Theorem efexple 25549

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 475	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
2		0lt1 10955	. . . . . . . 8 ⊢ 0 < 1
3		0re 10433	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 ∈ ℝ
4		1re 10431	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ∈ ℝ
5		lttr 10509	. . . . . . . . 9 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝐴) → 0 < 𝐴))
6	3, 4, 5	mp3an12 1430	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝐴) → 0 < 𝐴))
7	2, 6	mpani 683	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (1 < 𝐴 → 0 < 𝐴))
8	7	imp 398	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → 0 < 𝐴)
9	1, 8	elrpd 12238	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ+)
10	9	3ad2ant1 1113	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → 𝐴 ∈ ℝ+)
11		simp2 1117	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → 𝑁 ∈ ℤ)
12		reexplog 24869	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ+ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴↑𝑁) = (exp‘(𝑁 · (log‘𝐴))))
13	10, 11, 12	syl2anc 576	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (𝐴↑𝑁) = (exp‘(𝑁 · (log‘𝐴))))
14		reeflog 24855	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ+ → (exp‘(log‘𝐵)) = 𝐵)
15	14	3ad2ant3 1115	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (exp‘(log‘𝐵)) = 𝐵)
16	15	eqcomd 2778	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → 𝐵 = (exp‘(log‘𝐵)))
17	13, 16	breq12d 4936	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((𝐴↑𝑁) ≤ 𝐵 ↔ (exp‘(𝑁 · (log‘𝐴))) ≤ (exp‘(log‘𝐵))))
18		zre 11790	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ)
19	18	3ad2ant2 1114	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → 𝑁 ∈ ℝ)
20		rplogcl 24878	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) → (log‘𝐴) ∈ ℝ+)
21	20	3ad2ant1 1113	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (log‘𝐴) ∈ ℝ+)
22	21	rpred 12241	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (log‘𝐴) ∈ ℝ)
23	19, 22	remulcld 10462	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (𝑁 · (log‘𝐴)) ∈ ℝ)
24		relogcl 24850	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ+ → (log‘𝐵) ∈ ℝ)
25	24	3ad2ant3 1115	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (log‘𝐵) ∈ ℝ)
26		efle 15321	. . 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 576	. 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 12290	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((𝑁 · (log‘𝐴)) ≤ (log‘𝐵) ↔ 𝑁 ≤ ((log‘𝐵) / (log‘𝐴))))
29	25, 21	rerpdivcld 12272	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((log‘𝐵) / (log‘𝐴)) ∈ ℝ)
30		flge 12983	. . . 4 ⊢ ((((log‘𝐵) / (log‘𝐴)) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑁 ≤ ((log‘𝐵) / (log‘𝐴)) ↔ 𝑁 ≤ (⌊‘((log‘𝐵) / (log‘𝐴)))))
31	29, 11, 30	syl2anc 576	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (𝑁 ≤ ((log‘𝐵) / (log‘𝐴)) ↔ 𝑁 ≤ (⌊‘((log‘𝐵) / (log‘𝐴)))))
32	28, 31	bitrd 271	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((𝑁 · (log‘𝐴)) ≤ (log‘𝐵) ↔ 𝑁 ≤ (⌊‘((log‘𝐵) / (log‘𝐴)))))
33	17, 27, 32	3bitr2d 299	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → ((𝐴↑𝑁) ≤ 𝐵 ↔ 𝑁 ≤ (⌊‘((log‘𝐵) / (log‘𝐴)))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 198   ∧ wa 387   ∧ w3a 1068   = wceq 1507   ∈ wcel 2048   class class class wbr 4923  ‘cfv 6182  (class class class)co 6970  ℝcr 10326  0cc0 10327  1c1 10328   · cmul 10332   < clt 10466   ≤ cle 10467   / cdiv 11090  ℤcz 11786  ℝ⁺crp 12197  ⌊cfl 12968  ↑cexp 13237  expce 15265  logclog 24829

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1758  ax-4 1772  ax-5 1869  ax-6 1928  ax-7 1964  ax-8 2050  ax-9 2057  ax-10 2077  ax-11 2091  ax-12 2104  ax-13 2299  ax-ext 2745  ax-rep 5043  ax-sep 5054  ax-nul 5061  ax-pow 5113  ax-pr 5180  ax-un 7273  ax-inf2 8890  ax-cnex 10383  ax-resscn 10384  ax-1cn 10385  ax-icn 10386  ax-addcl 10387  ax-addrcl 10388  ax-mulcl 10389  ax-mulrcl 10390  ax-mulcom 10391  ax-addass 10392  ax-mulass 10393  ax-distr 10394  ax-i2m1 10395  ax-1ne0 10396  ax-1rid 10397  ax-rnegex 10398  ax-rrecex 10399  ax-cnre 10400  ax-pre-lttri 10401  ax-pre-lttrn 10402  ax-pre-ltadd 10403  ax-pre-mulgt0 10404  ax-pre-sup 10405  ax-addf 10406  ax-mulf 10407

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 388  df-or 834  df-3or 1069  df-3an 1070  df-tru 1510  df-fal 1520  df-ex 1743  df-nf 1747  df-sb 2014  df-mo 2544  df-eu 2580  df-clab 2754  df-cleq 2765  df-clel 2840  df-nfc 2912  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3087  df-rex 3088  df-reu 3089  df-rmo 3090  df-rab 3091  df-v 3411  df-sbc 3678  df-csb 3783  df-dif 3828  df-un 3830  df-in 3832  df-ss 3839  df-pss 3841  df-nul 4174  df-if 4345  df-pw 4418  df-sn 4436  df-pr 4438  df-tp 4440  df-op 4442  df-uni 4707  df-int 4744  df-iun 4788  df-iin 4789  df-br 4924  df-opab 4986  df-mpt 5003  df-tr 5025  df-id 5305  df-eprel 5310  df-po 5319  df-so 5320  df-fr 5359  df-se 5360  df-we 5361  df-xp 5406  df-rel 5407  df-cnv 5408  df-co 5409  df-dm 5410  df-rn 5411  df-res 5412  df-ima 5413  df-pred 5980  df-ord 6026  df-on 6027  df-lim 6028  df-suc 6029  df-iota 6146  df-fun 6184  df-fn 6185  df-f 6186  df-f1 6187  df-fo 6188  df-f1o 6189  df-fv 6190  df-isom 6191  df-riota 6931  df-ov 6973  df-oprab 6974  df-mpo 6975  df-of 7221  df-om 7391  df-1st 7494  df-2nd 7495  df-supp 7627  df-wrecs 7743  df-recs 7805  df-rdg 7843  df-1o 7897  df-2o 7898  df-oadd 7901  df-er 8081  df-map 8200  df-pm 8201  df-ixp 8252  df-en 8299  df-dom 8300  df-sdom 8301  df-fin 8302  df-fsupp 8621  df-fi 8662  df-sup 8693  df-inf 8694  df-oi 8761  df-card 9154  df-cda 9380  df-pnf 10468  df-mnf 10469  df-xr 10470  df-ltxr 10471  df-le 10472  df-sub 10664  df-neg 10665  df-div 11091  df-nn 11432  df-2 11496  df-3 11497  df-4 11498  df-5 11499  df-6 11500  df-7 11501  df-8 11502  df-9 11503  df-n0 11701  df-z 11787  df-dec 11905  df-uz 12052  df-q 12156  df-rp 12198  df-xneg 12317  df-xadd 12318  df-xmul 12319  df-ioo 12551  df-ioc 12552  df-ico 12553  df-icc 12554  df-fz 12702  df-fzo 12843  df-fl 12970  df-mod 13046  df-seq 13178  df-exp 13238  df-fac 13442  df-bc 13471  df-hash 13499  df-shft 14277  df-cj 14309  df-re 14310  df-im 14311  df-sqrt 14445  df-abs 14446  df-limsup 14679  df-clim 14696  df-rlim 14697  df-sum 14894  df-ef 15271  df-sin 15273  df-cos 15274  df-pi 15276  df-struct 16331  df-ndx 16332  df-slot 16333  df-base 16335  df-sets 16336  df-ress 16337  df-plusg 16424  df-mulr 16425  df-starv 16426  df-sca 16427  df-vsca 16428  df-ip 16429  df-tset 16430  df-ple 16431  df-ds 16433  df-unif 16434  df-hom 16435  df-cco 16436  df-rest 16542  df-topn 16543  df-0g 16561  df-gsum 16562  df-topgen 16563  df-pt 16564  df-prds 16567  df-xrs 16621  df-qtop 16626  df-imas 16627  df-xps 16629  df-mre 16705  df-mrc 16706  df-acs 16708  df-mgm 17700  df-sgrp 17742  df-mnd 17753  df-submnd 17794  df-mulg 18002  df-cntz 18208  df-cmn 18658  df-psmet 20229  df-xmet 20230  df-met 20231  df-bl 20232  df-mopn 20233  df-fbas 20234  df-fg 20235  df-cnfld 20238  df-top 21196  df-topon 21213  df-topsp 21235  df-bases 21248  df-cld 21321  df-ntr 21322  df-cls 21323  df-nei 21400  df-lp 21438  df-perf 21439  df-cn 21529  df-cnp 21530  df-haus 21617  df-tx 21864  df-hmeo 22057  df-fil 22148  df-fm 22240  df-flim 22241  df-flf 22242  df-xms 22623  df-ms 22624  df-tms 22625  df-cncf 23179  df-limc 24157  df-dv 24158  df-log 24831

This theorem is referenced by:  bposlem1  25552  lighneallem2  43079