Users' Mathboxes Mathbox for metakunt < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lcmineqlem22 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lcmineqlem22 41222
Description: The lcm inequality lemma without base cases 7 and 8. (Contributed by metakunt, 12-May-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
lcmineqlem22.1 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
lcmineqlem22.2 (๐œ‘ โ†’ 4 โ‰ค ๐‘)
Assertion
Ref Expression
lcmineqlem22 (๐œ‘ โ†’ ((2โ†‘((2 ยท ๐‘) + 1)) โ‰ค (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆง (2โ†‘((2 ยท ๐‘) + 2)) โ‰ค (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2)))))

Proof of Theorem lcmineqlem22
StepHypRef Expression
1 2re 12291 . . . . 5 2 โˆˆ โ„
21a1i 11 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ 2 โˆˆ โ„)
3 2nn0 12494 . . . . . . 7 2 โˆˆ โ„•0
43a1i 11 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ 2 โˆˆ โ„•0)
5 lcmineqlem22.1 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
65nnnn0d 12537 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0)
74, 6nn0mulcld 12542 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„•0)
8 1nn0 12493 . . . . . 6 1 โˆˆ โ„•0
98a1i 11 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ โ„•0)
107, 9nn0addcld 12541 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ((2 ยท ๐‘) + 1) โˆˆ โ„•0)
112, 10reexpcld 14133 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (2โ†‘((2 ยท ๐‘) + 1)) โˆˆ โ„)
127, 4nn0addcld 12541 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ((2 ยท ๐‘) + 2) โˆˆ โ„•0)
132, 12reexpcld 14133 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (2โ†‘((2 ยท ๐‘) + 2)) โˆˆ โ„)
14 fz1ssnn 13537 . . . . . 6 (1...((2 ยท ๐‘) + 1)) โІ โ„•
15 fzfi 13942 . . . . . 6 (1...((2 ยท ๐‘) + 1)) โˆˆ Fin
16 lcmfnncl 16571 . . . . . 6 (((1...((2 ยท ๐‘) + 1)) โІ โ„• โˆง (1...((2 ยท ๐‘) + 1)) โˆˆ Fin) โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆˆ โ„•)
1714, 15, 16mp2an 689 . . . . 5 (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆˆ โ„•
1817a1i 11 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆˆ โ„•)
1918nnred 12232 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆˆ โ„)
20 1red 11220 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ โ„)
215nnred 12232 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„)
222, 21remulcld 11249 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„)
23 1lt2 12388 . . . . . . 7 1 < 2
2423a1i 11 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ 1 < 2)
2520, 2, 24ltled 11367 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ 1 โ‰ค 2)
2620, 2, 22, 25leadd2dd 11834 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ((2 ยท ๐‘) + 1) โ‰ค ((2 ยท ๐‘) + 2))
27 2z 12599 . . . . . . . 8 2 โˆˆ โ„ค
2827a1i 11 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ 2 โˆˆ โ„ค)
295nnzd 12590 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
3028, 29zmulcld 12677 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„ค)
3130peano2zd 12674 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ((2 ยท ๐‘) + 1) โˆˆ โ„ค)
3230, 28zaddcld 12675 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ((2 ยท ๐‘) + 2) โˆˆ โ„ค)
332, 31, 32, 24leexp2d 14220 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1) โ‰ค ((2 ยท ๐‘) + 2) โ†” (2โ†‘((2 ยท ๐‘) + 1)) โ‰ค (2โ†‘((2 ยท ๐‘) + 2))))
3426, 33mpbid 231 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (2โ†‘((2 ยท ๐‘) + 1)) โ‰ค (2โ†‘((2 ยท ๐‘) + 2)))
35 lcmineqlem22.2 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ 4 โ‰ค ๐‘)
365, 35lcmineqlem21 41221 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (2โ†‘((2 ยท ๐‘) + 2)) โ‰ค (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))))
3711, 13, 19, 34, 36letrd 11376 . 2 (๐œ‘ โ†’ (2โ†‘((2 ยท ๐‘) + 1)) โ‰ค (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))))
38 fz1ssnn 13537 . . . . . 6 (1...((2 ยท ๐‘) + 2)) โІ โ„•
39 fzfi 13942 . . . . . 6 (1...((2 ยท ๐‘) + 2)) โˆˆ Fin
40 lcmfnncl 16571 . . . . . 6 (((1...((2 ยท ๐‘) + 2)) โІ โ„• โˆง (1...((2 ยท ๐‘) + 2)) โˆˆ Fin) โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2))) โˆˆ โ„•)
4138, 39, 40mp2an 689 . . . . 5 (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2))) โˆˆ โ„•
4241a1i 11 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2))) โˆˆ โ„•)
4342nnred 12232 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2))) โˆˆ โ„)
4418nnzd 12590 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆˆ โ„ค)
4544, 32jca 511 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆˆ โ„ค โˆง ((2 ยท ๐‘) + 2) โˆˆ โ„ค))
46 dvdslcm 16540 . . . . . . 7 (((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆˆ โ„ค โˆง ((2 ยท ๐‘) + 2) โˆˆ โ„ค) โ†’ ((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆฅ ((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) lcm ((2 ยท ๐‘) + 2)) โˆง ((2 ยท ๐‘) + 2) โˆฅ ((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) lcm ((2 ยท ๐‘) + 2))))
4745, 46syl 17 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆฅ ((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) lcm ((2 ยท ๐‘) + 2)) โˆง ((2 ยท ๐‘) + 2) โˆฅ ((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) lcm ((2 ยท ๐‘) + 2))))
4847simpld 494 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆฅ ((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) lcm ((2 ยท ๐‘) + 2)))
49 2nn 12290 . . . . . . . . . 10 2 โˆˆ โ„•
5049a1i 11 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ 2 โˆˆ โ„•)
5150, 5nnmulcld 12270 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„•)
5251, 50nnaddcld 12269 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ((2 ยท ๐‘) + 2) โˆˆ โ„•)
5352lcmfunnnd 41184 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2))) = ((lcmโ€˜(1...(((2 ยท ๐‘) + 2) โˆ’ 1))) lcm ((2 ยท ๐‘) + 2)))
5422recnd 11247 . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ (2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„‚)
552recnd 11247 . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ 2 โˆˆ โ„‚)
56 1cnd 11214 . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
5754, 55, 56addsubassd 11596 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 2) โˆ’ 1) = ((2 ยท ๐‘) + (2 โˆ’ 1)))
58 2m1e1 12343 . . . . . . . . . . 11 (2 โˆ’ 1) = 1
5958oveq2i 7423 . . . . . . . . . 10 ((2 ยท ๐‘) + (2 โˆ’ 1)) = ((2 ยท ๐‘) + 1)
6057, 59eqtrdi 2787 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 2) โˆ’ 1) = ((2 ยท ๐‘) + 1))
6160oveq2d 7428 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (1...(((2 ยท ๐‘) + 2) โˆ’ 1)) = (1...((2 ยท ๐‘) + 1)))
6261fveq2d 6895 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (lcmโ€˜(1...(((2 ยท ๐‘) + 2) โˆ’ 1))) = (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))))
6362oveq1d 7427 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ((lcmโ€˜(1...(((2 ยท ๐‘) + 2) โˆ’ 1))) lcm ((2 ยท ๐‘) + 2)) = ((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) lcm ((2 ยท ๐‘) + 2)))
6453, 63eqtrd 2771 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2))) = ((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) lcm ((2 ยท ๐‘) + 2)))
6548, 64breqtrrd 5176 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆฅ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2))))
6644, 42jca 511 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆˆ โ„ค โˆง (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2))) โˆˆ โ„•))
67 dvdsle 16258 . . . . 5 (((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆˆ โ„ค โˆง (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2))) โˆˆ โ„•) โ†’ ((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆฅ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2))) โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โ‰ค (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2)))))
6866, 67syl 17 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ((lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆฅ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2))) โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โ‰ค (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2)))))
6965, 68mpd 15 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โ‰ค (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2))))
7013, 19, 43, 36, 69letrd 11376 . 2 (๐œ‘ โ†’ (2โ†‘((2 ยท ๐‘) + 2)) โ‰ค (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2))))
7137, 70jca 511 1 (๐œ‘ โ†’ ((2โ†‘((2 ยท ๐‘) + 1)) โ‰ค (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 1))) โˆง (2โ†‘((2 ยท ๐‘) + 2)) โ‰ค (lcmโ€˜(1...((2 ยท ๐‘) + 2)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 395   โˆˆ wcel 2105   โІ wss 3948   class class class wbr 5148  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7412  Fincfn 8943  โ„cr 11113  1c1 11115   + caddc 11117   ยท cmul 11119   < clt 11253   โ‰ค cle 11254   โˆ’ cmin 11449  โ„•cn 12217  2c2 12272  4c4 12274  โ„•0cn0 12477  โ„คcz 12563  ...cfz 13489  โ†‘cexp 14032   โˆฅ cdvds 16202   lcm clcm 16530  lcmclcmf 16531
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 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-inf2 9640  ax-cc 10434  ax-cnex 11170  ax-resscn 11171  ax-1cn 11172  ax-icn 11173  ax-addcl 11174  ax-addrcl 11175  ax-mulcl 11176  ax-mulrcl 11177  ax-mulcom 11178  ax-addass 11179  ax-mulass 11180  ax-distr 11181  ax-i2m1 11182  ax-1ne0 11183  ax-1rid 11184  ax-rnegex 11185  ax-rrecex 11186  ax-cnre 11187  ax-pre-lttri 11188  ax-pre-lttrn 11189  ax-pre-ltadd 11190  ax-pre-mulgt0 11191  ax-pre-sup 11192  ax-addf 11193  ax-mulf 11194
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-symdif 4242  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-disj 5114  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7674  df-ofr 7675  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-supp 8151  df-frecs 8270  df-wrecs 8301  df-recs 8375  df-rdg 8414  df-1o 8470  df-2o 8471  df-oadd 8474  df-omul 8475  df-er 8707  df-map 8826  df-pm 8827  df-ixp 8896  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-fsupp 9366  df-fi 9410  df-sup 9441  df-inf 9442  df-oi 9509  df-dju 9900  df-card 9938  df-acn 9941  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-div 11877  df-nn 12218  df-2 12280  df-3 12281  df-4 12282  df-5 12283  df-6 12284  df-7 12285  df-8 12286  df-9 12287  df-n0 12478  df-z 12564  df-dec 12683  df-uz 12828  df-q 12938  df-rp 12980  df-xneg 13097  df-xadd 13098  df-xmul 13099  df-ioo 13333  df-ioc 13334  df-ico 13335  df-icc 13336  df-fz 13490  df-fzo 13633  df-fl 13762  df-mod 13840  df-seq 13972  df-exp 14033  df-fac 14239  df-bc 14268  df-hash 14296  df-cj 15051  df-re 15052  df-im 15053  df-sqrt 15187  df-abs 15188  df-limsup 15420  df-clim 15437  df-rlim 15438  df-sum 15638  df-prod 15855  df-dvds 16203  df-gcd 16441  df-lcm 16532  df-lcmf 16533  df-struct 17085  df-sets 17102  df-slot 17120  df-ndx 17132  df-base 17150  df-ress 17179  df-plusg 17215  df-mulr 17216  df-starv 17217  df-sca 17218  df-vsca 17219  df-ip 17220  df-tset 17221  df-ple 17222  df-ds 17224  df-unif 17225  df-hom 17226  df-cco 17227  df-rest 17373  df-topn 17374  df-0g 17392  df-gsum 17393  df-topgen 17394  df-pt 17395  df-prds 17398  df-xrs 17453  df-qtop 17458  df-imas 17459  df-xps 17461  df-mre 17535  df-mrc 17536  df-acs 17538  df-mgm 18566  df-sgrp 18645  df-mnd 18661  df-submnd 18707  df-mulg 18988  df-cntz 19223  df-cmn 19692  df-psmet 21137  df-xmet 21138  df-met 21139  df-bl 21140  df-mopn 21141  df-fbas 21142  df-fg 21143  df-cnfld 21146  df-top 22617  df-topon 22634  df-topsp 22656  df-bases 22670  df-cld 22744  df-ntr 22745  df-cls 22746  df-nei 22823  df-lp 22861  df-perf 22862  df-cn 22952  df-cnp 22953  df-haus 23040  df-cmp 23112  df-tx 23287  df-hmeo 23480  df-fil 23571  df-fm 23663  df-flim 23664  df-flf 23665  df-xms 24047  df-ms 24048  df-tms 24049  df-cncf 24619  df-ovol 25214  df-vol 25215  df-mbf 25369  df-itg1 25370  df-itg2 25371  df-ibl 25372  df-itg 25373  df-0p 25420  df-limc 25616  df-dv 25617
This theorem is referenced by:  lcmineqlem23  41223
  Copyright terms: Public domain W3C validator