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 42540
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 12187 . . 3 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
3 2nn0 12452 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
43a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
51nnnn0d 12496 . . . . 5 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
64, 5nn0mulcld 12501 . . . 4 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
7 2re 12253 . . . . 5 2 ∈ ℝ
8 reexpcl 14038 . . . . 5 ((2 ∈ ℝ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℕ0) → (2↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
97, 8mpan 696 . . . 4 ((2 · 𝑁) ∈ ℕ0 → (2↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
106, 9syl 17 . . 3 (𝜑 → (2↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
112, 10remulcld 11173 . 2 (𝜑 → (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ∈ ℝ)
127a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
1312, 2remulcld 11173 . . . . 5 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
14 1red 11143 . . . . 5 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
1513, 14readdcld 11172 . . . 4 (𝜑 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℝ)
16 2nn 12252 . . . . . . . 8 2 ∈ ℕ
1716a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 2 ∈ ℕ)
1817, 1nnmulcld 12228 . . . . . 6 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
195nn0ge0d 12499 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ 𝑁)
2017nnge1d 12223 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ≤ 2)
212, 12, 19, 20lemulge12d 12092 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ≤ (2 · 𝑁))
2218, 5, 21bccl2d 42483 . . . . 5 (𝜑 → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℕ)
2322nnred 12187 . . . 4 (𝜑 → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℝ)
2415, 23remulcld 11173 . . 3 (𝜑 → (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℝ)
252, 24remulcld 11173 . 2 (𝜑 → (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁))) ∈ ℝ)
26 fz1ssnn 13507 . . . . 5 (1...((2 · 𝑁) + 1)) ⊆ ℕ
27 fzfi 13932 . . . . 5 (1...((2 · 𝑁) + 1)) ∈ Fin
28 lcmfnncl 16596 . . . . 5 (((1...((2 · 𝑁) + 1)) ⊆ ℕ ∧ (1...((2 · 𝑁) + 1)) ∈ Fin) → (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℕ)
2926, 27, 28mp2an 698 . . . 4 (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℕ
3029a1i 11 . . 3 (𝜑 → (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℕ)
3130nnred 12187 . 2 (𝜑 → (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℝ)
325lcmineqlem17 42537 . . 3 (𝜑 → (2↑(2 · 𝑁)) ≤ (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁)))
331nnrpd 12982 . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ ℝ+)
3410, 24, 33lemul2d 13028 . . 3 (𝜑 → ((2↑(2 · 𝑁)) ≤ (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ↔ (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁)))))
3532, 34mpbid 233 . 2 (𝜑 → (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁))))
362recnd 11171 . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
3715recnd 11171 . . . 4 (𝜑 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℂ)
3823recnd 11171 . . . 4 (𝜑 → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℂ)
3936, 37, 38mulassd 11166 . . 3 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) = (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁))))
401lcmineqlem19 42539 . . . 4 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∥ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))
4118peano2nnd 12189 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℕ)
421, 41nnmulcld 12228 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℕ)
4342, 22nnmulcld 12228 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)
4443nnzd 12548 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℤ)
45 dvdsle 16277 . . . . 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 590 . . . 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 5103 . 2 (𝜑 → (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁))) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))
4911, 25, 31, 35, 48letrd 11301 1 (𝜑 → (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wcel 2119  wss 3890   class class class wbr 5079  cfv 6492  (class class class)co 7363  Fincfn 8890  cr 11035  1c1 11037   + caddc 11039   · cmul 11041  cle 11178  cn 12172  2c2 12234  0cn0 12435  cz 12522  ...cfz 13459  cexp 14021  Ccbc 14262  cdvds 16219  lcmclcmf 16556
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-rep 5206  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685  ax-inf2 9560  ax-cc 10355  ax-cnex 11092  ax-resscn 11093  ax-1cn 11094  ax-icn 11095  ax-addcl 11096  ax-addrcl 11097  ax-mulcl 11098  ax-mulrcl 11099  ax-mulcom 11100  ax-addass 11101  ax-mulass 11102  ax-distr 11103  ax-i2m1 11104  ax-1ne0 11105  ax-1rid 11106  ax-rnegex 11107  ax-rrecex 11108  ax-cnre 11109  ax-pre-lttri 11110  ax-pre-lttrn 11111  ax-pre-ltadd 11112  ax-pre-mulgt0 11113  ax-pre-sup 11114  ax-addf 11115
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-nel 3040  df-ral 3055  df-rex 3065  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-symdif 4188  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-tp 4567  df-op 4569  df-uni 4846  df-int 4885  df-iun 4930  df-iin 4931  df-disj 5047  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-tr 5187  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-se 5579  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7320  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-of 7627  df-ofr 7628  df-om 7814  df-1st 7938  df-2nd 7939  df-supp 8108  df-frecs 8228  df-wrecs 8259  df-recs 8308  df-rdg 8346  df-1o 8402  df-2o 8403  df-oadd 8406  df-omul 8407  df-er 8640  df-map 8772  df-pm 8773  df-ixp 8843  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-fin 8894  df-fsupp 9272  df-fi 9321  df-sup 9352  df-inf 9353  df-oi 9422  df-dju 9823  df-card 9861  df-acn 9864  df-pnf 11179  df-mnf 11180  df-xr 11181  df-ltxr 11182  df-le 11183  df-sub 11377  df-neg 11378  df-div 11806  df-nn 12173  df-2 12242  df-3 12243  df-4 12244  df-5 12245  df-6 12246  df-7 12247  df-8 12248  df-9 12249  df-n0 12436  df-z 12523  df-dec 12643  df-uz 12787  df-q 12897  df-rp 12941  df-xneg 13061  df-xadd 13062  df-xmul 13063  df-ioo 13300  df-ioc 13301  df-ico 13302  df-icc 13303  df-fz 13460  df-fzo 13607  df-fl 13749  df-mod 13827  df-seq 13962  df-exp 14022  df-fac 14234  df-bc 14263  df-hash 14291  df-cj 15059  df-re 15060  df-im 15061  df-sqrt 15195  df-abs 15196  df-limsup 15431  df-clim 15448  df-rlim 15449  df-sum 15647  df-prod 15867  df-dvds 16220  df-gcd 16462  df-lcm 16557  df-lcmf 16558  df-struct 17115  df-sets 17132  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17178  df-ress 17199  df-plusg 17231  df-mulr 17232  df-starv 17233  df-sca 17234  df-vsca 17235  df-ip 17236  df-tset 17237  df-ple 17238  df-ds 17240  df-unif 17241  df-hom 17242  df-cco 17243  df-rest 17383  df-topn 17384  df-0g 17402  df-gsum 17403  df-topgen 17404  df-pt 17405  df-prds 17408  df-xrs 17464  df-qtop 17469  df-imas 17470  df-xps 17472  df-mre 17546  df-mrc 17547  df-acs 17549  df-mgm 18606  df-sgrp 18685  df-mnd 18701  df-submnd 18750  df-mulg 19042  df-cntz 19290  df-cmn 19755  df-psmet 21346  df-xmet 21347  df-met 21348  df-bl 21349  df-mopn 21350  df-fbas 21351  df-fg 21352  df-cnfld 21355  df-top 22884  df-topon 22901  df-topsp 22923  df-bases 22936  df-cld 23009  df-ntr 23010  df-cls 23011  df-nei 23088  df-lp 23126  df-perf 23127  df-cn 23217  df-cnp 23218  df-haus 23305  df-cmp 23377  df-tx 23552  df-hmeo 23745  df-fil 23836  df-fm 23928  df-flim 23929  df-flf 23930  df-xms 24310  df-ms 24311  df-tms 24312  df-cncf 24870  df-ovol 25456  df-vol 25457  df-mbf 25611  df-itg1 25612  df-itg2 25613  df-ibl 25614  df-itg 25615  df-0p 25662  df-limc 25858  df-dv 25859
This theorem is referenced by:  lcmineqlem21  42541
  Copyright terms: Public domain W3C validator