Users' Mathboxes Mathbox for metakunt < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  3lexlogpow2ineq1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 3lexlogpow2ineq1 42039
Description: Result for bound in AKS inequality lemma. (Contributed by metakunt, 21-Aug-2024.)
Assertion
Ref Expression
3lexlogpow2ineq1 ((3 / 2) < (2 logb 3) ∧ (2 logb 3) < (5 / 3))

Proof of Theorem 3lexlogpow2ineq1
StepHypRef Expression
1 tru 1540 . 2
2 8lt9 12462 . . . . . . . 8 8 < 9
3 2z 12646 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℤ
4 uzid 12890 . . . . . . . . . . 11 (2 ∈ ℤ → 2 ∈ (ℤ‘2))
53, 4ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 2 ∈ (ℤ‘2)
6 8nn 12358 . . . . . . . . . . 11 8 ∈ ℕ
7 nnrp 13043 . . . . . . . . . . 11 (8 ∈ ℕ → 8 ∈ ℝ+)
86, 7ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 8 ∈ ℝ+
9 9nn 12361 . . . . . . . . . . 11 9 ∈ ℕ
10 nnrp 13043 . . . . . . . . . . 11 (9 ∈ ℕ → 9 ∈ ℝ+)
119, 10ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 9 ∈ ℝ+
125, 8, 113pm3.2i 1338 . . . . . . . . 9 (2 ∈ (ℤ‘2) ∧ 8 ∈ ℝ+ ∧ 9 ∈ ℝ+)
13 logblt 26841 . . . . . . . . 9 ((2 ∈ (ℤ‘2) ∧ 8 ∈ ℝ+ ∧ 9 ∈ ℝ+) → (8 < 9 ↔ (2 logb 8) < (2 logb 9)))
1412, 13ax-mp 5 . . . . . . . 8 (8 < 9 ↔ (2 logb 8) < (2 logb 9))
152, 14mpbi 230 . . . . . . 7 (2 logb 8) < (2 logb 9)
1615a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → (2 logb 8) < (2 logb 9))
17 eqid 2734 . . . . . . . . . 10 8 = 8
18 cu2 14235 . . . . . . . . . 10 (2↑3) = 8
1917, 18eqtr4i 2765 . . . . . . . . 9 8 = (2↑3)
2019a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → 8 = (2↑3))
2120oveq2d 7446 . . . . . . 7 (⊤ → (2 logb 8) = (2 logb (2↑3)))
22 2rp 13036 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℝ+
2322a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → 2 ∈ ℝ+)
24 1red 11259 . . . . . . . . . 10 (⊤ → 1 ∈ ℝ)
25 1lt2 12434 . . . . . . . . . . 11 1 < 2
2625a1i 11 . . . . . . . . . 10 (⊤ → 1 < 2)
2724, 26ltned 11394 . . . . . . . . 9 (⊤ → 1 ≠ 2)
2827necomd 2993 . . . . . . . 8 (⊤ → 2 ≠ 1)
29 3z 12647 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℤ
3029a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → 3 ∈ ℤ)
3123, 28, 30relogbexpd 41955 . . . . . . 7 (⊤ → (2 logb (2↑3)) = 3)
3221, 31eqtrd 2774 . . . . . 6 (⊤ → (2 logb 8) = 3)
33 eqid 2734 . . . . . . . . 9 9 = 9
34 sq3 14233 . . . . . . . . 9 (3↑2) = 9
3533, 34eqtr4i 2765 . . . . . . . 8 9 = (3↑2)
3635a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → 9 = (3↑2))
3736oveq2d 7446 . . . . . 6 (⊤ → (2 logb 9) = (2 logb (3↑2)))
3816, 32, 373brtr3d 5178 . . . . 5 (⊤ → 3 < (2 logb (3↑2)))
39 3re 12343 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℝ
4039a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → 3 ∈ ℝ)
4140recnd 11286 . . . . . . 7 (⊤ → 3 ∈ ℂ)
42 2re 12337 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℝ
4342a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → 2 ∈ ℝ)
4443recnd 11286 . . . . . . 7 (⊤ → 2 ∈ ℂ)
45 2pos 12366 . . . . . . . . 9 0 < 2
4645a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → 0 < 2)
4746gt0ne0d 11824 . . . . . . 7 (⊤ → 2 ≠ 0)
4841, 44, 47divcan1d 12041 . . . . . 6 (⊤ → ((3 / 2) · 2) = 3)
4948eqcomd 2740 . . . . 5 (⊤ → 3 = ((3 / 2) · 2))
50 3pos 12368 . . . . . . . . 9 0 < 3
5150a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → 0 < 3)
5240, 51elrpd 13071 . . . . . . 7 (⊤ → 3 ∈ ℝ+)
533a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → 2 ∈ ℤ)
5423, 28, 52, 53relogbzexpd 41956 . . . . . 6 (⊤ → (2 logb (3↑2)) = (2 · (2 logb 3)))
5543, 46, 40, 51, 28relogbcld 41954 . . . . . . . 8 (⊤ → (2 logb 3) ∈ ℝ)
5655recnd 11286 . . . . . . 7 (⊤ → (2 logb 3) ∈ ℂ)
5744, 56mulcomd 11279 . . . . . 6 (⊤ → (2 · (2 logb 3)) = ((2 logb 3) · 2))
5854, 57eqtrd 2774 . . . . 5 (⊤ → (2 logb (3↑2)) = ((2 logb 3) · 2))
5938, 49, 583brtr3d 5178 . . . 4 (⊤ → ((3 / 2) · 2) < ((2 logb 3) · 2))
6040rehalfcld 12510 . . . . 5 (⊤ → (3 / 2) ∈ ℝ)
6160, 55, 23ltmul1d 13115 . . . 4 (⊤ → ((3 / 2) < (2 logb 3) ↔ ((3 / 2) · 2) < ((2 logb 3) · 2)))
6259, 61mpbird 257 . . 3 (⊤ → (3 / 2) < (2 logb 3))
63 2nn0 12540 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℕ0
64 3nn0 12541 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℕ0
65 7nn0 12545 . . . . . . . . 9 7 ∈ ℕ0
66 7lt10 12863 . . . . . . . . 9 7 < 10
67 2lt3 12435 . . . . . . . . 9 2 < 3
6863, 64, 65, 63, 66, 67decltc 12759 . . . . . . . 8 27 < 32
69 7nn 12355 . . . . . . . . . . . 12 7 ∈ ℕ
7063, 69decnncl 12750 . . . . . . . . . . 11 27 ∈ ℕ
71 nnrp 13043 . . . . . . . . . . 11 (27 ∈ ℕ → 27 ∈ ℝ+)
7270, 71ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 27 ∈ ℝ+
73 2nn 12336 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℕ
7464, 73decnncl 12750 . . . . . . . . . . 11 32 ∈ ℕ
75 nnrp 13043 . . . . . . . . . . 11 (32 ∈ ℕ → 32 ∈ ℝ+)
7674, 75ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 32 ∈ ℝ+
775, 72, 763pm3.2i 1338 . . . . . . . . 9 (2 ∈ (ℤ‘2) ∧ 27 ∈ ℝ+32 ∈ ℝ+)
78 logblt 26841 . . . . . . . . 9 ((2 ∈ (ℤ‘2) ∧ 27 ∈ ℝ+32 ∈ ℝ+) → (27 < 32 ↔ (2 logb 27) < (2 logb 32)))
7977, 78ax-mp 5 . . . . . . . 8 (27 < 32 ↔ (2 logb 27) < (2 logb 32))
8068, 79mpbi 230 . . . . . . 7 (2 logb 27) < (2 logb 32)
8180a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → (2 logb 27) < (2 logb 32))
82 eqid 2734 . . . . . . . . 9 32 = 32
83 2exp5 17119 . . . . . . . . 9 (2↑5) = 32
8482, 83eqtr4i 2765 . . . . . . . 8 32 = (2↑5)
8584a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → 32 = (2↑5))
8685oveq2d 7446 . . . . . 6 (⊤ → (2 logb 32) = (2 logb (2↑5)))
8781, 86breqtrd 5173 . . . . 5 (⊤ → (2 logb 27) < (2 logb (2↑5)))
88 eqid 2734 . . . . . . . . . 10 27 = 27
89 3exp3 17125 . . . . . . . . . 10 (3↑3) = 27
9088, 89eqtr4i 2765 . . . . . . . . 9 27 = (3↑3)
9190a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → 27 = (3↑3))
9291oveq2d 7446 . . . . . . 7 (⊤ → (2 logb 27) = (2 logb (3↑3)))
9323, 28, 52, 30relogbzexpd 41956 . . . . . . 7 (⊤ → (2 logb (3↑3)) = (3 · (2 logb 3)))
9492, 93eqtrd 2774 . . . . . 6 (⊤ → (2 logb 27) = (3 · (2 logb 3)))
9541, 56mulcomd 11279 . . . . . 6 (⊤ → (3 · (2 logb 3)) = ((2 logb 3) · 3))
9694, 95eqtrd 2774 . . . . 5 (⊤ → (2 logb 27) = ((2 logb 3) · 3))
97 5re 12350 . . . . . . . . . 10 5 ∈ ℝ
9897a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → 5 ∈ ℝ)
9998recnd 11286 . . . . . . . 8 (⊤ → 5 ∈ ℂ)
10051gt0ne0d 11824 . . . . . . . 8 (⊤ → 3 ≠ 0)
10199, 41, 100divcan1d 12041 . . . . . . 7 (⊤ → ((5 / 3) · 3) = 5)
102 5nn 12349 . . . . . . . . . . 11 5 ∈ ℕ
103102a1i 11 . . . . . . . . . 10 (⊤ → 5 ∈ ℕ)
104103nnzd 12637 . . . . . . . . 9 (⊤ → 5 ∈ ℤ)
10523, 28, 104relogbexpd 41955 . . . . . . . 8 (⊤ → (2 logb (2↑5)) = 5)
106105eqcomd 2740 . . . . . . 7 (⊤ → 5 = (2 logb (2↑5)))
107101, 106eqtrd 2774 . . . . . 6 (⊤ → ((5 / 3) · 3) = (2 logb (2↑5)))
108107eqcomd 2740 . . . . 5 (⊤ → (2 logb (2↑5)) = ((5 / 3) · 3))
10987, 96, 1083brtr3d 5178 . . . 4 (⊤ → ((2 logb 3) · 3) < ((5 / 3) · 3))
11098, 40, 100redivcld 12092 . . . . 5 (⊤ → (5 / 3) ∈ ℝ)
11155, 110, 52ltmul1d 13115 . . . 4 (⊤ → ((2 logb 3) < (5 / 3) ↔ ((2 logb 3) · 3) < ((5 / 3) · 3)))
112109, 111mpbird 257 . . 3 (⊤ → (2 logb 3) < (5 / 3))
11362, 112jca 511 . 2 (⊤ → ((3 / 2) < (2 logb 3) ∧ (2 logb 3) < (5 / 3)))
1141, 113ax-mp 5 1 ((3 / 2) < (2 logb 3) ∧ (2 logb 3) < (5 / 3))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1536  wtru 1537  wcel 2105   class class class wbr 5147  cfv 6562  (class class class)co 7430  cr 11151  0cc0 11152  1c1 11153   · cmul 11157   < clt 11292   / cdiv 11917  cn 12263  2c2 12318  3c3 12319  5c5 12321  7c7 12323  8c8 12324  9c9 12325  cz 12610  cdc 12730  cuz 12875  +crp 13031  cexp 14098   logb clogb 26821
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1791  ax-4 1805  ax-5 1907  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2138  ax-11 2154  ax-12 2174  ax-ext 2705  ax-rep 5284  ax-sep 5301  ax-nul 5311  ax-pow 5370  ax-pr 5437  ax-un 7753  ax-inf2 9678  ax-cnex 11208  ax-resscn 11209  ax-1cn 11210  ax-icn 11211  ax-addcl 11212  ax-addrcl 11213  ax-mulcl 11214  ax-mulrcl 11215  ax-mulcom 11216  ax-addass 11217  ax-mulass 11218  ax-distr 11219  ax-i2m1 11220  ax-1ne0 11221  ax-1rid 11222  ax-rnegex 11223  ax-rrecex 11224  ax-cnre 11225  ax-pre-lttri 11226  ax-pre-lttrn 11227  ax-pre-ltadd 11228  ax-pre-mulgt0 11229  ax-pre-sup 11230  ax-addf 11231
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1776  df-nf 1780  df-sb 2062  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2726  df-clel 2813  df-nfc 2889  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3433  df-v 3479  df-sbc 3791  df-csb 3908  df-dif 3965  df-un 3967  df-in 3969  df-ss 3979  df-pss 3982  df-nul 4339  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-tp 4635  df-op 4637  df-uni 4912  df-int 4951  df-iun 4997  df-iin 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5640  df-se 5641  df-we 5642  df-xp 5694  df-rel 5695  df-cnv 5696  df-co 5697  df-dm 5698  df-rn 5699  df-res 5700  df-ima 5701  df-pred 6322  df-ord 6388  df-on 6389  df-lim 6390  df-suc 6391  df-iota 6515  df-fun 6564  df-fn 6565  df-f 6566  df-f1 6567  df-fo 6568  df-f1o 6569  df-fv 6570  df-isom 6571  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-of 7696  df-om 7887  df-1st 8012  df-2nd 8013  df-supp 8184  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8409  df-rdg 8448  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8743  df-map 8866  df-pm 8867  df-ixp 8936  df-en 8984  df-dom 8985  df-sdom 8986  df-fin 8987  df-fsupp 9399  df-fi 9448  df-sup 9479  df-inf 9480  df-oi 9547  df-card 9976  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11491  df-neg 11492  df-div 11918  df-nn 12264  df-2 12326  df-3 12327  df-4 12328  df-5 12329  df-6 12330  df-7 12331  df-8 12332  df-9 12333  df-n0 12524  df-z 12611  df-dec 12731  df-uz 12876  df-q 12988  df-rp 13032  df-xneg 13151  df-xadd 13152  df-xmul 13153  df-ioo 13387  df-ioc 13388  df-ico 13389  df-icc 13390  df-fz 13544  df-fzo 13691  df-fl 13828  df-mod 13906  df-seq 14039  df-exp 14099  df-fac 14309  df-bc 14338  df-hash 14366  df-shft 15102  df-cj 15134  df-re 15135  df-im 15136  df-sqrt 15270  df-abs 15271  df-limsup 15503  df-clim 15520  df-rlim 15521  df-sum 15719  df-ef 16099  df-sin 16101  df-cos 16102  df-pi 16104  df-struct 17180  df-sets 17197  df-slot 17215  df-ndx 17227  df-base 17245  df-ress 17274  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-starv 17312  df-sca 17313  df-vsca 17314  df-ip 17315  df-tset 17316  df-ple 17317  df-ds 17319  df-unif 17320  df-hom 17321  df-cco 17322  df-rest 17468  df-topn 17469  df-0g 17487  df-gsum 17488  df-topgen 17489  df-pt 17490  df-prds 17493  df-xrs 17548  df-qtop 17553  df-imas 17554  df-xps 17556  df-mre 17630  df-mrc 17631  df-acs 17633  df-mgm 18665  df-sgrp 18744  df-mnd 18760  df-submnd 18809  df-mulg 19098  df-cntz 19347  df-cmn 19814  df-psmet 21373  df-xmet 21374  df-met 21375  df-bl 21376  df-mopn 21377  df-fbas 21378  df-fg 21379  df-cnfld 21382  df-top 22915  df-topon 22932  df-topsp 22954  df-bases 22968  df-cld 23042  df-ntr 23043  df-cls 23044  df-nei 23121  df-lp 23159  df-perf 23160  df-cn 23250  df-cnp 23251  df-haus 23338  df-tx 23585  df-hmeo 23778  df-fil 23869  df-fm 23961  df-flim 23962  df-flf 23963  df-xms 24345  df-ms 24346  df-tms 24347  df-cncf 24917  df-limc 25915  df-dv 25916  df-log 26612  df-cxp 26613  df-logb 26822
This theorem is referenced by:  3lexlogpow2ineq2  42040  3lexlogpow5ineq5  42041  aks6d1c7lem1  42161
  Copyright terms: Public domain W3C validator