Theorem reeff1olem 15243

Description: Lemma for reeff1o 15245. (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 10081	. . 3 ⊢ (0(,)𝑈) ⊆ (0[,]𝑈)
2		0re 8072	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ ℝ
3		iccssre 10077	. . . . 5 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ 𝑈 ∈ ℝ) → (0[,]𝑈) ⊆ ℝ)
4	2, 3	mpan 424	. . . 4 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → (0[,]𝑈) ⊆ ℝ)
5	4	adantr 276	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (0[,]𝑈) ⊆ ℝ)
6	1, 5	sstrid 3204	. 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 8199	. . . . 5 ⊢ 0 < 1
10		1re 8071	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ ℝ
11		lttr 8146	. . . . . 6 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 𝑈 ∈ ℝ) → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝑈) → 0 < 𝑈))
12	2, 10, 11	mp3an12 1340	. . . . 5 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝑈) → 0 < 𝑈))
13	9, 12	mpani 430	. . . 4 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → (1 < 𝑈 → 0 < 𝑈))
14	13	imp 124	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → 0 < 𝑈)
15		ax-resscn 8017	. . . 4 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
16	5, 15	sstrdi 3205	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (0[,]𝑈) ⊆ ℂ)
17		efcn 15240	. . . 4 ⊢ exp ∈ (ℂ–cn→ℂ)
18	17	a1i 9	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → exp ∈ (ℂ–cn→ℂ))
19		ssel2 3188	. . . . 5 ⊢ (((0[,]𝑈) ⊆ ℝ ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) → 𝑦 ∈ ℝ)
20	19	reefcld 11980	. . . 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 11983	. . . . 5 ⊢ (exp‘0) = 1
23		simpr 110	. . . . 5 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → 1 < 𝑈)
24	22, 23	eqbrtrid 4079	. . . 4 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (exp‘0) < 𝑈)
25		peano2re 8208	. . . . . 6 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → (𝑈 + 1) ∈ ℝ)
26	25	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (𝑈 + 1) ∈ ℝ)
27		reefcl 11979	. . . . . 6 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → (exp‘𝑈) ∈ ℝ)
28	27	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (exp‘𝑈) ∈ ℝ)
29		ltp1 8917	. . . . . 6 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → 𝑈 < (𝑈 + 1))
30	29	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → 𝑈 < (𝑈 + 1))
31	8	recnd 8101	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → 𝑈 ∈ ℂ)
32		ax-1cn 8018	. . . . . . 7 ⊢ 1 ∈ ℂ
33		addcom 8209	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑈 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝑈 + 1) = (1 + 𝑈))
34	31, 32, 33	sylancl 413	. . . . . 6 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (𝑈 + 1) = (1 + 𝑈))
35	8, 14	elrpd 9815	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → 𝑈 ∈ ℝ+)
36		efgt1p 12007	. . . . . . 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 4066	. . . . 5 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → (𝑈 + 1) < (exp‘𝑈))
39	8, 26, 28, 30, 38	lttrd 8198	. . . 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 533	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → 𝑈 ∈ ℝ)
42	2, 41, 3	sylancr 414	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → (0[,]𝑈) ⊆ ℝ)
43		simplr 528	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → 𝑦 ∈ (0[,]𝑈))
44	42, 43	sseldd 3194	. . . . 5 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → 𝑦 ∈ ℝ)
45		simprl 529	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → 𝑧 ∈ (0[,]𝑈))
46	42, 45	sseldd 3194	. . . . 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 531	. . . 4 ⊢ ((((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]𝑈)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,]𝑈) ∧ 𝑦 < 𝑧)) → 𝑦 < 𝑧)
49		efltim 12009	. . . 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 15115	. 2 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑈) → ∃𝑥 ∈ (0(,)𝑈)(exp‘𝑥) = 𝑈)
52		ssrexv 3258	. 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)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1373   ∈ wcel 2176  ∃wrex 2485   ⊆ wss 3166   class class class wbr 4044  ‘cfv 5271  (class class class)co 5944  ℂcc 7923  ℝcr 7924  0cc0 7925  1c1 7926   + caddc 7928   < clt 8107  ℝ⁺crp 9775  (,)cioo 10010  [,]cicc 10013  expce 11953  –cn→ccncf 15042

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1470  ax-7 1471  ax-gen 1472  ax-ie1 1516  ax-ie2 1517  ax-8 1527  ax-10 1528  ax-11 1529  ax-i12 1530  ax-bndl 1532  ax-4 1533  ax-17 1549  ax-i9 1553  ax-ial 1557  ax-i5r 1558  ax-13 2178  ax-14 2179  ax-ext 2187  ax-coll 4159  ax-sep 4162  ax-nul 4170  ax-pow 4218  ax-pr 4253  ax-un 4480  ax-setind 4585  ax-iinf 4636  ax-cnex 8016  ax-resscn 8017  ax-1cn 8018  ax-1re 8019  ax-icn 8020  ax-addcl 8021  ax-addrcl 8022  ax-mulcl 8023  ax-mulrcl 8024  ax-addcom 8025  ax-mulcom 8026  ax-addass 8027  ax-mulass 8028  ax-distr 8029  ax-i2m1 8030  ax-0lt1 8031  ax-1rid 8032  ax-0id 8033  ax-rnegex 8034  ax-precex 8035  ax-cnre 8036  ax-pre-ltirr 8037  ax-pre-ltwlin 8038  ax-pre-lttrn 8039  ax-pre-apti 8040  ax-pre-ltadd 8041  ax-pre-mulgt0 8042  ax-pre-mulext 8043  ax-arch 8044  ax-caucvg 8045  ax-pre-suploc 8046  ax-addf 8047  ax-mulf 8048

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 833  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1484  df-sb 1786  df-eu 2057  df-mo 2058  df-clab 2192  df-cleq 2198  df-clel 2201  df-nfc 2337  df-ne 2377  df-nel 2472  df-ral 2489  df-rex 2490  df-reu 2491  df-rmo 2492  df-rab 2493  df-v 2774  df-sbc 2999  df-csb 3094  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-nul 3461  df-if 3572  df-pw 3618  df-sn 3639  df-pr 3640  df-op 3642  df-uni 3851  df-int 3886  df-iun 3929  df-disj 4022  df-br 4045  df-opab 4106  df-mpt 4107  df-tr 4143  df-id 4340  df-po 4343  df-iso 4344  df-iord 4413  df-on 4415  df-ilim 4416  df-suc 4418  df-iom 4639  df-xp 4681  df-rel 4682  df-cnv 4683  df-co 4684  df-dm 4685  df-rn 4686  df-res 4687  df-ima 4688  df-iota 5232  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-isom 5280  df-riota 5899  df-ov 5947  df-oprab 5948  df-mpo 5949  df-of 6158  df-1st 6226  df-2nd 6227  df-recs 6391  df-irdg 6456  df-frec 6477  df-1o 6502  df-oadd 6506  df-er 6620  df-map 6737  df-pm 6738  df-en 6828  df-dom 6829  df-fin 6830  df-sup 7086  df-inf 7087  df-pnf 8109  df-mnf 8110  df-xr 8111  df-ltxr 8112  df-le 8113  df-sub 8245  df-neg 8246  df-reap 8648  df-ap 8655  df-div 8746  df-inn 9037  df-2 9095  df-3 9096  df-4 9097  df-n0 9296  df-z 9373  df-uz 9649  df-q 9741  df-rp 9776  df-xneg 9894  df-xadd 9895  df-ioo 10014  df-ico 10016  df-icc 10017  df-fz 10131  df-fzo 10265  df-seqfrec 10593  df-exp 10684  df-fac 10871  df-bc 10893  df-ihash 10921  df-shft 11126  df-cj 11153  df-re 11154  df-im 11155  df-rsqrt 11309  df-abs 11310  df-clim 11590  df-sumdc 11665  df-ef 11959  df-rest 13073  df-topgen 13092  df-psmet 14305  df-xmet 14306  df-met 14307  df-bl 14308  df-mopn 14309  df-top 14470  df-topon 14483  df-bases 14515  df-ntr 14568  df-cn 14660  df-cnp 14661  df-tx 14725  df-cncf 15043  df-limced 15128  df-dvap 15129

This theorem is referenced by:  reeff1oleme  15244  reeff1o  15245