Theorem lcmineqlem21 40057

Description: The lcm inequality lemma without base cases 7 and 8. (Contributed by metakunt, 12-May-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
lcmineqlem21.1	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
lcmineqlem21.2	⊢ (𝜑 → 4 ≤ 𝑁)

Assertion

Ref	Expression
lcmineqlem21	⊢ (𝜑 → (2↑((2 · 𝑁) + 2)) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))

Proof of Theorem lcmineqlem21

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2nn0 12250	. . . . 5 ⊢ 2 ∈ ℕ0
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
3	2	nn0red 12294	. . 3 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
4		lcmineqlem21.1	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
5	4	nnnn0d 12293	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
6	2, 5	nn0mulcld 12298	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
7	6, 2	nn0addcld 12297	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁) + 2) ∈ ℕ0)
8	3, 7	reexpcld 13881	. 2 ⊢ (𝜑 → (2↑((2 · 𝑁) + 2)) ∈ ℝ)
9	4	nnred 11988	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
10		2rp 12735	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℝ+
11	10	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
12		2z 12352	. . . . . . 7 ⊢ 2 ∈ ℤ
13	12	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℤ)
14	4	nnzd 12425	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
15	13, 14	zmulcld 12432	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℤ)
16	11, 15	rpexpcld 13962	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (2↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ+)
17	16	rpred 12772	. . 3 ⊢ (𝜑 → (2↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
18	9, 17	remulcld 11005	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ∈ ℝ)
19		fz1ssnn 13287	. . . . 5 ⊢ (1...((2 · 𝑁) + 1)) ⊆ ℕ
20		fzfi 13692	. . . . 5 ⊢ (1...((2 · 𝑁) + 1)) ∈ Fin
21		lcmfnncl 16334	. . . . 5 ⊢ (((1...((2 · 𝑁) + 1)) ⊆ ℕ ∧ (1...((2 · 𝑁) + 1)) ∈ Fin) → (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℕ)
22	19, 20, 21	mp2an 689	. . . 4 ⊢ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℕ
23	22	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℕ)
24	23	nnred 11988	. 2 ⊢ (𝜑 → (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℝ)
25		lcmineqlem21.2	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 4 ≤ 𝑁)
26		4re 12057	. . . . . 6 ⊢ 4 ∈ ℝ
27	26	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 4 ∈ ℝ)
28	27, 9, 16	lemul1d 12815	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (4 ≤ 𝑁 ↔ (4 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁)))))
29	25, 28	mpbid 231	. . 3 ⊢ (𝜑 → (4 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))))
30		2cnd 12051	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
31	30, 2, 6	expaddd 13866	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (2↑((2 · 𝑁) + 2)) = ((2↑(2 · 𝑁)) · (2↑2)))
32		sq2 13914	. . . . . . 7 ⊢ (2↑2) = 4
33	32	oveq2i 7286	. . . . . 6 ⊢ ((2↑(2 · 𝑁)) · (2↑2)) = ((2↑(2 · 𝑁)) · 4)
34	31, 33	eqtrdi 2794	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (2↑((2 · 𝑁) + 2)) = ((2↑(2 · 𝑁)) · 4))
35	16	rpcnd 12774	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (2↑(2 · 𝑁)) ∈ ℂ)
36	27	recnd 11003	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 4 ∈ ℂ)
37	35, 36	mulcomd 10996	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((2↑(2 · 𝑁)) · 4) = (4 · (2↑(2 · 𝑁))))
38	34, 37	eqtrd 2778	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (2↑((2 · 𝑁) + 2)) = (4 · (2↑(2 · 𝑁))))
39	38	breq1d 5084	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((2↑((2 · 𝑁) + 2)) ≤ (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ↔ (4 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁)))))
40	29, 39	mpbird 256	. 2 ⊢ (𝜑 → (2↑((2 · 𝑁) + 2)) ≤ (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))))
41	4	lcmineqlem20 40056	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑁 · (2↑(2 · 𝑁))) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))
42	8, 18, 24, 40, 41	letrd 11132	1 ⊢ (𝜑 → (2↑((2 · 𝑁) + 2)) ≤ (lcm‘(1...((2 · 𝑁) + 1))))

Syntax hints:   → wi 4   ∈ wcel 2106   ⊆ wss 3887   class class class wbr 5074  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275  Fincfn 8733  ℝcr 10870  1c1 10872   + caddc 10874   · cmul 10876   ≤ cle 11010  ℕcn 11973  2c2 12028  4c4 12030  ℕ₀cn0 12233  ℤcz 12319  ℝ⁺crp 12730  ...cfz 13239  ↑cexp 13782  lcmclcmf 16294

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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-inf2 9399  ax-cc 10191  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948  ax-pre-sup 10949  ax-addf 10950  ax-mulf 10951

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-symdif 4176  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-tp 4566  df-op 4568  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-iin 4927  df-disj 5040  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-se 5545  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-isom 6442  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-of 7533  df-ofr 7534  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-supp 7978  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-2o 8298  df-oadd 8301  df-omul 8302  df-er 8498  df-map 8617  df-pm 8618  df-ixp 8686  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-fsupp 9129  df-fi 9170  df-sup 9201  df-inf 9202  df-oi 9269  df-dju 9659  df-card 9697  df-acn 9700  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-div 11633  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-4 12038  df-5 12039  df-6 12040  df-7 12041  df-8 12042  df-9 12043  df-n0 12234  df-z 12320  df-dec 12438  df-uz 12583  df-q 12689  df-rp 12731  df-xneg 12848  df-xadd 12849  df-xmul 12850  df-ioo 13083  df-ioc 13084  df-ico 13085  df-icc 13086  df-fz 13240  df-fzo 13383  df-fl 13512  df-mod 13590  df-seq 13722  df-exp 13783  df-fac 13988  df-bc 14017  df-hash 14045  df-cj 14810  df-re 14811  df-im 14812  df-sqrt 14946  df-abs 14947  df-limsup 15180  df-clim 15197  df-rlim 15198  df-sum 15398  df-prod 15616  df-dvds 15964  df-gcd 16202  df-lcm 16295  df-lcmf 16296  df-struct 16848  df-sets 16865  df-slot 16883  df-ndx 16895  df-base 16913  df-ress 16942  df-plusg 16975  df-mulr 16976  df-starv 16977  df-sca 16978  df-vsca 16979  df-ip 16980  df-tset 16981  df-ple 16982  df-ds 16984  df-unif 16985  df-hom 16986  df-cco 16987  df-rest 17133  df-topn 17134  df-0g 17152  df-gsum 17153  df-topgen 17154  df-pt 17155  df-prds 17158  df-xrs 17213  df-qtop 17218  df-imas 17219  df-xps 17221  df-mre 17295  df-mrc 17296  df-acs 17298  df-mgm 18326  df-sgrp 18375  df-mnd 18386  df-submnd 18431  df-mulg 18701  df-cntz 18923  df-cmn 19388  df-psmet 20589  df-xmet 20590  df-met 20591  df-bl 20592  df-mopn 20593  df-fbas 20594  df-fg 20595  df-cnfld 20598  df-top 22043  df-topon 22060  df-topsp 22082  df-bases 22096  df-cld 22170  df-ntr 22171  df-cls 22172  df-nei 22249  df-lp 22287  df-perf 22288  df-cn 22378  df-cnp 22379  df-haus 22466  df-cmp 22538  df-tx 22713  df-hmeo 22906  df-fil 22997  df-fm 23089  df-flim 23090  df-flf 23091  df-xms 23473  df-ms 23474  df-tms 23475  df-cncf 24041  df-ovol 24628  df-vol 24629  df-mbf 24783  df-itg1 24784  df-itg2 24785  df-ibl 24786  df-itg 24787  df-0p 24834  df-limc 25030  df-dv 25031

This theorem is referenced by:  lcmineqlem22  40058