Users' Mathboxes Mathbox for metakunt < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lcmineqlem20 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lcmineqlem20 42161
Description: Inequality for lcm lemma. (Contributed by metakunt, 12-May-2024.)
Hypothesis
Ref Expression
lcmineqlem20.1 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
Assertion
Ref Expression
lcmineqlem20 (𝜑 → (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))

Proof of Theorem lcmineqlem20
StepHypRef Expression
1 lcmineqlem20.1 . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
21nnred 12147 . . 3 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
3 2nn0 12405 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
43a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
51nnnn0d 12449 . . . . 5 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
64, 5nn0mulcld 12454 . . . 4 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
7 2re 12206 . . . . 5 2 ∈ ℝ
8 reexpcl 13987 . . . . 5 ((2 ∈ ℝ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℕ0) → (2↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
97, 8mpan 690 . . . 4 ((2 · 𝑁) ∈ ℕ0 → (2↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
106, 9syl 17 . . 3 (𝜑 → (2↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
112, 10remulcld 11149 . 2 (𝜑 → (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ∈ ℝ)
127a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
1312, 2remulcld 11149 . . . . 5 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
14 1red 11120 . . . . 5 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
1513, 14readdcld 11148 . . . 4 (𝜑 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℝ)
16 2nn 12205 . . . . . . . 8 2 ∈ ℕ
1716a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 2 ∈ ℕ)
1817, 1nnmulcld 12185 . . . . . 6 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
195nn0ge0d 12452 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ 𝑁)
2017nnge1d 12180 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ≤ 2)
212, 12, 19, 20lemulge12d 12067 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ≤ (2 · 𝑁))
2218, 5, 21bccl2d 42104 . . . . 5 (𝜑 → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℕ)
2322nnred 12147 . . . 4 (𝜑 → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℝ)
2415, 23remulcld 11149 . . 3 (𝜑 → (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℝ)
252, 24remulcld 11149 . 2 (𝜑 → (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁))) ∈ ℝ)
26 fz1ssnn 13457 . . . . 5 (1...((2 · 𝑁) + 1)) ⊆ ℕ
27 fzfi 13881 . . . . 5 (1...((2 · 𝑁) + 1)) ∈ Fin
28 lcmfnncl 16542 . . . . 5 (((1...((2 · 𝑁) + 1)) ⊆ ℕ ∧ (1...((2 · 𝑁) + 1)) ∈ Fin) → (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℕ)
2926, 27, 28mp2an 692 . . . 4 (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℕ
3029a1i 11 . . 3 (𝜑 → (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℕ)
3130nnred 12147 . 2 (𝜑 → (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℝ)
325lcmineqlem17 42158 . . 3 (𝜑 → (2↑(2 · 𝑁)) ≤ (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁)))
331nnrpd 12934 . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ ℝ+)
3410, 24, 33lemul2d 12980 . . 3 (𝜑 → ((2↑(2 · 𝑁)) ≤ (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ↔ (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁)))))
3532, 34mpbid 232 . 2 (𝜑 → (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁))))
362recnd 11147 . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
3715recnd 11147 . . . 4 (𝜑 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℂ)
3823recnd 11147 . . . 4 (𝜑 → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℂ)
3936, 37, 38mulassd 11142 . . 3 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) = (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁))))
401lcmineqlem19 42160 . . . 4 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∥ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))
4118peano2nnd 12149 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℕ)
421, 41nnmulcld 12185 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℕ)
4342, 22nnmulcld 12185 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)
4443nnzd 12501 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℤ)
45 dvdsle 16223 . . . . 5 ((((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℤ ∧ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℕ) → (((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∥ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1)))))
4644, 30, 45syl2anc 584 . . . 4 (𝜑 → (((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∥ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1)))))
4740, 46mpd 15 . . 3 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))
4839, 47eqbrtrrd 5117 . 2 (𝜑 → (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁))) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))
4911, 25, 31, 35, 48letrd 11277 1 (𝜑 → (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wcel 2113  wss 3898   class class class wbr 5093  cfv 6486  (class class class)co 7352  Fincfn 8875  cr 11012  1c1 11014   + caddc 11016   · cmul 11018  cle 11154  cn 12132  2c2 12187  0cn0 12388  cz 12475  ...cfz 13409  cexp 13970  Ccbc 14211  cdvds 16165  lcmclcmf 16502
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2705  ax-rep 5219  ax-sep 5236  ax-nul 5246  ax-pow 5305  ax-pr 5372  ax-un 7674  ax-inf2 9538  ax-cc 10333  ax-cnex 11069  ax-resscn 11070  ax-1cn 11071  ax-icn 11072  ax-addcl 11073  ax-addrcl 11074  ax-mulcl 11075  ax-mulrcl 11076  ax-mulcom 11077  ax-addass 11078  ax-mulass 11079  ax-distr 11080  ax-i2m1 11081  ax-1ne0 11082  ax-1rid 11083  ax-rnegex 11084  ax-rrecex 11085  ax-cnre 11086  ax-pre-lttri 11087  ax-pre-lttrn 11088  ax-pre-ltadd 11089  ax-pre-mulgt0 11090  ax-pre-sup 11091  ax-addf 11092
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2725  df-clel 2808  df-nfc 2882  df-ne 2930  df-nel 3034  df-ral 3049  df-rex 3058  df-rmo 3347  df-reu 3348  df-rab 3397  df-v 3439  df-sbc 3738  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-pss 3918  df-symdif 4202  df-nul 4283  df-if 4475  df-pw 4551  df-sn 4576  df-pr 4578  df-tp 4580  df-op 4582  df-uni 4859  df-int 4898  df-iun 4943  df-iin 4944  df-disj 5061  df-br 5094  df-opab 5156  df-mpt 5175  df-tr 5201  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-se 5573  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-pred 6253  df-ord 6314  df-on 6315  df-lim 6316  df-suc 6317  df-iota 6442  df-fun 6488  df-fn 6489  df-f 6490  df-f1 6491  df-fo 6492  df-f1o 6493  df-fv 6494  df-isom 6495  df-riota 7309  df-ov 7355  df-oprab 7356  df-mpo 7357  df-of 7616  df-ofr 7617  df-om 7803  df-1st 7927  df-2nd 7928  df-supp 8097  df-frecs 8217  df-wrecs 8248  df-recs 8297  df-rdg 8335  df-1o 8391  df-2o 8392  df-oadd 8395  df-omul 8396  df-er 8628  df-map 8758  df-pm 8759  df-ixp 8828  df-en 8876  df-dom 8877  df-sdom 8878  df-fin 8879  df-fsupp 9253  df-fi 9302  df-sup 9333  df-inf 9334  df-oi 9403  df-dju 9801  df-card 9839  df-acn 9842  df-pnf 11155  df-mnf 11156  df-xr 11157  df-ltxr 11158  df-le 11159  df-sub 11353  df-neg 11354  df-div 11782  df-nn 12133  df-2 12195  df-3 12196  df-4 12197  df-5 12198  df-6 12199  df-7 12200  df-8 12201  df-9 12202  df-n0 12389  df-z 12476  df-dec 12595  df-uz 12739  df-q 12849  df-rp 12893  df-xneg 13013  df-xadd 13014  df-xmul 13015  df-ioo 13251  df-ioc 13252  df-ico 13253  df-icc 13254  df-fz 13410  df-fzo 13557  df-fl 13698  df-mod 13776  df-seq 13911  df-exp 13971  df-fac 14183  df-bc 14212  df-hash 14240  df-cj 15008  df-re 15009  df-im 15010  df-sqrt 15144  df-abs 15145  df-limsup 15380  df-clim 15397  df-rlim 15398  df-sum 15596  df-prod 15813  df-dvds 16166  df-gcd 16408  df-lcm 16503  df-lcmf 16504  df-struct 17060  df-sets 17077  df-slot 17095  df-ndx 17107  df-base 17123  df-ress 17144  df-plusg 17176  df-mulr 17177  df-starv 17178  df-sca 17179  df-vsca 17180  df-ip 17181  df-tset 17182  df-ple 17183  df-ds 17185  df-unif 17186  df-hom 17187  df-cco 17188  df-rest 17328  df-topn 17329  df-0g 17347  df-gsum 17348  df-topgen 17349  df-pt 17350  df-prds 17353  df-xrs 17408  df-qtop 17413  df-imas 17414  df-xps 17416  df-mre 17490  df-mrc 17491  df-acs 17493  df-mgm 18550  df-sgrp 18629  df-mnd 18645  df-submnd 18694  df-mulg 18983  df-cntz 19231  df-cmn 19696  df-psmet 21285  df-xmet 21286  df-met 21287  df-bl 21288  df-mopn 21289  df-fbas 21290  df-fg 21291  df-cnfld 21294  df-top 22810  df-topon 22827  df-topsp 22849  df-bases 22862  df-cld 22935  df-ntr 22936  df-cls 22937  df-nei 23014  df-lp 23052  df-perf 23053  df-cn 23143  df-cnp 23144  df-haus 23231  df-cmp 23303  df-tx 23478  df-hmeo 23671  df-fil 23762  df-fm 23854  df-flim 23855  df-flf 23856  df-xms 24236  df-ms 24237  df-tms 24238  df-cncf 24799  df-ovol 25393  df-vol 25394  df-mbf 25548  df-itg1 25549  df-itg2 25550  df-ibl 25551  df-itg 25552  df-0p 25599  df-limc 25795  df-dv 25796
This theorem is referenced by:  lcmineqlem21  42162
  Copyright terms: Public domain W3C validator