Theorem efexple 27258

Description: Convert a bound on a power to a bound on the exponent. (Contributed by Mario Carneiro, 11-Mar-2014.)

Assertion

Ref	Expression
efexple	⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((𝐴↑𝑁) ≤ 𝐵 ↔ 𝑁 ≤ (⌊‘((log‘𝐵) / (log‘𝐴)))))

Proof of Theorem efexple

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpl 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
2		0lt1 11663	. . . . . . . 8 ⊢ 0 < 1
3		0re 11137	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 ∈ ℝ
4		1re 11135	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ∈ ℝ
5		lttr 11213	. . . . . . . . 9 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝐴) → 0 < 𝐴))
6	3, 4, 5	mp3an12 1454	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝐴) → 0 < 𝐴))
7	2, 6	mpani 697	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (1 < 𝐴 → 0 < 𝐴))
8	7	imp 406	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → 0 < 𝐴)
9	1, 8	elrpd 12974	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ+)
10	9	3ad2ant1 1134	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → 𝐴 ∈ ℝ+)
11		simp2 1138	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → 𝑁 ∈ ℤ)
12		reexplog 26572	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ+ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴↑𝑁) = (exp‘(𝑁 · (log‘𝐴))))
13	10, 11, 12	syl2anc 585	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (𝐴↑𝑁) = (exp‘(𝑁 · (log‘𝐴))))
14		reeflog 26557	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ+ → (exp‘(log‘𝐵)) = 𝐵)
15	14	3ad2ant3 1136	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (exp‘(log‘𝐵)) = 𝐵)
16	15	eqcomd 2743	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → 𝐵 = (exp‘(log‘𝐵)))
17	13, 16	breq12d 5099	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((𝐴↑𝑁) ≤ 𝐵 ↔ (exp‘(𝑁 · (log‘𝐴))) ≤ (exp‘(log‘𝐵))))
18		zre 12519	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ)
19	18	3ad2ant2 1135	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → 𝑁 ∈ ℝ)
20		rplogcl 26581	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → (log‘𝐴) ∈ ℝ+)
21	20	3ad2ant1 1134	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (log‘𝐴) ∈ ℝ+)
22	21	rpred 12977	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (log‘𝐴) ∈ ℝ)
23	19, 22	remulcld 11166	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (𝑁 · (log‘𝐴)) ∈ ℝ)
24		relogcl 26552	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ+ → (log‘𝐵) ∈ ℝ)
25	24	3ad2ant3 1136	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (log‘𝐵) ∈ ℝ)
26		efle 16076	. . 3 ⊢ (((𝑁 · (log‘𝐴)) ∈ ℝ ∧ (log‘𝐵) ∈ ℝ) → ((𝑁 · (log‘𝐴)) ≤ (log‘𝐵) ↔ (exp‘(𝑁 · (log‘𝐴))) ≤ (exp‘(log‘𝐵))))
27	23, 25, 26	syl2anc 585	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((𝑁 · (log‘𝐴)) ≤ (log‘𝐵) ↔ (exp‘(𝑁 · (log‘𝐴))) ≤ (exp‘(log‘𝐵))))
28	19, 25, 21	lemuldivd 13026	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((𝑁 · (log‘𝐴)) ≤ (log‘𝐵) ↔ 𝑁 ≤ ((log‘𝐵) / (log‘𝐴))))
29	25, 21	rerpdivcld 13008	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((log‘𝐵) / (log‘𝐴)) ∈ ℝ)
30		flge 13755	. . . 4 ⊢ ((((log‘𝐵) / (log‘𝐴)) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑁 ≤ ((log‘𝐵) / (log‘𝐴)) ↔ 𝑁 ≤ (⌊‘((log‘𝐵) / (log‘𝐴)))))
31	29, 11, 30	syl2anc 585	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (𝑁 ≤ ((log‘𝐵) / (log‘𝐴)) ↔ 𝑁 ≤ (⌊‘((log‘𝐵) / (log‘𝐴)))))
32	28, 31	bitrd 279	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((𝑁 · (log‘𝐴)) ≤ (log‘𝐵) ↔ 𝑁 ≤ (⌊‘((log‘𝐵) / (log‘𝐴)))))
33	17, 27, 32	3bitr2d 307	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((𝐴↑𝑁) ≤ 𝐵 ↔ 𝑁 ≤ (⌊‘((log‘𝐵) / (log‘𝐴)))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   class class class wbr 5086  ‘cfv 6492  (class class class)co 7360  ℝcr 11028  0cc0 11029  1c1 11030   · cmul 11034   < clt 11170   ≤ cle 11171   / cdiv 11798  ℤcz 12515  ℝ⁺crp 12933  ⌊cfl 13740  ↑cexp 14014  expce 16017  logclog 26531

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5302  ax-pr 5370  ax-un 7682  ax-inf2 9553  ax-cnex 11085  ax-resscn 11086  ax-1cn 11087  ax-icn 11088  ax-addcl 11089  ax-addrcl 11090  ax-mulcl 11091  ax-mulrcl 11092  ax-mulcom 11093  ax-addass 11094  ax-mulass 11095  ax-distr 11096  ax-i2m1 11097  ax-1ne0 11098  ax-1rid 11099  ax-rnegex 11100  ax-rrecex 11101  ax-cnre 11102  ax-pre-lttri 11103  ax-pre-lttrn 11104  ax-pre-ltadd 11105  ax-pre-mulgt0 11106  ax-pre-sup 11107  ax-addf 11108

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-iin 4937  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-se 5578  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-of 7624  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-supp 8104  df-frecs 8224  df-wrecs 8255  df-recs 8304  df-rdg 8342  df-1o 8398  df-2o 8399  df-er 8636  df-map 8768  df-pm 8769  df-ixp 8839  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-fin 8890  df-fsupp 9268  df-fi 9317  df-sup 9348  df-inf 9349  df-oi 9418  df-card 9854  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-div 11799  df-nn 12166  df-2 12235  df-3 12236  df-4 12237  df-5 12238  df-6 12239  df-7 12240  df-8 12241  df-9 12242  df-n0 12429  df-z 12516  df-dec 12636  df-uz 12780  df-q 12890  df-rp 12934  df-xneg 13054  df-xadd 13055  df-xmul 13056  df-ioo 13293  df-ioc 13294  df-ico 13295  df-icc 13296  df-fz 13453  df-fzo 13600  df-fl 13742  df-mod 13820  df-seq 13955  df-exp 14015  df-fac 14227  df-bc 14256  df-hash 14284  df-shft 15020  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-limsup 15424  df-clim 15441  df-rlim 15442  df-sum 15640  df-ef 16023  df-sin 16025  df-cos 16026  df-pi 16028  df-struct 17108  df-sets 17125  df-slot 17143  df-ndx 17155  df-base 17171  df-ress 17192  df-plusg 17224  df-mulr 17225  df-starv 17226  df-sca 17227  df-vsca 17228  df-ip 17229  df-tset 17230  df-ple 17231  df-ds 17233  df-unif 17234  df-hom 17235  df-cco 17236  df-rest 17376  df-topn 17377  df-0g 17395  df-gsum 17396  df-topgen 17397  df-pt 17398  df-prds 17401  df-xrs 17457  df-qtop 17462  df-imas 17463  df-xps 17465  df-mre 17539  df-mrc 17540  df-acs 17542  df-mgm 18599  df-sgrp 18678  df-mnd 18694  df-submnd 18743  df-mulg 19035  df-cntz 19283  df-cmn 19748  df-psmet 21336  df-xmet 21337  df-met 21338  df-bl 21339  df-mopn 21340  df-fbas 21341  df-fg 21342  df-cnfld 21345  df-top 22869  df-topon 22886  df-topsp 22908  df-bases 22921  df-cld 22994  df-ntr 22995  df-cls 22996  df-nei 23073  df-lp 23111  df-perf 23112  df-cn 23202  df-cnp 23203  df-haus 23290  df-tx 23537  df-hmeo 23730  df-fil 23821  df-fm 23913  df-flim 23914  df-flf 23915  df-xms 24295  df-ms 24296  df-tms 24297  df-cncf 24855  df-limc 25843  df-dv 25844  df-log 26533

This theorem is referenced by:  bposlem1  27261  lighneallem2  48081