Users' Mathboxes Mathbox for metakunt < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  aks4d1p1p3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem aks4d1p1p3 42064
Description: Bound of a ceiling of the binary logarithm to the fifth power. (Contributed by metakunt, 19-Aug-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
aks4d1p1p3.1 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
aks4d1p1p3.2 𝐵 = (⌈‘((2 logb 𝑁)↑5))
aks4d1p1p3.3 (𝜑 → 3 ≤ 𝑁)
Assertion
Ref Expression
aks4d1p1p3 (𝜑 → (𝑁𝑐(⌊‘(2 logb 𝐵))) < (𝑁𝑐(2 logb (((2 logb 𝑁)↑5) + 1))))

Proof of Theorem aks4d1p1p3
StepHypRef Expression
1 2re 12267 . . . . . . 7 2 ∈ ℝ
21a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
3 2pos 12296 . . . . . . 7 0 < 2
43a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 0 < 2)
5 aks4d1p1p3.1 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
65nnred 12208 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
75nngt0d 12242 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 < 𝑁)
8 1red 11182 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
9 1lt2 12359 . . . . . . . . . . . . . 14 1 < 2
109a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 1 < 2)
118, 10ltned 11317 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ≠ 2)
1211necomd 2981 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 2 ≠ 1)
132, 4, 6, 7, 12relogbcld 41968 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (2 logb 𝑁) ∈ ℝ)
14 5nn0 12469 . . . . . . . . . . 11 5 ∈ ℕ0
1514a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 5 ∈ ℕ0)
1613, 15reexpcld 14135 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((2 logb 𝑁)↑5) ∈ ℝ)
17 ceilcl 13811 . . . . . . . . 9 (((2 logb 𝑁)↑5) ∈ ℝ → (⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)) ∈ ℤ)
1816, 17syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)) ∈ ℤ)
1918zred 12645 . . . . . . 7 (𝜑 → (⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)) ∈ ℝ)
20 aks4d1p1p3.2 . . . . . . . . 9 𝐵 = (⌈‘((2 logb 𝑁)↑5))
2120a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑𝐵 = (⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)))
2221eleq1d 2814 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐵 ∈ ℝ ↔ (⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)) ∈ ℝ))
2319, 22mpbird 257 . . . . . 6 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
24 0red 11184 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
25 7re 12286 . . . . . . . 8 7 ∈ ℝ
2625a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 7 ∈ ℝ)
27 7pos 12304 . . . . . . . 8 0 < 7
2827a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < 7)
29 aks4d1p1p3.3 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 3 ≤ 𝑁)
306, 293lexlogpow5ineq3 42052 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 7 < ((2 logb 𝑁)↑5))
31 ceilge 13814 . . . . . . . . . 10 (((2 logb 𝑁)↑5) ∈ ℝ → ((2 logb 𝑁)↑5) ≤ (⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)))
3216, 31syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((2 logb 𝑁)↑5) ≤ (⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)))
3326, 16, 19, 30, 32ltletrd 11341 . . . . . . . 8 (𝜑 → 7 < (⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)))
3421eqcomd 2736 . . . . . . . 8 (𝜑 → (⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)) = 𝐵)
3533, 34breqtrd 5136 . . . . . . 7 (𝜑 → 7 < 𝐵)
3624, 26, 23, 28, 35lttrd 11342 . . . . . 6 (𝜑 → 0 < 𝐵)
372, 4, 23, 36, 12relogbcld 41968 . . . . 5 (𝜑 → (2 logb 𝐵) ∈ ℝ)
3837flcld 13767 . . . 4 (𝜑 → (⌊‘(2 logb 𝐵)) ∈ ℤ)
3938zred 12645 . . 3 (𝜑 → (⌊‘(2 logb 𝐵)) ∈ ℝ)
4016, 8readdcld 11210 . . . 4 (𝜑 → (((2 logb 𝑁)↑5) + 1) ∈ ℝ)
4116ltp1d 12120 . . . . . 6 (𝜑 → ((2 logb 𝑁)↑5) < (((2 logb 𝑁)↑5) + 1))
4226, 16, 40, 30, 41lttrd 11342 . . . . 5 (𝜑 → 7 < (((2 logb 𝑁)↑5) + 1))
4324, 26, 40, 28, 42lttrd 11342 . . . 4 (𝜑 → 0 < (((2 logb 𝑁)↑5) + 1))
442, 4, 40, 43, 12relogbcld 41968 . . 3 (𝜑 → (2 logb (((2 logb 𝑁)↑5) + 1)) ∈ ℝ)
45 flle 13768 . . . 4 ((2 logb 𝐵) ∈ ℝ → (⌊‘(2 logb 𝐵)) ≤ (2 logb 𝐵))
4637, 45syl 17 . . 3 (𝜑 → (⌊‘(2 logb 𝐵)) ≤ (2 logb 𝐵))
47 ceilm1lt 13817 . . . . . . 7 (((2 logb 𝑁)↑5) ∈ ℝ → ((⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)) − 1) < ((2 logb 𝑁)↑5))
4816, 47syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ((⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)) − 1) < ((2 logb 𝑁)↑5))
4919, 8, 16ltsubaddd 11781 . . . . . 6 (𝜑 → (((⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)) − 1) < ((2 logb 𝑁)↑5) ↔ (⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)) < (((2 logb 𝑁)↑5) + 1)))
5048, 49mpbid 232 . . . . 5 (𝜑 → (⌈‘((2 logb 𝑁)↑5)) < (((2 logb 𝑁)↑5) + 1))
5121, 50eqbrtrd 5132 . . . 4 (𝜑𝐵 < (((2 logb 𝑁)↑5) + 1))
52 2z 12572 . . . . . . 7 2 ∈ ℤ
5352a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ ℤ)
5453uzidd 12816 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ (ℤ‘2))
5523, 36elrpd 12999 . . . . 5 (𝜑𝐵 ∈ ℝ+)
5640, 43elrpd 12999 . . . . 5 (𝜑 → (((2 logb 𝑁)↑5) + 1) ∈ ℝ+)
57 logblt 26701 . . . . 5 ((2 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐵 ∈ ℝ+ ∧ (((2 logb 𝑁)↑5) + 1) ∈ ℝ+) → (𝐵 < (((2 logb 𝑁)↑5) + 1) ↔ (2 logb 𝐵) < (2 logb (((2 logb 𝑁)↑5) + 1))))
5854, 55, 56, 57syl3anc 1373 . . . 4 (𝜑 → (𝐵 < (((2 logb 𝑁)↑5) + 1) ↔ (2 logb 𝐵) < (2 logb (((2 logb 𝑁)↑5) + 1))))
5951, 58mpbid 232 . . 3 (𝜑 → (2 logb 𝐵) < (2 logb (((2 logb 𝑁)↑5) + 1)))
6039, 37, 44, 46, 59lelttrd 11339 . 2 (𝜑 → (⌊‘(2 logb 𝐵)) < (2 logb (((2 logb 𝑁)↑5) + 1)))
61 3re 12273 . . . . 5 3 ∈ ℝ
6261a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 3 ∈ ℝ)
63 1lt3 12361 . . . . 5 1 < 3
6463a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 1 < 3)
658, 62, 6, 64, 29ltletrd 11341 . . 3 (𝜑 → 1 < 𝑁)
666, 65, 39, 44cxpltd 26635 . 2 (𝜑 → ((⌊‘(2 logb 𝐵)) < (2 logb (((2 logb 𝑁)↑5) + 1)) ↔ (𝑁𝑐(⌊‘(2 logb 𝐵))) < (𝑁𝑐(2 logb (((2 logb 𝑁)↑5) + 1)))))
6760, 66mpbid 232 1 (𝜑 → (𝑁𝑐(⌊‘(2 logb 𝐵))) < (𝑁𝑐(2 logb (((2 logb 𝑁)↑5) + 1))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206   = wceq 1540  wcel 2109   class class class wbr 5110  cfv 6514  (class class class)co 7390  cr 11074  0cc0 11075  1c1 11076   + caddc 11078   < clt 11215  cle 11216  cmin 11412  cn 12193  2c2 12248  3c3 12249  5c5 12251  7c7 12253  0cn0 12449  cz 12536  cuz 12800  +crp 12958  cfl 13759  cceil 13760  cexp 14033  𝑐ccxp 26471   logb clogb 26681
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5237  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714  ax-inf2 9601  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152  ax-pre-sup 11153  ax-addf 11154
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-pss 3937  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-tp 4597  df-op 4599  df-uni 4875  df-int 4914  df-iun 4960  df-iin 4961  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5536  df-eprel 5541  df-po 5549  df-so 5550  df-fr 5594  df-se 5595  df-we 5596  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-isom 6523  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-of 7656  df-om 7846  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8343  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-2o 8438  df-er 8674  df-map 8804  df-pm 8805  df-ixp 8874  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-fin 8925  df-fsupp 9320  df-fi 9369  df-sup 9400  df-inf 9401  df-oi 9470  df-card 9899  df-pnf 11217  df-mnf 11218  df-xr 11219  df-ltxr 11220  df-le 11221  df-sub 11414  df-neg 11415  df-div 11843  df-nn 12194  df-2 12256  df-3 12257  df-4 12258  df-5 12259  df-6 12260  df-7 12261  df-8 12262  df-9 12263  df-n0 12450  df-z 12537  df-dec 12657  df-uz 12801  df-q 12915  df-rp 12959  df-xneg 13079  df-xadd 13080  df-xmul 13081  df-ioo 13317  df-ioc 13318  df-ico 13319  df-icc 13320  df-fz 13476  df-fzo 13623  df-fl 13761  df-ceil 13762  df-mod 13839  df-seq 13974  df-exp 14034  df-fac 14246  df-bc 14275  df-hash 14303  df-shft 15040  df-cj 15072  df-re 15073  df-im 15074  df-sqrt 15208  df-abs 15209  df-limsup 15444  df-clim 15461  df-rlim 15462  df-sum 15660  df-ef 16040  df-sin 16042  df-cos 16043  df-pi 16045  df-struct 17124  df-sets 17141  df-slot 17159  df-ndx 17171  df-base 17187  df-ress 17208  df-plusg 17240  df-mulr 17241  df-starv 17242  df-sca 17243  df-vsca 17244  df-ip 17245  df-tset 17246  df-ple 17247  df-ds 17249  df-unif 17250  df-hom 17251  df-cco 17252  df-rest 17392  df-topn 17393  df-0g 17411  df-gsum 17412  df-topgen 17413  df-pt 17414  df-prds 17417  df-xrs 17472  df-qtop 17477  df-imas 17478  df-xps 17480  df-mre 17554  df-mrc 17555  df-acs 17557  df-mgm 18574  df-sgrp 18653  df-mnd 18669  df-submnd 18718  df-mulg 19007  df-cntz 19256  df-cmn 19719  df-psmet 21263  df-xmet 21264  df-met 21265  df-bl 21266  df-mopn 21267  df-fbas 21268  df-fg 21269  df-cnfld 21272  df-top 22788  df-topon 22805  df-topsp 22827  df-bases 22840  df-cld 22913  df-ntr 22914  df-cls 22915  df-nei 22992  df-lp 23030  df-perf 23031  df-cn 23121  df-cnp 23122  df-haus 23209  df-tx 23456  df-hmeo 23649  df-fil 23740  df-fm 23832  df-flim 23833  df-flf 23834  df-xms 24215  df-ms 24216  df-tms 24217  df-cncf 24778  df-limc 25774  df-dv 25775  df-log 26472  df-cxp 26473  df-logb 26682
This theorem is referenced by:  aks4d1p1p2  42065
  Copyright terms: Public domain W3C validator