MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  expnlbnd Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem expnlbnd 14269
Description: The reciprocal of exponentiation with a base greater than 1 has no positive lower bound. (Contributed by NM, 18-Jul-2008.)
Assertion
Ref Expression
expnlbnd ((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → ∃𝑘 ∈ ℕ (1 / (𝐵𝑘)) < 𝐴)
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑘

Proof of Theorem expnlbnd
StepHypRef Expression
1 rpre 13041 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℝ)
2 rpne0 13049 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ≠ 0)
31, 2rereccld 12092 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / 𝐴) ∈ ℝ)
4 expnbnd 14268 . . 3 (((1 / 𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → ∃𝑘 ∈ ℕ (1 / 𝐴) < (𝐵𝑘))
53, 4syl3an1 1162 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → ∃𝑘 ∈ ℕ (1 / 𝐴) < (𝐵𝑘))
6 rpregt0 13047 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴))
763ad2ant1 1132 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴))
8 nnnn0 12531 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
9 reexpcl 14116 . . . . . . . 8 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ)
108, 9sylan2 593 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ)
1110adantlr 715 . . . . . 6 (((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ)
12 simpll 767 . . . . . . 7 (((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℝ)
13 nnz 12632 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℤ)
1413adantl 481 . . . . . . 7 (((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℤ)
15 0lt1 11783 . . . . . . . . . 10 0 < 1
16 0re 11261 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℝ
17 1re 11259 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℝ
18 lttr 11335 . . . . . . . . . . 11 ((0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝐵) → 0 < 𝐵))
1916, 17, 18mp3an12 1450 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ ℝ → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝐵) → 0 < 𝐵))
2015, 19mpani 696 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ ℝ → (1 < 𝐵 → 0 < 𝐵))
2120imp 406 . . . . . . . 8 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → 0 < 𝐵)
2221adantr 480 . . . . . . 7 (((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 0 < 𝐵)
23 expgt0 14133 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ 0 < 𝐵) → 0 < (𝐵𝑘))
2412, 14, 22, 23syl3anc 1370 . . . . . 6 (((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 0 < (𝐵𝑘))
2511, 24jca 511 . . . . 5 (((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐵𝑘) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐵𝑘)))
26253adantl1 1165 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐵𝑘) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐵𝑘)))
27 ltrec1 12153 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) ∧ ((𝐵𝑘) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐵𝑘))) → ((1 / 𝐴) < (𝐵𝑘) ↔ (1 / (𝐵𝑘)) < 𝐴))
287, 26, 27syl2an2r 685 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((1 / 𝐴) < (𝐵𝑘) ↔ (1 / (𝐵𝑘)) < 𝐴))
2928rexbidva 3175 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → (∃𝑘 ∈ ℕ (1 / 𝐴) < (𝐵𝑘) ↔ ∃𝑘 ∈ ℕ (1 / (𝐵𝑘)) < 𝐴))
305, 29mpbid 232 1 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → ∃𝑘 ∈ ℕ (1 / (𝐵𝑘)) < 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086  wcel 2106  wrex 3068   class class class wbr 5148  (class class class)co 7431  cr 11152  0cc0 11153  1c1 11154   < clt 11293   / cdiv 11918  cn 12264  0cn0 12524  cz 12611  +crp 13032  cexp 14099
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230  ax-pre-sup 11231
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-er 8744  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-sup 9480  df-inf 9481  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-nn 12265  df-n0 12525  df-z 12612  df-uz 12877  df-rp 13033  df-fl 13829  df-seq 14040  df-exp 14100
This theorem is referenced by:  expnlbnd2  14270  opnmbllem  25650  opnmbllem0  37643  heiborlem7  37804
  Copyright terms: Public domain W3C validator