7747  ax-0id 7748  ax-rnegex 7749  ax-precex 7750  ax-cnre 7751  ax-pre-ltirr 7752  ax-pre-ltwlin 7753  ax-pre-lttrn 7754  ax-pre-apti 7755  ax-pre-ltadd 7756  ax-pre-mulgt0 7757  ax-pre-mulext 7758
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 821  df-3or 964  df-3an 965  df-tru 1335  df-fal 1338  df-nf 1438  df-sb 1737  df-eu 2003  df-mo 2004  df-clab 2127  df-cleq 2133  df-clel 2136  df-nfc 2271  df-ne 2310  df-nel 2405  df-ral 2422  df-rex 2423  df-reu 2424  df-rmo 2425  df-rab 2426  df-v 2689  df-sbc 2911  df-csb 3005  df-dif 3074  df-un 3076  df-in 3078  df-ss 3085  df-nul 3365  df-if 3476  df-pw 3513  df-sn 3534  df-pr 3535  df-op 3537  df-uni 3741  df-int 3776  df-iun 3819  df-br 3934  df-opab 3994  df-mpt 3995  df-tr 4031  df-id 4219  df-po 4222  df-iso 4223  df-iord 4292  df-on 4294  df-ilim 4295  df-suc 4297  df-iom 4509  df-xp 4549  df-rel 4550  df-cnv 4551  df-co 4552  df-dm 4553  df-rn 4554  df-res 4555  df-ima 4556  df-iota 5092  df-fun 5129  df-fn 5130  df-f 5131  df-f1 5132  df-fo 5133  df-f1o 5134  df-fv 5135  df-riota 5734  df-ov 5781  df-oprab 5782  df-mpo 5783  df-1st 6042  df-2nd 6043  df-recs 6206  df-frec 6292  df-pnf 7822  df-mnf 7823  df-xr 7824  df-ltxr 7825  df-le 7826  df-sub 7955  df-neg 7956  df-reap 8357  df-ap 8364  df-div 8453  df-inn 8741  df-n0 8998  df-z 9075  df-uz 9347  df-seqfrec 10246  df-exp 10320
This theorem is referenced by:  exple1  10376  leexp2rd  10481
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