Theorem reeff1olem 15997

Description: Lemma for reeff1o 15999. (Contributed by Paul Chapman, 18-Oct-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 30-Apr-2014.)

Assertion

Ref	Expression
reeff1olem	⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → ∃𝑥 ∈ ℝ (exp‘𝑥) = 𝑈)

Distinct variable group:   𝑥,𝑈

Proof of Theorem reeff1olem

Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ioossicc 10378	. . 3 ⊢ (0(,)𝑈) ⊆ (0[,]𝑈)
2		0re 8332	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ ℝ
3		iccssre 10374	. . . . 5 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ 𝑈 ∈ ℝ) → (0[,]𝑈) ⊆ ℝ)
4	2, 3	mpan 428	. . . 4 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → (0[,]𝑈) ⊆ ℝ)
5	4	adantr 276	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (0[,]𝑈) ⊆ ℝ)
6	1, 5	sstrid 3259	. 2 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (0(,)𝑈) ⊆ ℝ)
7	2	a1i 9	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → 0 ∈ ℝ)
8		simpl 109	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → 𝑈 ∈ ℝ)
9		0lt1 8460	. . . . 5 ⊢ 0 < 1
10		1re 8331	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ ℝ
11		lttr 8405	. . . . . 6 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 𝑈 ∈ ℝ) → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝑈) → 0 < 𝑈))
12	2, 10, 11	mp3an12 1368	. . . . 5 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝑈) → 0 < 𝑈))
13	9, 12	mpani 434	. . . 4 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → (1 < 𝑈 → 0 < 𝑈))
14	13	imp 124	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → 0 < 𝑈)
15		ax-resscn 8277	. . . 4 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
16	5, 15	sstrdi 3260	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (0[,]𝑈) ⊆ ℂ)
17		efcn 15994	. . . 4 ⊢ exp ∈ (ℂ–cn→ℂ)
18	17	a1i 9	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → exp ∈ (ℂ–cn→ℂ))
19		ssel2 3243	. . . . 5 ⊢ (((0[,]𝑈) ⊆ ℝ ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) → 𝑦 ∈ ℝ)
20	19	reefcld 12461	. . . 4 ⊢ (((0[,]𝑈) ⊆ ℝ ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) → (exp‘𝑦) ∈ ℝ)
21	5, 20	sylan 283	. . 3 ⊢ (((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) → (exp‘𝑦) ∈ ℝ)
22		ef0 12464	. . . . 5 ⊢ (exp‘0) = 1
23		simpr 110	. . . . 5 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → 1 < 𝑈)
24	22, 23	eqbrtrid 4166	. . . 4 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (exp‘0) < 𝑈)
25		peano2re 8469	. . . . . 6 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → (𝑈 + 1) ∈ ℝ)
26	25	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (𝑈 + 1) ∈ ℝ)
27		reefcl 12460	. . . . . 6 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → (exp‘𝑈) ∈ ℝ)
28	27	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (exp‘𝑈) ∈ ℝ)
29		ltp1 9182	. . . . . 6 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → 𝑈 < (𝑈 + 1))
30	29	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → 𝑈 < (𝑈 + 1))
31	8	recnd 8360	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → 𝑈 ∈ ℂ)
32		ax-1cn 8278	. . . . . . 7 ⊢ 1 ∈ ℂ
33		addcom 8470	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑈 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝑈 + 1) = (1 + 𝑈))
34	31, 32, 33	sylancl 417	. . . . . 6 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (𝑈 + 1) = (1 + 𝑈))
35	8, 14	elrpd 10111	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → 𝑈 ∈ ℝ+)
36		efgt1p 12488	. . . . . . 7 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ+ → (1 + 𝑈) < (exp‘𝑈))
37	35, 36	syl 14	. . . . . 6 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (1 + 𝑈) < (exp‘𝑈))
38	34, 37	eqbrtrd 4153	. . . . 5 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (𝑈 + 1) < (exp‘𝑈))
39	8, 26, 28, 30, 38	lttrd 8459	. . . 4 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → 𝑈 < (exp‘𝑈))
40	24, 39	jca 306	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → ((exp‘0) < 𝑈 ∧ 𝑈 < (exp‘𝑈)))
41		simplll 539	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → 𝑈 ∈ ℝ)
42	2, 41, 3	sylancr 418	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → (0[,]𝑈) ⊆ ℝ)
43		simplr 533	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → 𝑦 ∈ (0[,]𝑈))
44	42, 43	sseldd 3249	. . . . 5 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → 𝑦 ∈ ℝ)
45		simprl 535	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → 𝑧 ∈ (0[,]𝑈))
46	42, 45	sseldd 3249	. . . . 5 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → 𝑧 ∈ ℝ)
47	44, 46	jca 306	. . . 4 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ))
48		simprr 537	. . . 4 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → 𝑦 < 𝑧)
49		efltim 12490	. . . 4 ⊢ ((𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑦 < 𝑧 → (exp‘𝑦) < (exp‘𝑧)))
50	47, 48, 49	sylc 62	. . 3 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → (exp‘𝑦) < (exp‘𝑧))
51	7, 8, 8, 14, 16, 18, 21, 40, 50	ivthinc 15869	. 2 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → ∃𝑥 ∈ (0(,)𝑈)(exp‘𝑥) = 𝑈)
52		ssrexv 3313	. 2 ⊢ ((0(,)𝑈) ⊆ ℝ → (∃𝑥 ∈ (0(,)𝑈)(exp‘𝑥) = 𝑈 → ∃𝑥 ∈ ℝ (exp‘𝑥) = 𝑈))
53	6, 51, 52	sylc 62	1 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → ∃𝑥 ∈ ℝ (exp‘𝑥) = 𝑈)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  ∃wrex 2529   ⊆ wss 3220   class class class wbr 4131  ‘cfv 5380  (class class class)co 6088  ℂcc 8183  ℝcr 8184  0cc0 8185  1c1 8186   + caddc 8188   < clt 8366  ℝ⁺crp 10071  (,)cioo 10307  [,]cicc 10310  expce 12434  –cn→ccncf 15796

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4248  ax-sep 4251  ax-nul 4261  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  ax-iinf 4737  ax-cnex 8276  ax-resscn 8277  ax-1cn 8278  ax-1re 8279  ax-icn 8280  ax-addcl 8281  ax-addrcl 8282  ax-mulcl 8283  ax-mulrcl 8284  ax-addcom 8285  ax-mulcom 8286  ax-addass 8287  ax-mulass 8288  ax-distr 8289  ax-i2m1 8290  ax-0lt1 8291  ax-1rid 8292  ax-0id 8293  ax-rnegex 8294  ax-precex 8295  ax-cnre 8296  ax-pre-ltirr 8297  ax-pre-ltwlin 8298  ax-pre-lttrn 8299  ax-pre-apti 8300  ax-pre-ltadd 8301  ax-pre-mulgt0 8302  ax-pre-mulext 8303  ax-arch 8304  ax-caucvg 8305  ax-pre-suploc 8306  ax-addf 8307  ax-mulf 8308

This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 843  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-disj 4107  df-br 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-tr 4232  df-id 4440  df-po 4443  df-iso 4444  df-iord 4513  df-on 4515  df-ilim 4516  df-suc 4518  df-iom 4740  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-f1 5385  df-fo 5386  df-f1o 5387  df-fv 5388  df-isom 5389  df-riota 6041  df-ov 6091  df-oprab 6092  df-mpo 6093  df-of 6305  df-1st 6378  df-2nd 6379  df-recs 6580  df-irdg 6645  df-frec 6666  df-1o 6691  df-oadd 6695  df-er 6811  df-map 6928  df-pm 6929  df-en 7027  df-dom 7028  df-fin 7029  df-sup 7330  df-inf 7331  df-pnf 8368  df-mnf 8369  df-xr 8370  df-ltxr 8371  df-le 8372  df-sub 8506  df-neg 8507  df-reap 8911  df-ap 8918  df-div 9011  df-inn 9314  df-2 9372  df-3 9373  df-4 9374  df-n0 9575  df-z 9656  df-uz 9938  df-q 10036  df-rp 10072  df-xneg 10191  df-xadd 10192  df-ioo 10311  df-ico 10313  df-icc 10314  df-fz 10429  df-fzo 10567  df-seqfrec 10906  df-exp 10997  df-fac 11186  df-bc 11208  df-ihash 11237  df-shft 11602  df-cj 11629  df-re 11630  df-im 11631  df-rsqrt 11786  df-abs 11787  df-clim 12070  df-sumdc 12145  df-ef 12440  df-rest 13654  df-topgen 13673  df-psmet 14989  df-xmet 14990  df-met 14991  df-bl 14992  df-mopn 14993  df-top 15224  df-topon 15237  df-bases 15269  df-ntr 15322  df-cn 15414  df-cnp 15415  df-tx 15479  df-cncf 15797  df-limced 15882  df-dvap 15883

This theorem is used by:  reeff1oleme  15998  reeff1o  15999