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 42700
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 12244 . . 3 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
3 2nn0 12517 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
43a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
51nnnn0d 12561 . . . . 5 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
64, 5nn0mulcld 12566 . . . 4 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
7 2re 12311 . . . . 5 2 ∈ ℝ
8 reexpcl 14110 . . . . 5 ((2 ∈ ℝ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℕ0) → (2↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
97, 8mpan 702 . . . 4 ((2 · 𝑁) ∈ ℕ0 → (2↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
106, 9syl 18 . . 3 (𝜑 → (2↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
112, 10remulcld 11235 . 2 (𝜑 → (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ∈ ℝ)
127a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
1312, 2remulcld 11235 . . . . 5 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
14 1red 11205 . . . . 5 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
1513, 14readdcld 11234 . . . 4 (𝜑 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℝ)
16 2nn 12310 . . . . . . . 8 2 ∈ ℕ
1716a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 2 ∈ ℕ)
1817, 1nnmulcld 12285 . . . . . 6 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
195nn0ge0d 12564 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ 𝑁)
2017nnge1d 12280 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ≤ 2)
212, 12, 19, 20lemulge12d 12149 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ≤ (2 · 𝑁))
2218, 5, 21bccl2d 42643 . . . . 5 (𝜑 → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℕ)
2322nnred 12244 . . . 4 (𝜑 → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℝ)
2415, 23remulcld 11235 . . 3 (𝜑 → (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℝ)
252, 24remulcld 11235 . 2 (𝜑 → (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁))) ∈ ℝ)
26 fz1ssnn 13579 . . . . 5 (1...((2 · 𝑁) + 1)) ⊆ ℕ
27 fzfi 14004 . . . . 5 (1...((2 · 𝑁) + 1)) ∈ Fin
28 lcmfnncl 16683 . . . . 5 (((1...((2 · 𝑁) + 1)) ⊆ ℕ ∧ (1...((2 · 𝑁) + 1)) ∈ Fin) → (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℕ)
2926, 27, 28mp2an 704 . . . 4 (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℕ
3029a1i 11 . . 3 (𝜑 → (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℕ)
3130nnred 12244 . 2 (𝜑 → (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℝ)
325lcmineqlem17 42697 . . 3 (𝜑 → (2↑(2 · 𝑁)) ≤ (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁)))
331nnrpd 13054 . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ ℝ+)
3410, 24, 33lemul2d 13100 . . 3 (𝜑 → ((2↑(2 · 𝑁)) ≤ (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ↔ (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁)))))
3532, 34mpbid 235 . 2 (𝜑 → (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁))))
362recnd 11233 . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
3715recnd 11233 . . . 4 (𝜑 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℂ)
3823recnd 11233 . . . 4 (𝜑 → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℂ)
3936, 37, 38mulassd 11228 . . 3 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) = (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁))))
401lcmineqlem19 42699 . . . 4 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∥ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))
4118peano2nnd 12246 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℕ)
421, 41nnmulcld 12285 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℕ)
4342, 22nnmulcld 12285 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)
4443nnzd 12613 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℤ)
45 dvdsle 16364 . . . . 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 595 . . . 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 16 . . 3 (𝜑 → ((𝑁 · ((2 · 𝑁) + 1)) · ((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))
4839, 47eqbrtrrd 5136 . 2 (𝜑 → (𝑁 · (((2 · 𝑁) + 1) · ((2 · 𝑁)C𝑁))) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))
4911, 25, 31, 35, 48letrd 11363 1 (𝜑 → (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wcel 2149  wss 3913   class class class wbr 5110  cfv 6533  (class class class)co 7408  Fincfn 8939  cr 11095  1c1 11097   + caddc 11099   · cmul 11101  cle 11240  cn 12229  2c2 12291  0cn0 12500  cz 12587  ...cfz 13531  cexp 14093  Ccbc 14334  cdvds 16306  lcmclcmf 16643
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5268  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7730  ax-inf2 9606  ax-cc 10415  ax-cnex 11152  ax-resscn 11153  ax-1cn 11154  ax-icn 11155  ax-addcl 11156  ax-addrcl 11157  ax-mulcl 11158  ax-mulrcl 11159  ax-mulcom 11160  ax-addass 11161  ax-mulass 11162  ax-distr 11163  ax-i2m1 11164  ax-1ne0 11165  ax-1rid 11166  ax-rnegex 11167  ax-rrecex 11168  ax-cnre 11169  ax-pre-lttri 11170  ax-pre-lttrn 11171  ax-pre-ltadd 11172  ax-pre-mulgt0 11173  ax-pre-sup 11174  ax-addf 11175
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-symdif 4214  df-nul 4295  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4874  df-int 4914  df-iun 4959  df-iin 4960  df-disj 5078  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  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 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7672  df-ofr 7673  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-supp 8153  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-oadd 8453  df-omul 8454  df-er 8690  df-map 8822  df-pm 8823  df-ixp 8892  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-fsupp 9318  df-fi 9367  df-sup 9398  df-inf 9399  df-oi 9468  df-dju 9883  df-card 9921  df-acn 9924  df-pnf 11241  df-mnf 11242  df-xr 11243  df-ltxr 11244  df-le 11245  df-sub 11439  df-neg 11440  df-div 11868  df-nn 12230  df-2 12299  df-3 12300  df-4 12301  df-5 12302  df-6 12303  df-7 12304  df-8 12305  df-9 12306  df-n0 12501  df-z 12588  df-dec 12708  df-uz 12859  df-q 12969  df-rp 13013  df-xneg 13133  df-xadd 13134  df-xmul 13135  df-ioo 13372  df-ioc 13373  df-ico 13374  df-icc 13375  df-fz 13532  df-fzo 13679  df-fl 13821  df-mod 13899  df-seq 14034  df-exp 14094  df-fac 14306  df-bc 14335  df-hash 14363  df-cj 15146  df-re 15147  df-im 15148  df-sqrt 15282  df-abs 15283  df-limsup 15518  df-clim 15535  df-rlim 15536  df-sum 15734  df-prod 15954  df-dvds 16307  df-gcd 16549  df-lcm 16644  df-lcmf 16645  df-struct 17203  df-sets 17220  df-slot 17238  df-ndx 17250  df-base 17266  df-ress 17287  df-plusg 17319  df-mulr 17320  df-starv 17321  df-sca 17322  df-vsca 17323  df-ip 17324  df-tset 17325  df-ple 17326  df-ds 17328  df-unif 17329  df-hom 17330  df-cco 17331  df-rest 17471  df-topn 17472  df-0g 17490  df-gsum 17491  df-topgen 17492  df-pt 17493  df-prds 17496  df-xrs 17552  df-qtop 17557  df-imas 17558  df-xps 17560  df-mre 17634  df-mrc 17635  df-acs 17637  df-mgm 18694  df-sgrp 18773  df-mnd 18789  df-submnd 18838  df-mulg 19130  df-cntz 19383  df-cmn 19848  df-psmet 21479  df-xmet 21480  df-met 21481  df-bl 21482  df-mopn 21483  df-fbas 21484  df-fg 21485  df-cnfld 21488  df-top 23016  df-topon 23033  df-topsp 23055  df-bases 23068  df-cld 23141  df-ntr 23142  df-cls 23143  df-nei 23220  df-lp 23258  df-perf 23259  df-cn 23349  df-cnp 23350  df-haus 23437  df-cmp 23509  df-tx 23684  df-hmeo 23877  df-fil 23968  df-fm 24060  df-flim 24061  df-flf 24062  df-xms 24442  df-ms 24443  df-tms 24444  df-cncf 25002  df-ovol 25588  df-vol 25589  df-mbf 25743  df-itg1 25744  df-itg2 25745  df-ibl 25746  df-itg 25747  df-0p 25794  df-limc 25990  df-dv 25991
This theorem is referenced by:  lcmineqlem21  42701
  Copyright terms: Public domain W3C validator