Theorem expgt0b 33142

Description: A real number 𝐴 raised to an odd integer power is positive iff it is positive. (Contributed by SN, 4-Mar-2023.) Use the more standard ¬ 2 ∥ 𝑁 (Revised by Thierry Arnoux, 14-Jun-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
expgt0b.n	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
expgt0b.m	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
expgt0b.1	⊢ (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑁)

Assertion

Ref	Expression
expgt0b	⊢ (𝜑 → (0 < 𝐴 ↔ 0 < (𝐴↑𝑁)))

Proof of Theorem expgt0b

Step	Hyp	Ref	Expression
1		expgt0b.n	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
2	1	adantr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
3		expgt0b.m	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
4	3	nnzd 12618	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
5	4	adantr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝑁 ∈ ℤ)
6		simpr 489	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 0 < 𝐴)
7		expgt0 14133	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 0 < 𝐴) → 0 < (𝐴↑𝑁))
8	2, 5, 6, 7	syl3anc 1398	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 0 < (𝐴↑𝑁))
9	8	ex 417	. 2 ⊢ (𝜑 → (0 < 𝐴 → 0 < (𝐴↑𝑁)))
10		0red 11212	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
11	10, 1	lttrid 11349	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (0 < 𝐴 ↔ ¬ (0 = 𝐴 ∨ 𝐴 < 0)))
12	11	notbid 321	. . 3 ⊢ (𝜑 → (¬ 0 < 𝐴 ↔ ¬ ¬ (0 = 𝐴 ∨ 𝐴 < 0)))
13		notnotr 131	. . . 4 ⊢ (¬ ¬ (0 = 𝐴 ∨ 𝐴 < 0) → (0 = 𝐴 ∨ 𝐴 < 0))
14		0re 11211	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ∈ ℝ
15	14	ltnri 11320	. . . . . . . . 9 ⊢ ¬ 0 < 0
16	3	0expd 14177	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (0↑𝑁) = 0)
17	16	breq2d 5122	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (0 < (0↑𝑁) ↔ 0 < 0))
18	15, 17	mtbiri 330	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ¬ 0 < (0↑𝑁))
19	18	adantr 485	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → ¬ 0 < (0↑𝑁))
20		simpr 489	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → 0 = 𝐴)
21	20	eqcomd 2769	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → 𝐴 = 0)
22	21	oveq1d 7427	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (𝐴↑𝑁) = (0↑𝑁))
23	22	breq2d 5122	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (0 < (𝐴↑𝑁) ↔ 0 < (0↑𝑁)))
24	19, 23	mtbird 328	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → ¬ 0 < (𝐴↑𝑁))
25	24	ex 417	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (0 = 𝐴 → ¬ 0 < (𝐴↑𝑁)))
26	1	renegcld 11642	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → -𝐴 ∈ ℝ)
27	26	adantr 485	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < -𝐴) → -𝐴 ∈ ℝ)
28	4	adantr 485	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < -𝐴) → 𝑁 ∈ ℤ)
29		simpr 489	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < -𝐴) → 0 < -𝐴)
30		expgt0 14133	. . . . . . . . 9 ⊢ ((-𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 0 < -𝐴) → 0 < (-𝐴↑𝑁))
31	27, 28, 29, 30	syl3anc 1398	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < -𝐴) → 0 < (-𝐴↑𝑁))
32	31	ex 417	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (0 < -𝐴 → 0 < (-𝐴↑𝑁)))
33	1	recnd 11238	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
34		expgt0b.1	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑁)
35		oexpneg 16404	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (-𝐴↑𝑁) = -(𝐴↑𝑁))
36	33, 3, 34, 35	syl3anc 1398	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (-𝐴↑𝑁) = -(𝐴↑𝑁))
37	36	breq2d 5122	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (0 < (-𝐴↑𝑁) ↔ 0 < -(𝐴↑𝑁)))
38	37	biimpd 232	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (0 < (-𝐴↑𝑁) → 0 < -(𝐴↑𝑁)))
39	3	nnnn0d 12566	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
40	1, 39	reexpcld 14201	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝐴↑𝑁) ∈ ℝ)
41	40	renegcld 11642	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → -(𝐴↑𝑁) ∈ ℝ)
42	10, 41	lttrid 11349	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (0 < -(𝐴↑𝑁) ↔ ¬ (0 = -(𝐴↑𝑁) ∨ -(𝐴↑𝑁) < 0)))
43		pm2.46 895	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ (0 = -(𝐴↑𝑁) ∨ -(𝐴↑𝑁) < 0) → ¬ -(𝐴↑𝑁) < 0)
44	42, 43	biimtrdi 256	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (0 < -(𝐴↑𝑁) → ¬ -(𝐴↑𝑁) < 0))
45	32, 38, 44	3syld 61	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (0 < -𝐴 → ¬ -(𝐴↑𝑁) < 0))
46	1	lt0neg1d 11784	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐴 < 0 ↔ 0 < -𝐴))
47	40	lt0neg2d 11785	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (0 < (𝐴↑𝑁) ↔ -(𝐴↑𝑁) < 0))
48	47	notbid 321	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (¬ 0 < (𝐴↑𝑁) ↔ ¬ -(𝐴↑𝑁) < 0))
49	45, 46, 48	3imtr4d 297	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴 < 0 → ¬ 0 < (𝐴↑𝑁)))
50	25, 49	jaod 872	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((0 = 𝐴 ∨ 𝐴 < 0) → ¬ 0 < (𝐴↑𝑁)))
51	13, 50	syl5 35	. . 3 ⊢ (𝜑 → (¬ ¬ (0 = 𝐴 ∨ 𝐴 < 0) → ¬ 0 < (𝐴↑𝑁)))
52	12, 51	sylbid 243	. 2 ⊢ (𝜑 → (¬ 0 < 𝐴 → ¬ 0 < (𝐴↑𝑁)))
53	9, 52	impcon4bid 230	1 ⊢ (𝜑 → (0 < 𝐴 ↔ 0 < (𝐴↑𝑁)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   ∨ wo 860   = wceq 1570   ∈ wcel 2143   class class class wbr 5110  (class class class)co 7412  ℂcc 11099  ℝcr 11100  0cc0 11101   < clt 11244  -cneg 11443  ℕcn 12234  2c2 12296  ℤcz 12592  ↑cexp 14099   ∥ cdvds 16311

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-sep 5258  ax-nul 5270  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7734  ax-cnex 11157  ax-resscn 11158  ax-1cn 11159  ax-icn 11160  ax-addcl 11161  ax-addrcl 11162  ax-mulcl 11163  ax-mulrcl 11164  ax-mulcom 11165  ax-addass 11166  ax-mulass 11167  ax-distr 11168  ax-i2m1 11169  ax-1ne0 11170  ax-1rid 11171  ax-rnegex 11172  ax-rrecex 11173  ax-cnre 11174  ax-pre-lttri 11175  ax-pre-lttrn 11176  ax-pre-ltadd 11177  ax-pre-mulgt0 11178

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4591  df-pr 4593  df-op 4597  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7864  df-2nd 7988  df-frecs 8279  df-wrecs 8310  df-recs 8359  df-rdg 8398  df-er 8695  df-en 8945  df-dom 8946  df-sdom 8947  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11444  df-neg 11445  df-div 11873  df-nn 12235  df-2 12304  df-n0 12506  df-z 12593  df-uz 12864  df-rp 13018  df-seq 14040  df-exp 14100  df-dvds 16312

This theorem is referenced by:  2sqr3minply  34151