Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  expnngt1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem expnngt1 13645
 Description: If an integer power with a positive integer base is greater than 1, then the exponent is positive. (Contributed by AV, 28-Dec-2022.)
Assertion
Ref Expression
expnngt1 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 1 < (𝐴𝐵)) → 𝐵 ∈ ℕ)

Proof of Theorem expnngt1
StepHypRef Expression
1 elznn 12029 . . 3 (𝐵 ∈ ℤ ↔ (𝐵 ∈ ℝ ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∨ -𝐵 ∈ ℕ0)))
2 2a1 28 . . . . . 6 (𝐵 ∈ ℕ → (𝐴 ∈ ℕ → (1 < (𝐴𝐵) → 𝐵 ∈ ℕ)))
32a1d 25 . . . . 5 (𝐵 ∈ ℕ → (𝐵 ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℕ → (1 < (𝐴𝐵) → 𝐵 ∈ ℕ))))
4 nncn 11675 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ ℂ)
543ad2ant3 1133 . . . . . . . . 9 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℂ)
6 recn 10658 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ ℝ → 𝐵 ∈ ℂ)
763ad2ant2 1132 . . . . . . . . 9 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℂ)
8 simp1 1134 . . . . . . . . 9 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → -𝐵 ∈ ℕ0)
9 expneg2 13481 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ -𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐴𝐵) = (1 / (𝐴↑-𝐵)))
105, 7, 8, 9syl3anc 1369 . . . . . . . 8 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝐴𝐵) = (1 / (𝐴↑-𝐵)))
1110breq2d 5045 . . . . . . 7 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (1 < (𝐴𝐵) ↔ 1 < (1 / (𝐴↑-𝐵))))
12 nnre 11674 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ ℝ)
13 reexpcl 13489 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ -𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐴↑-𝐵) ∈ ℝ)
1412, 13sylan 584 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ -𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐴↑-𝐵) ∈ ℝ)
1514ancoms 463 . . . . . . . . . . 11 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℕ) → (𝐴↑-𝐵) ∈ ℝ)
1612adantl 486 . . . . . . . . . . . 12 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℝ)
17 nn0z 12037 . . . . . . . . . . . . 13 (-𝐵 ∈ ℕ0 → -𝐵 ∈ ℤ)
1817adantr 485 . . . . . . . . . . . 12 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℕ) → -𝐵 ∈ ℤ)
19 nngt0 11698 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ ℕ → 0 < 𝐴)
2019adantl 486 . . . . . . . . . . . 12 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℕ) → 0 < 𝐴)
21 expgt0 13505 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ -𝐵 ∈ ℤ ∧ 0 < 𝐴) → 0 < (𝐴↑-𝐵))
2216, 18, 20, 21syl3anc 1369 . . . . . . . . . . 11 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℕ) → 0 < (𝐴↑-𝐵))
2315, 22jca 516 . . . . . . . . . 10 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℕ) → ((𝐴↑-𝐵) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐴↑-𝐵)))
24233adant2 1129 . . . . . . . . 9 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ((𝐴↑-𝐵) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐴↑-𝐵)))
25 reclt1 11566 . . . . . . . . 9 (((𝐴↑-𝐵) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐴↑-𝐵)) → ((𝐴↑-𝐵) < 1 ↔ 1 < (1 / (𝐴↑-𝐵))))
2624, 25syl 17 . . . . . . . 8 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ((𝐴↑-𝐵) < 1 ↔ 1 < (1 / (𝐴↑-𝐵))))
27123ad2ant3 1133 . . . . . . . . . 10 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℝ)
28 nnge1 11695 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℕ → 1 ≤ 𝐴)
29283ad2ant3 1133 . . . . . . . . . 10 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → 1 ≤ 𝐴)
3027, 8, 29expge1d 13572 . . . . . . . . 9 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → 1 ≤ (𝐴↑-𝐵))
31 1red 10673 . . . . . . . . . . 11 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → 1 ∈ ℝ)
32153adant2 1129 . . . . . . . . . . 11 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝐴↑-𝐵) ∈ ℝ)
3331, 32lenltd 10817 . . . . . . . . . 10 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (1 ≤ (𝐴↑-𝐵) ↔ ¬ (𝐴↑-𝐵) < 1))
34 pm2.21 123 . . . . . . . . . 10 (¬ (𝐴↑-𝐵) < 1 → ((𝐴↑-𝐵) < 1 → 𝐵 ∈ ℕ))
3533, 34syl6bi 256 . . . . . . . . 9 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (1 ≤ (𝐴↑-𝐵) → ((𝐴↑-𝐵) < 1 → 𝐵 ∈ ℕ)))
3630, 35mpd 15 . . . . . . . 8 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ((𝐴↑-𝐵) < 1 → 𝐵 ∈ ℕ))
3726, 36sylbird 263 . . . . . . 7 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (1 < (1 / (𝐴↑-𝐵)) → 𝐵 ∈ ℕ))
3811, 37sylbid 243 . . . . . 6 ((-𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (1 < (𝐴𝐵) → 𝐵 ∈ ℕ))
39383exp 1117 . . . . 5 (-𝐵 ∈ ℕ0 → (𝐵 ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℕ → (1 < (𝐴𝐵) → 𝐵 ∈ ℕ))))
403, 39jaoi 855 . . . 4 ((𝐵 ∈ ℕ ∨ -𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐵 ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℕ → (1 < (𝐴𝐵) → 𝐵 ∈ ℕ))))
4140impcom 412 . . 3 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∨ -𝐵 ∈ ℕ0)) → (𝐴 ∈ ℕ → (1 < (𝐴𝐵) → 𝐵 ∈ ℕ)))
421, 41sylbi 220 . 2 (𝐵 ∈ ℤ → (𝐴 ∈ ℕ → (1 < (𝐴𝐵) → 𝐵 ∈ ℕ)))
43423imp21 1112 1 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 1 < (𝐴𝐵)) → 𝐵 ∈ ℕ)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   ∨ wo 845   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2112   class class class wbr 5033  (class class class)co 7151  ℂcc 10566  ℝcr 10567  0cc0 10568  1c1 10569   < clt 10706   ≤ cle 10707  -cneg 10902   / cdiv 11328  ℕcn 11667  ℕ0cn0 11927  ℤcz 12013  ↑cexp 13472 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2730  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5235  ax-pr 5299  ax-un 7460  ax-cnex 10624  ax-resscn 10625  ax-1cn 10626  ax-icn 10627  ax-addcl 10628  ax-addrcl 10629  ax-mulcl 10630  ax-mulrcl 10631  ax-mulcom 10632  ax-addass 10633  ax-mulass 10634  ax-distr 10635  ax-i2m1 10636  ax-1ne0 10637  ax-1rid 10638  ax-rnegex 10639  ax-rrecex 10640  ax-cnre 10641  ax-pre-lttri 10642  ax-pre-lttrn 10643  ax-pre-ltadd 10644  ax-pre-mulgt0 10645 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 846  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2071  df-mo 2558  df-eu 2589  df-clab 2737  df-cleq 2751  df-clel 2831  df-nfc 2902  df-ne 2953  df-nel 3057  df-ral 3076  df-rex 3077  df-reu 3078  df-rmo 3079  df-rab 3080  df-v 3412  df-sbc 3698  df-csb 3807  df-dif 3862  df-un 3864  df-in 3866  df-ss 3876  df-pss 3878  df-nul 4227  df-if 4422  df-pw 4497  df-sn 4524  df-pr 4526  df-tp 4528  df-op 4530  df-uni 4800  df-iun 4886  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-tr 5140  df-id 5431  df-eprel 5436  df-po 5444  df-so 5445  df-fr 5484  df-we 5486  df-xp 5531  df-rel 5532  df-cnv 5533  df-co 5534  df-dm 5535  df-rn 5536  df-res 5537  df-ima 5538  df-pred 6127  df-ord 6173  df-on 6174  df-lim 6175  df-suc 6176  df-iota 6295  df-fun 6338  df-fn 6339  df-f 6340  df-f1 6341  df-fo 6342  df-f1o 6343  df-fv 6344  df-riota 7109  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-om 7581  df-2nd 7695  df-wrecs 7958  df-recs 8019  df-rdg 8057  df-er 8300  df-en 8529  df-dom 8530  df-sdom 8531  df-pnf 10708  df-mnf 10709  df-xr 10710  df-ltxr 10711  df-le 10712  df-sub 10903  df-neg 10904  df-div 11329  df-nn 11668  df-n0 11928  df-z 12014  df-uz 12276  df-rp 12424  df-seq 13412  df-exp 13473 This theorem is referenced by:  expnngt1b  13646
 Copyright terms: Public domain W3C validator