Users' Mathboxes Mathbox for metakunt < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lcmineqlem15 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lcmineqlem15 41367
Description: F times the least common multiple of 1 to n is a natural number. (Contributed by metakunt, 10-May-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
lcmineqlem15.1 𝐹 = ∫(0[,]1)((𝑥↑(𝑀 − 1)) · ((1 − 𝑥)↑(𝑁𝑀))) d𝑥
lcmineqlem15.2 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
lcmineqlem15.3 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
lcmineqlem15.4 (𝜑𝑀𝑁)
Assertion
Ref Expression
lcmineqlem15 (𝜑 → ((lcm‘(1...𝑁)) · 𝐹) ∈ ℕ)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑀   𝑥,𝑁   𝜑,𝑥
Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem lcmineqlem15
StepHypRef Expression
1 lcmineqlem15.1 . . 3 𝐹 = ∫(0[,]1)((𝑥↑(𝑀 − 1)) · ((1 − 𝑥)↑(𝑁𝑀))) d𝑥
2 lcmineqlem15.2 . . 3 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
3 lcmineqlem15.3 . . 3 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
4 lcmineqlem15.4 . . 3 (𝜑𝑀𝑁)
51, 2, 3, 4lcmineqlem6 41358 . 2 (𝜑 → ((lcm‘(1...𝑁)) · 𝐹) ∈ ℤ)
6 fz1ssnn 13528 . . . . . 6 (1...𝑁) ⊆ ℕ
7 fzfi 13933 . . . . . 6 (1...𝑁) ∈ Fin
8 lcmfnncl 16562 . . . . . 6 (((1...𝑁) ⊆ ℕ ∧ (1...𝑁) ∈ Fin) → (lcm‘(1...𝑁)) ∈ ℕ)
96, 7, 8mp2an 689 . . . . 5 (lcm‘(1...𝑁)) ∈ ℕ
109a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (lcm‘(1...𝑁)) ∈ ℕ)
1110nnred 12223 . . 3 (𝜑 → (lcm‘(1...𝑁)) ∈ ℝ)
121, 3, 2, 4lcmineqlem13 41365 . . . 4 (𝜑𝐹 = (1 / (𝑀 · (𝑁C𝑀))))
13 1red 11211 . . . . 5 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
143nnnn0d 12528 . . . . . . . 8 (𝜑𝑀 ∈ ℕ0)
152, 14, 4bccl2d 41316 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁C𝑀) ∈ ℕ)
163, 15nnmulcld 12261 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑀 · (𝑁C𝑀)) ∈ ℕ)
1716nnred 12223 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀 · (𝑁C𝑀)) ∈ ℝ)
1816nnne0d 12258 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀 · (𝑁C𝑀)) ≠ 0)
1913, 17, 18redivcld 12038 . . . 4 (𝜑 → (1 / (𝑀 · (𝑁C𝑀))) ∈ ℝ)
2012, 19eqeltrd 2825 . . 3 (𝜑𝐹 ∈ ℝ)
2110nngt0d 12257 . . 3 (𝜑 → 0 < (lcm‘(1...𝑁)))
22 nnrecgt0 12251 . . . . 5 ((𝑀 · (𝑁C𝑀)) ∈ ℕ → 0 < (1 / (𝑀 · (𝑁C𝑀))))
2316, 22syl 17 . . . 4 (𝜑 → 0 < (1 / (𝑀 · (𝑁C𝑀))))
2423, 12breqtrrd 5166 . . 3 (𝜑 → 0 < 𝐹)
2511, 20, 21, 24mulgt0d 11365 . 2 (𝜑 → 0 < ((lcm‘(1...𝑁)) · 𝐹))
26 elnnz 12564 . 2 (((lcm‘(1...𝑁)) · 𝐹) ∈ ℕ ↔ (((lcm‘(1...𝑁)) · 𝐹) ∈ ℤ ∧ 0 < ((lcm‘(1...𝑁)) · 𝐹)))
275, 25, 26sylanbrc 582 1 (𝜑 → ((lcm‘(1...𝑁)) · 𝐹) ∈ ℕ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4   = wceq 1533  wcel 2098  wss 3940   class class class wbr 5138  cfv 6533  (class class class)co 7401  Fincfn 8934  cr 11104  0cc0 11105  1c1 11106   · cmul 11110   < clt 11244  cle 11245  cmin 11440   / cdiv 11867  cn 12208  cz 12554  [,]cicc 13323  ...cfz 13480  cexp 14023  Ccbc 14258  lcmclcmf 16522  citg 25457
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-rep 5275  ax-sep 5289  ax-nul 5296  ax-pow 5353  ax-pr 5417  ax-un 7718  ax-inf2 9631  ax-cc 10425  ax-cnex 11161  ax-resscn 11162  ax-1cn 11163  ax-icn 11164  ax-addcl 11165  ax-addrcl 11166  ax-mulcl 11167  ax-mulrcl 11168  ax-mulcom 11169  ax-addass 11170  ax-mulass 11171  ax-distr 11172  ax-i2m1 11173  ax-1ne0 11174  ax-1rid 11175  ax-rnegex 11176  ax-rrecex 11177  ax-cnre 11178  ax-pre-lttri 11179  ax-pre-lttrn 11180  ax-pre-ltadd 11181  ax-pre-mulgt0 11182  ax-pre-sup 11183  ax-addf 11184
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3063  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3770  df-csb 3886  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3957  df-pss 3959  df-symdif 4234  df-nul 4315  df-if 4521  df-pw 4596  df-sn 4621  df-pr 4623  df-tp 4625  df-op 4627  df-uni 4900  df-int 4941  df-iun 4989  df-iin 4990  df-disj 5104  df-br 5139  df-opab 5201  df-mpt 5222  df-tr 5256  df-id 5564  df-eprel 5570  df-po 5578  df-so 5579  df-fr 5621  df-se 5622  df-we 5623  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6290  df-ord 6357  df-on 6358  df-lim 6359  df-suc 6360  df-iota 6485  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-isom 6542  df-riota 7357  df-ov 7404  df-oprab 7405  df-mpo 7406  df-of 7663  df-ofr 7664  df-om 7849  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-supp 8141  df-frecs 8261  df-wrecs 8292  df-recs 8366  df-rdg 8405  df-1o 8461  df-2o 8462  df-oadd 8465  df-omul 8466  df-er 8698  df-map 8817  df-pm 8818  df-ixp 8887  df-en 8935  df-dom 8936  df-sdom 8937  df-fin 8938  df-fsupp 9357  df-fi 9401  df-sup 9432  df-inf 9433  df-oi 9500  df-dju 9891  df-card 9929  df-acn 9932  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-ioo 13324  df-ioc 13325  df-ico 13326  df-icc 13327  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-fl 13753  df-mod 13831  df-seq 13963  df-exp 14024  df-fac 14230  df-bc 14259  df-hash 14287  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-limsup 15411  df-clim 15428  df-rlim 15429  df-sum 15629  df-prod 15846  df-dvds 16194  df-lcmf 16524  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-hom 17217  df-cco 17218  df-rest 17364  df-topn 17365  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-topgen 17385  df-pt 17386  df-prds 17389  df-xrs 17444  df-qtop 17449  df-imas 17450  df-xps 17452  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-mgm 18560  df-sgrp 18639  df-mnd 18655  df-submnd 18701  df-mulg 18983  df-cntz 19218  df-cmn 19687  df-psmet 21215  df-xmet 21216  df-met 21217  df-bl 21218  df-mopn 21219  df-fbas 21220  df-fg 21221  df-cnfld 21224  df-top 22706  df-topon 22723  df-topsp 22745  df-bases 22759  df-cld 22833  df-ntr 22834  df-cls 22835  df-nei 22912  df-lp 22950  df-perf 22951  df-cn 23041  df-cnp 23042  df-haus 23129  df-cmp 23201  df-tx 23376  df-hmeo 23569  df-fil 23660  df-fm 23752  df-flim 23753  df-flf 23754  df-xms 24136  df-ms 24137  df-tms 24138  df-cncf 24708  df-ovol 25303  df-vol 25304  df-mbf 25458  df-itg1 25459  df-itg2 25460  df-ibl 25461  df-itg 25462  df-0p 25509  df-limc 25705  df-dv 25706
This theorem is referenced by:  lcmineqlem16  41368
  Copyright terms: Public domain W3C validator