Theorem nn0ltexp2 10644

Description: Special case of ltexp2 13654 which we use here because we haven't yet defined df-rpcxp 13574 which is used in the current proof of ltexp2 13654. (Contributed by Jim Kingdon, 7-Oct-2024.)

Assertion

Ref	Expression
nn0ltexp2	⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) → (𝑀 < 𝑁 ↔ (𝐴↑𝑀) < (𝐴↑𝑁)))

Proof of Theorem nn0ltexp2

Dummy variables 𝑘 𝑚 𝑝 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpll1 1031	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑀 < 𝑁) → 𝐴 ∈ ℝ)
2		simpll2 1032	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑀 < 𝑁) → 𝑀 ∈ ℕ0)
3	2	nn0zd 9332	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑀 < 𝑁) → 𝑀 ∈ ℤ)
4		simpll3 1033	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑀 < 𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ0)
5	4	nn0zd 9332	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑀 < 𝑁) → 𝑁 ∈ ℤ)
6		simplr 525	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑀 < 𝑁) → 1 < 𝐴)
7		simpr 109	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑀 < 𝑁) → 𝑀 < 𝑁)
8		ltexp2a 10528	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴 ∧ 𝑀 < 𝑁)) → (𝐴↑𝑀) < (𝐴↑𝑁))
9	1, 3, 5, 6, 7, 8	syl32anc 1241	. . 3 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑀 < 𝑁) → (𝐴↑𝑀) < (𝐴↑𝑁))
10	9	ex 114	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) → (𝑀 < 𝑁 → (𝐴↑𝑀) < (𝐴↑𝑁)))
11		oveq2 5861	. . . . 5 ⊢ (𝑚 = 𝑀 → (𝐴↑𝑚) = (𝐴↑𝑀))
12	11	breq1d 3999	. . . 4 ⊢ (𝑚 = 𝑀 → ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑁) ↔ (𝐴↑𝑀) < (𝐴↑𝑁)))
13		breq1 3992	. . . 4 ⊢ (𝑚 = 𝑀 → (𝑚 < 𝑁 ↔ 𝑀 < 𝑁))
14	12, 13	imbi12d 233	. . 3 ⊢ (𝑚 = 𝑀 → (((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑁) → 𝑚 < 𝑁) ↔ ((𝐴↑𝑀) < (𝐴↑𝑁) → 𝑀 < 𝑁)))
15		simpl3 997	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) → 𝑁 ∈ ℕ0)
16		simpl1 995	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
17		simpr 109	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) → 1 < 𝐴)
18		oveq2 5861	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑤 = 0 → (𝐴↑𝑤) = (𝐴↑0))
19	18	breq2d 4001	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 = 0 → ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) ↔ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑0)))
20		breq2 3993	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 = 0 → (𝑚 < 𝑤 ↔ 𝑚 < 0))
21	19, 20	imbi12d 233	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑤 = 0 → (((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) → 𝑚 < 𝑤) ↔ ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑0) → 𝑚 < 0)))
22	21	ralbidv 2470	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 = 0 → (∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) → 𝑚 < 𝑤) ↔ ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑0) → 𝑚 < 0)))
23	22	imbi2d 229	. . . . . 6 ⊢ (𝑤 = 0 → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) → 𝑚 < 𝑤)) ↔ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑0) → 𝑚 < 0))))
24		oveq2 5861	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑤 = 𝑘 → (𝐴↑𝑤) = (𝐴↑𝑘))
25	24	breq2d 4001	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 = 𝑘 → ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) ↔ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑘)))
26		breq2 3993	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 = 𝑘 → (𝑚 < 𝑤 ↔ 𝑚 < 𝑘))
27	25, 26	imbi12d 233	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑤 = 𝑘 → (((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) → 𝑚 < 𝑤) ↔ ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑘) → 𝑚 < 𝑘)))
28	27	ralbidv 2470	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 = 𝑘 → (∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) → 𝑚 < 𝑤) ↔ ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑘) → 𝑚 < 𝑘)))
29	28	imbi2d 229	. . . . . 6 ⊢ (𝑤 = 𝑘 → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) → 𝑚 < 𝑤)) ↔ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑘) → 𝑚 < 𝑘))))
30		oveq2 5861	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑤 = (𝑘 + 1) → (𝐴↑𝑤) = (𝐴↑(𝑘 + 1)))
31	30	breq2d 4001	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 = (𝑘 + 1) → ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) ↔ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))))
32		breq2 3993	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 = (𝑘 + 1) → (𝑚 < 𝑤 ↔ 𝑚 < (𝑘 + 1)))
33	31, 32	imbi12d 233	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑤 = (𝑘 + 1) → (((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) → 𝑚 < 𝑤) ↔ ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1)) → 𝑚 < (𝑘 + 1))))
34	33	ralbidv 2470	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 = (𝑘 + 1) → (∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) → 𝑚 < 𝑤) ↔ ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1)) → 𝑚 < (𝑘 + 1))))
35	34	imbi2d 229	. . . . . 6 ⊢ (𝑤 = (𝑘 + 1) → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) → 𝑚 < 𝑤)) ↔ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1)) → 𝑚 < (𝑘 + 1)))))
36		oveq2 5861	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑤 = 𝑁 → (𝐴↑𝑤) = (𝐴↑𝑁))
37	36	breq2d 4001	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 = 𝑁 → ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) ↔ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑁)))
38		breq2 3993	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 = 𝑁 → (𝑚 < 𝑤 ↔ 𝑚 < 𝑁))
39	37, 38	imbi12d 233	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑤 = 𝑁 → (((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) → 𝑚 < 𝑤) ↔ ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑁) → 𝑚 < 𝑁)))
40	39	ralbidv 2470	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 = 𝑁 → (∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) → 𝑚 < 𝑤) ↔ ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑁) → 𝑚 < 𝑁)))
41	40	imbi2d 229	. . . . . 6 ⊢ (𝑤 = 𝑁 → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑤) → 𝑚 < 𝑤)) ↔ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑁) → 𝑚 < 𝑁))))
42		recn 7907	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ∈ ℂ)
43	42	ad2antrr 485	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → 𝐴 ∈ ℂ)
44	43	exp0d 10603	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → (𝐴↑0) = 1)
45		1re 7919	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℝ
46	44, 45	eqeltrdi 2261	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → (𝐴↑0) ∈ ℝ)
47		simpll 524	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → 𝐴 ∈ ℝ)
48		simpr 109	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → 𝑚 ∈ ℕ0)
49	47, 48	reexpcld 10626	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → (𝐴↑𝑚) ∈ ℝ)
50		1red 7935	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → 1 ∈ ℝ)
51		simplr 525	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → 1 < 𝐴)
52	50, 47, 51	ltled 8038	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → 1 ≤ 𝐴)
53	47, 48, 52	expge1d 10628	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → 1 ≤ (𝐴↑𝑚))
54	44, 53	eqbrtrd 4011	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → (𝐴↑0) ≤ (𝐴↑𝑚))
55	46, 49, 54	lensymd 8041	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → ¬ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑0))
56	55	pm2.21d 614	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑0) → 𝑚 < 0))
57	56	ralrimiva 2543	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑0) → 𝑚 < 0))
58		oveq2 5861	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑝 = 𝑚 → (𝐴↑𝑝) = (𝐴↑𝑚))
59	58	breq1d 3999	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑝 = 𝑚 → ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) ↔ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑘)))
60		breq1 3992	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑝 = 𝑚 → (𝑝 < 𝑘 ↔ 𝑚 < 𝑘))
61	59, 60	imbi12d 233	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑝 = 𝑚 → (((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘) ↔ ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑘) → 𝑚 < 𝑘)))
62	61	cbvralv 2696	. . . . . . . . 9 ⊢ (∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘) ↔ ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑘) → 𝑚 < 𝑘))
63		simplr 525	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1)))
64		simprl 526	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) → 𝐴 ∈ ℝ)
65	64	ad4antr 491	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℝ)
66	65	recnd 7948	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℂ)
67		simpr 109	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 𝑚 ∈ ℕ)
68		expm1t 10504	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑚) = ((𝐴↑(𝑚 − 1)) · 𝐴))
69	66, 67, 68	syl2anc 409	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑚) = ((𝐴↑(𝑚 − 1)) · 𝐴))
70		simp-5l 538	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℕ0)
71	66, 70	expp1d 10610	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) = ((𝐴↑𝑘) · 𝐴))
72	63, 69, 71	3brtr3d 4020	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝐴↑(𝑚 − 1)) · 𝐴) < ((𝐴↑𝑘) · 𝐴))
73		nnm1nn0 9176	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑚 ∈ ℕ → (𝑚 − 1) ∈ ℕ0)
74	73	adantl 275	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑚 − 1) ∈ ℕ0)
75	65, 74	reexpcld 10626	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐴↑(𝑚 − 1)) ∈ ℝ)
76	65, 70	reexpcld 10626	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑘) ∈ ℝ)
77		0red 7921	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) → 0 ∈ ℝ)
78		1red 7935	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) → 1 ∈ ℝ)
79		0lt1 8046	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ 0 < 1
80	79	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) → 0 < 1)
81		simprr 527	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) → 1 < 𝐴)
82	77, 78, 64, 80, 81	lttrd 8045	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) → 0 < 𝐴)
83	64, 82	elrpd 9650	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) → 𝐴 ∈ ℝ+)
84	83	ad4antr 491	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℝ+)
85	75, 76, 84	ltmul1d 9695	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝐴↑(𝑚 − 1)) < (𝐴↑𝑘) ↔ ((𝐴↑(𝑚 − 1)) · 𝐴) < ((𝐴↑𝑘) · 𝐴)))
86	72, 85	mpbird 166	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐴↑(𝑚 − 1)) < (𝐴↑𝑘))
87		oveq2 5861	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑝 = (𝑚 − 1) → (𝐴↑𝑝) = (𝐴↑(𝑚 − 1)))
88	87	breq1d 3999	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑝 = (𝑚 − 1) → ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) ↔ (𝐴↑(𝑚 − 1)) < (𝐴↑𝑘)))
89		breq1 3992	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑝 = (𝑚 − 1) → (𝑝 < 𝑘 ↔ (𝑚 − 1) < 𝑘))
90	88, 89	imbi12d 233	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑝 = (𝑚 − 1) → (((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘) ↔ ((𝐴↑(𝑚 − 1)) < (𝐴↑𝑘) → (𝑚 − 1) < 𝑘)))
91		simp-4r 537	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘))
92	90, 91, 74	rspcdva 2839	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝐴↑(𝑚 − 1)) < (𝐴↑𝑘) → (𝑚 − 1) < 𝑘))
93	86, 92	mpd 13	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑚 − 1) < 𝑘)
94		nnz 9231	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑚 ∈ ℕ → 𝑚 ∈ ℤ)
95	94	adantl 275	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 𝑚 ∈ ℤ)
96	70	nn0zd 9332	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℤ)
97		zlem1lt 9268	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑚 ≤ 𝑘 ↔ (𝑚 − 1) < 𝑘))
98	95, 96, 97	syl2anc 409	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑚 ≤ 𝑘 ↔ (𝑚 − 1) < 𝑘))
99	93, 98	mpbird 166	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 𝑚 ≤ 𝑘)
100		zleltp1 9267	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑚 ≤ 𝑘 ↔ 𝑚 < (𝑘 + 1)))
101	95, 96, 100	syl2anc 409	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑚 ≤ 𝑘 ↔ 𝑚 < (𝑘 + 1)))
102	99, 101	mpbid 146	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 𝑚 < (𝑘 + 1))
103		simpr 109	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 = 0) → 𝑚 = 0)
104		nn0p1gt0 9164	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 → 0 < (𝑘 + 1))
105	104	ad5antr 493	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 = 0) → 0 < (𝑘 + 1))
106	103, 105	eqbrtrd 4011	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) ∧ 𝑚 = 0) → 𝑚 < (𝑘 + 1))
107		simplr 525	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) → 𝑚 ∈ ℕ0)
108		elnn0 9137	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑚 ∈ ℕ0 ↔ (𝑚 ∈ ℕ ∨ 𝑚 = 0))
109	107, 108	sylib 121	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) → (𝑚 ∈ ℕ ∨ 𝑚 = 0))
110	102, 106, 109	mpjaodan 793	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1))) → 𝑚 < (𝑘 + 1))
111	110	ex 114	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1)) → 𝑚 < (𝑘 + 1)))
112	111	ralrimiva 2543	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) ∧ ∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘)) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1)) → 𝑚 < (𝑘 + 1)))
113	112	ex 114	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) → (∀𝑝 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑝) < (𝐴↑𝑘) → 𝑝 < 𝑘) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1)) → 𝑚 < (𝑘 + 1))))
114	62, 113	syl5bir 152	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) → (∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑘) → 𝑚 < 𝑘) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1)) → 𝑚 < (𝑘 + 1))))
115	114	ex 114	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → (∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑘) → 𝑚 < 𝑘) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1)) → 𝑚 < (𝑘 + 1)))))
116	115	a2d 26	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑘) → 𝑚 < 𝑘)) → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑(𝑘 + 1)) → 𝑚 < (𝑘 + 1)))))
117	23, 29, 35, 41, 57, 116	nn0ind 9326	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑁) → 𝑚 < 𝑁)))
118	117	imp 123	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴)) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑁) → 𝑚 < 𝑁))
119	15, 16, 17, 118	syl12anc 1231	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑚) < (𝐴↑𝑁) → 𝑚 < 𝑁))
120		simpl2 996	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) → 𝑀 ∈ ℕ0)
121	14, 119, 120	rspcdva 2839	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) → ((𝐴↑𝑀) < (𝐴↑𝑁) → 𝑀 < 𝑁))
122	10, 121	impbid 128	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝐴) → (𝑀 < 𝑁 ↔ (𝐴↑𝑀) < (𝐴↑𝑁)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∨ wo 703   ∧ w3a 973   = wceq 1348   ∈ wcel 2141  ∀wral 2448   class class class wbr 3989  (class class class)co 5853  ℂcc 7772  ℝcr 7773  0cc0 7774  1c1 7775   + caddc 7777   · cmul 7779   < clt 7954   ≤ cle 7955   − cmin 8090  ℕcn 8878  ℕ₀cn0 9135  ℤcz 9212  ℝ⁺crp 9610  ↑cexp 10475

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

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  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-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-riota 5809  df-ov 5856  df-oprab 5857  df-mpo 5858  df-1st 6119  df-2nd 6120  df-recs 6284  df-frec 6370  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-n0 9136  df-z 9213  df-uz 9488  df-rp 9611  df-seqfrec 10402  df-exp 10476

This theorem is referenced by:  nn0leexp2  10645  isprm5  12096  pclemub  12241