Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  logdifbnd Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem logdifbnd 25583
 Description: Bound on the difference of logs. (Contributed by Mario Carneiro, 23-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
logdifbnd (𝐴 ∈ ℝ+ → ((log‘(𝐴 + 1)) − (log‘𝐴)) ≤ (1 / 𝐴))

Proof of Theorem logdifbnd
StepHypRef Expression
1 rpcn 12391 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℂ)
2 1cnd 10629 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → 1 ∈ ℂ)
3 rpne0 12397 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ≠ 0)
41, 2, 1, 3divdird 11447 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((𝐴 + 1) / 𝐴) = ((𝐴 / 𝐴) + (1 / 𝐴)))
51, 3dividd 11407 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 / 𝐴) = 1)
65oveq1d 7154 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((𝐴 / 𝐴) + (1 / 𝐴)) = (1 + (1 / 𝐴)))
74, 6eqtr2d 2837 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 + (1 / 𝐴)) = ((𝐴 + 1) / 𝐴))
87fveq2d 6653 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘(1 + (1 / 𝐴))) = (log‘((𝐴 + 1) / 𝐴)))
9 1rp 12385 . . . . 5 1 ∈ ℝ+
10 rpaddcl 12403 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ+ ∧ 1 ∈ ℝ+) → (𝐴 + 1) ∈ ℝ+)
119, 10mpan2 690 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 + 1) ∈ ℝ+)
12 relogdiv 25188 . . . 4 (((𝐴 + 1) ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℝ+) → (log‘((𝐴 + 1) / 𝐴)) = ((log‘(𝐴 + 1)) − (log‘𝐴)))
1311, 12mpancom 687 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘((𝐴 + 1) / 𝐴)) = ((log‘(𝐴 + 1)) − (log‘𝐴)))
148, 13eqtrd 2836 . 2 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘(1 + (1 / 𝐴))) = ((log‘(𝐴 + 1)) − (log‘𝐴)))
15 rpreccl 12407 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / 𝐴) ∈ ℝ+)
16 rpaddcl 12403 . . . . . 6 ((1 ∈ ℝ+ ∧ (1 / 𝐴) ∈ ℝ+) → (1 + (1 / 𝐴)) ∈ ℝ+)
179, 15, 16sylancr 590 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 + (1 / 𝐴)) ∈ ℝ+)
1817reeflogd 25219 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (exp‘(log‘(1 + (1 / 𝐴)))) = (1 + (1 / 𝐴)))
1917rpred 12423 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 + (1 / 𝐴)) ∈ ℝ)
2015rpred 12423 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / 𝐴) ∈ ℝ)
2120reefcld 15437 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (exp‘(1 / 𝐴)) ∈ ℝ)
22 efgt1p 15464 . . . . . 6 ((1 / 𝐴) ∈ ℝ+ → (1 + (1 / 𝐴)) < (exp‘(1 / 𝐴)))
2315, 22syl 17 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 + (1 / 𝐴)) < (exp‘(1 / 𝐴)))
2419, 21, 23ltled 10781 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 + (1 / 𝐴)) ≤ (exp‘(1 / 𝐴)))
2518, 24eqbrtrd 5055 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ+ → (exp‘(log‘(1 + (1 / 𝐴)))) ≤ (exp‘(1 / 𝐴)))
26 relogcl 25171 . . . . . . 7 ((𝐴 + 1) ∈ ℝ+ → (log‘(𝐴 + 1)) ∈ ℝ)
2711, 26syl 17 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘(𝐴 + 1)) ∈ ℝ)
28 relogcl 25171 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘𝐴) ∈ ℝ)
2927, 28resubcld 11061 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((log‘(𝐴 + 1)) − (log‘𝐴)) ∈ ℝ)
3014, 29eqeltrd 2893 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘(1 + (1 / 𝐴))) ∈ ℝ)
31 efle 15467 . . . 4 (((log‘(1 + (1 / 𝐴))) ∈ ℝ ∧ (1 / 𝐴) ∈ ℝ) → ((log‘(1 + (1 / 𝐴))) ≤ (1 / 𝐴) ↔ (exp‘(log‘(1 + (1 / 𝐴)))) ≤ (exp‘(1 / 𝐴))))
3230, 20, 31syl2anc 587 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((log‘(1 + (1 / 𝐴))) ≤ (1 / 𝐴) ↔ (exp‘(log‘(1 + (1 / 𝐴)))) ≤ (exp‘(1 / 𝐴))))
3325, 32mpbird 260 . 2 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘(1 + (1 / 𝐴))) ≤ (1 / 𝐴))
3414, 33eqbrtrrd 5057 1 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((log‘(𝐴 + 1)) − (log‘𝐴)) ≤ (1 / 𝐴))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   = wceq 1538   ∈ wcel 2112   class class class wbr 5033  ‘cfv 6328  (class class class)co 7139  ℝcr 10529  1c1 10531   + caddc 10533   < clt 10668   ≤ cle 10669   − cmin 10863   / cdiv 11290  ℝ+crp 12381  expce 15411  logclog 25150 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2773  ax-rep 5157  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7445  ax-inf2 9092  ax-cnex 10586  ax-resscn 10587  ax-1cn 10588  ax-icn 10589  ax-addcl 10590  ax-addrcl 10591  ax-mulcl 10592  ax-mulrcl 10593  ax-mulcom 10594  ax-addass 10595  ax-mulass 10596  ax-distr 10597  ax-i2m1 10598  ax-1ne0 10599  ax-1rid 10600  ax-rnegex 10601  ax-rrecex 10602  ax-cnre 10603  ax-pre-lttri 10604  ax-pre-lttrn 10605  ax-pre-ltadd 10606  ax-pre-mulgt0 10607  ax-pre-sup 10608  ax-addf 10609  ax-mulf 10610 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2601  df-eu 2632  df-clab 2780  df-cleq 2794  df-clel 2873  df-nfc 2941  df-ne 2991  df-nel 3095  df-ral 3114  df-rex 3115  df-reu 3116  df-rmo 3117  df-rab 3118  df-v 3446  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3887  df-un 3889  df-in 3891  df-ss 3901  df-pss 3903  df-nul 4247  df-if 4429  df-pw 4502  df-sn 4529  df-pr 4531  df-tp 4533  df-op 4535  df-uni 4804  df-int 4842  df-iun 4886  df-iin 4887  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-tr 5140  df-id 5428  df-eprel 5433  df-po 5442  df-so 5443  df-fr 5482  df-se 5483  df-we 5484  df-xp 5529  df-rel 5530  df-cnv 5531  df-co 5532  df-dm 5533  df-rn 5534  df-res 5535  df-ima 5536  df-pred 6120  df-ord 6166  df-on 6167  df-lim 6168  df-suc 6169  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-isom 6337  df-riota 7097  df-ov 7142  df-oprab 7143  df-mpo 7144  df-of 7393  df-om 7565  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-supp 7818  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-1o 8089  df-2o 8090  df-oadd 8093  df-er 8276  df-map 8395  df-pm 8396  df-ixp 8449  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-fin 8500  df-fsupp 8822  df-fi 8863  df-sup 8894  df-inf 8895  df-oi 8962  df-card 9356  df-pnf 10670  df-mnf 10671  df-xr 10672  df-ltxr 10673  df-le 10674  df-sub 10865  df-neg 10866  df-div 11291  df-nn 11630  df-2 11692  df-3 11693  df-4 11694  df-5 11695  df-6 11696  df-7 11697  df-8 11698  df-9 11699  df-n0 11890  df-z 11974  df-dec 12091  df-uz 12236  df-q 12341  df-rp 12382  df-xneg 12499  df-xadd 12500  df-xmul 12501  df-ioo 12734  df-ioc 12735  df-ico 12736  df-icc 12737  df-fz 12890  df-fzo 13033  df-fl 13161  df-mod 13237  df-seq 13369  df-exp 13430  df-fac 13634  df-bc 13663  df-hash 13691  df-shft 14422  df-cj 14454  df-re 14455  df-im 14456  df-sqrt 14590  df-abs 14591  df-limsup 14824  df-clim 14841  df-rlim 14842  df-sum 15039  df-ef 15417  df-sin 15419  df-cos 15420  df-pi 15422  df-struct 16481  df-ndx 16482  df-slot 16483  df-base 16485  df-sets 16486  df-ress 16487  df-plusg 16574  df-mulr 16575  df-starv 16576  df-sca 16577  df-vsca 16578  df-ip 16579  df-tset 16580  df-ple 16581  df-ds 16583  df-unif 16584  df-hom 16585  df-cco 16586  df-rest 16692  df-topn 16693  df-0g 16711  df-gsum 16712  df-topgen 16713  df-pt 16714  df-prds 16717  df-xrs 16771  df-qtop 16776  df-imas 16777  df-xps 16779  df-mre 16853  df-mrc 16854  df-acs 16856  df-mgm 17848  df-sgrp 17897  df-mnd 17908  df-submnd 17953  df-mulg 18221  df-cntz 18443  df-cmn 18904  df-psmet 20087  df-xmet 20088  df-met 20089  df-bl 20090  df-mopn 20091  df-fbas 20092  df-fg 20093  df-cnfld 20096  df-top 21503  df-topon 21520  df-topsp 21542  df-bases 21555  df-cld 21628  df-ntr 21629  df-cls 21630  df-nei 21707  df-lp 21745  df-perf 21746  df-cn 21836  df-cnp 21837  df-haus 21924  df-tx 22171  df-hmeo 22364  df-fil 22455  df-fm 22547  df-flim 22548  df-flf 22549  df-xms 22931  df-ms 22932  df-tms 22933  df-cncf 23487  df-limc 24473  df-dv 24474  df-log 25152 This theorem is referenced by:  emcllem2  25586  lgamgulmlem3  25620  selberg2lem  26138  pntrlog2bndlem5  26169
 Copyright terms: Public domain W3C validator