Theorem logblt 13674

Description: The general logarithm function is strictly monotone/increasing. Property 2 of [Cohen4] p. 377. See logltb 13589. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Oct-2014.) (Revised by Thierry Arnoux, 27-Sep-2017.)

Assertion

Ref	Expression
logblt	⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → (𝑋 < 𝑌 ↔ (𝐵 logb 𝑋) < (𝐵 logb 𝑌)))

Proof of Theorem logblt

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp2 993	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → 𝑋 ∈ ℝ+)
2	1	relogcld 13597	. . 3 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → (log‘𝑋) ∈ ℝ)
3		simp3 994	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → 𝑌 ∈ ℝ+)
4	3	relogcld 13597	. . 3 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → (log‘𝑌) ∈ ℝ)
5		simp1 992	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → 𝐵 ∈ (ℤ≥‘2))
6		eluzelz 9496	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝐵 ∈ ℤ)
7	5, 6	syl 14	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → 𝐵 ∈ ℤ)
8	7	zred 9334	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → 𝐵 ∈ ℝ)
9		1z 9238	. . . . 5 ⊢ 1 ∈ ℤ
10		1p1e2 8995	. . . . . . 7 ⊢ (1 + 1) = 2
11	10	fveq2i 5499	. . . . . 6 ⊢ (ℤ≥‘(1 + 1)) = (ℤ≥‘2)
12	5, 11	eleqtrrdi 2264	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → 𝐵 ∈ (ℤ≥‘(1 + 1)))
13		eluzp1l 9511	. . . . 5 ⊢ ((1 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ (ℤ≥‘(1 + 1))) → 1 < 𝐵)
14	9, 12, 13	sylancr 412	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → 1 < 𝐵)
15	8, 14	rplogcld 13603	. . 3 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → (log‘𝐵) ∈ ℝ+)
16	2, 4, 15	ltdiv1d 9699	. 2 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → ((log‘𝑋) < (log‘𝑌) ↔ ((log‘𝑋) / (log‘𝐵)) < ((log‘𝑌) / (log‘𝐵))))
17		logltb 13589	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → (𝑋 < 𝑌 ↔ (log‘𝑋) < (log‘𝑌)))
18	17	3adant1 1010	. 2 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → (𝑋 < 𝑌 ↔ (log‘𝑋) < (log‘𝑌)))
19		relogbval 13663	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+) → (𝐵 logb 𝑋) = ((log‘𝑋) / (log‘𝐵)))
20	19	3adant3 1012	. . 3 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → (𝐵 logb 𝑋) = ((log‘𝑋) / (log‘𝐵)))
21		relogbval 13663	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → (𝐵 logb 𝑌) = ((log‘𝑌) / (log‘𝐵)))
22	21	3adant2 1011	. . 3 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → (𝐵 logb 𝑌) = ((log‘𝑌) / (log‘𝐵)))
23	20, 22	breq12d 4002	. 2 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → ((𝐵 logb 𝑋) < (𝐵 logb 𝑌) ↔ ((log‘𝑋) / (log‘𝐵)) < ((log‘𝑌) / (log‘𝐵))))
24	16, 18, 23	3bitr4d 219	1 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ+) → (𝑋 < 𝑌 ↔ (𝐵 logb 𝑋) < (𝐵 logb 𝑌)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 104   ∧ w3a 973   = wceq 1348   ∈ wcel 2141   class class class wbr 3989  ‘cfv 5198  (class class class)co 5853  1c1 7775   + caddc 7777   < clt 7954   / cdiv 8589  2c2 8929  ℤcz 9212  ℤ_≥cuz 9487  ℝ⁺crp 9610  logclog 13571   log_b clogb 13655

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 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-coll 4104  ax-sep 4107  ax-nul 4115  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418  ax-setind 4521  ax-iinf 4572  ax-cnex 7865  ax-resscn 7866  ax-1cn 7867  ax-1re 7868  ax-icn 7869  ax-addcl 7870  ax-addrcl 7871  ax-mulcl 7872  ax-mulrcl 7873  ax-addcom 7874  ax-mulcom 7875  ax-addass 7876  ax-mulass 7877  ax-distr 7878  ax-i2m1 7879  ax-0lt1 7880  ax-1rid 7881  ax-0id 7882  ax-rnegex 7883  ax-precex 7884  ax-cnre 7885  ax-pre-ltirr 7886  ax-pre-ltwlin 7887  ax-pre-lttrn 7888  ax-pre-apti 7889  ax-pre-ltadd 7890  ax-pre-mulgt0 7891  ax-pre-mulext 7892  ax-arch 7893  ax-caucvg 7894  ax-pre-suploc 7895  ax-addf 7896  ax-mulf 7897

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-stab 826  df-dc 830  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ne 2341  df-nel 2436  df-ral 2453  df-rex 2454  df-reu 2455  df-rmo 2456  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-csb 3050  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-if 3527  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-int 3832  df-iun 3875  df-disj 3967  df-br 3990  df-opab 4051  df-mpt 4052  df-tr 4088  df-id 4278  df-po 4281  df-iso 4282  df-iord 4351  df-on 4353  df-ilim 4354  df-suc 4356  df-iom 4575  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-rn 4622  df-res 4623  df-ima 4624  df-iota 5160  df-fun 5200  df-fn 5201  df-f 5202  df-f1 5203  df-fo 5204  df-f1o 5205  df-fv 5206  df-isom 5207  df-riota 5809  df-ov 5856  df-oprab 5857  df-mpo 5858  df-of 6061  df-1st 6119  df-2nd 6120  df-recs 6284  df-irdg 6349  df-frec 6370  df-1o 6395  df-oadd 6399  df-er 6513  df-map 6628  df-pm 6629  df-en 6719  df-dom 6720  df-fin 6721  df-sup 6961  df-inf 6962  df-pnf 7956  df-mnf 7957  df-xr 7958  df-ltxr 7959  df-le 7960  df-sub 8092  df-neg 8093  df-reap 8494  df-ap 8501  df-div 8590  df-inn 8879  df-2 8937  df-3 8938  df-4 8939  df-n0 9136  df-z 9213  df-uz 9488  df-q 9579  df-rp 9611  df-xneg 9729  df-xadd 9730  df-ioo 9849  df-ico 9851  df-icc 9852  df-fz 9966  df-fzo 10099  df-seqfrec 10402  df-exp 10476  df-fac 10660  df-bc 10682  df-ihash 10710  df-shft 10779  df-cj 10806  df-re 10807  df-im 10808  df-rsqrt 10962  df-abs 10963  df-clim 11242  df-sumdc 11317  df-ef 11611  df-e 11612  df-rest 12581  df-topgen 12600  df-psmet 12781  df-xmet 12782  df-met 12783  df-bl 12784  df-mopn 12785  df-top 12790  df-topon 12803  df-bases 12835  df-ntr 12890  df-cn 12982  df-cnp 12983  df-tx 13047  df-cncf 13352  df-limced 13419  df-dvap 13420  df-relog 13573  df-logb 13656

This theorem is referenced by: (None)