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

Theorem logdiflbnd 26912
Description: Lower bound on the difference of logs. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Jul-2017.)
Assertion
Ref Expression
logdiflbnd (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / (𝐴 + 1)) ≤ ((log‘(𝐴 + 1)) − (log‘𝐴)))

Proof of Theorem logdiflbnd
StepHypRef Expression
1 rpre 12967 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℝ)
2 rpge0 12972 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → 0 ≤ 𝐴)
31, 2ge0p1rpd 13032 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 + 1) ∈ ℝ+)
43rprecred 13013 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / (𝐴 + 1)) ∈ ℝ)
5 1red 11182 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → 1 ∈ ℝ)
6 0le1 11708 . . . . . . 7 0 ≤ 1
76a1i 11 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → 0 ≤ 1)
85, 3, 7divge0d 13042 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → 0 ≤ (1 / (𝐴 + 1)))
9 id 22 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℝ+)
105, 9ltaddrp2d 13036 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → 1 < (𝐴 + 1))
111, 5readdcld 11210 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 + 1) ∈ ℝ)
1211recnd 11209 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 + 1) ∈ ℂ)
1312mulridd 11198 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((𝐴 + 1) · 1) = (𝐴 + 1))
1410, 13breqtrrd 5138 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → 1 < ((𝐴 + 1) · 1))
155, 5, 3ltdivmuld 13053 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((1 / (𝐴 + 1)) < 1 ↔ 1 < ((𝐴 + 1) · 1)))
1614, 15mpbird 257 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / (𝐴 + 1)) < 1)
174, 8, 16eflegeo 16096 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (exp‘(1 / (𝐴 + 1))) ≤ (1 / (1 − (1 / (𝐴 + 1)))))
185recnd 11209 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → 1 ∈ ℂ)
193rpne0d 13007 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 + 1) ≠ 0)
2012, 18, 12, 19divsubdird 12004 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((𝐴 + 1) − 1) / (𝐴 + 1)) = (((𝐴 + 1) / (𝐴 + 1)) − (1 / (𝐴 + 1))))
211recnd 11209 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℂ)
2221, 18pncand 11541 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((𝐴 + 1) − 1) = 𝐴)
2322oveq1d 7405 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((𝐴 + 1) − 1) / (𝐴 + 1)) = (𝐴 / (𝐴 + 1)))
2412, 19dividd 11963 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((𝐴 + 1) / (𝐴 + 1)) = 1)
2524oveq1d 7405 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((𝐴 + 1) / (𝐴 + 1)) − (1 / (𝐴 + 1))) = (1 − (1 / (𝐴 + 1))))
2620, 23, 253eqtr3rd 2774 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 − (1 / (𝐴 + 1))) = (𝐴 / (𝐴 + 1)))
2726oveq2d 7406 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / (1 − (1 / (𝐴 + 1)))) = (1 / (𝐴 / (𝐴 + 1))))
28 rpne0 12975 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ≠ 0)
2921, 12, 28, 19recdivd 11982 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / (𝐴 / (𝐴 + 1))) = ((𝐴 + 1) / 𝐴))
3027, 29eqtrd 2765 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / (1 − (1 / (𝐴 + 1)))) = ((𝐴 + 1) / 𝐴))
3117, 30breqtrd 5136 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ+ → (exp‘(1 / (𝐴 + 1))) ≤ ((𝐴 + 1) / 𝐴))
324rpefcld 16080 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (exp‘(1 / (𝐴 + 1))) ∈ ℝ+)
333, 9rpdivcld 13019 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((𝐴 + 1) / 𝐴) ∈ ℝ+)
3432, 33logled 26543 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((exp‘(1 / (𝐴 + 1))) ≤ ((𝐴 + 1) / 𝐴) ↔ (log‘(exp‘(1 / (𝐴 + 1)))) ≤ (log‘((𝐴 + 1) / 𝐴))))
3531, 34mpbid 232 . 2 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘(exp‘(1 / (𝐴 + 1)))) ≤ (log‘((𝐴 + 1) / 𝐴)))
364relogefd 26544 . 2 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘(exp‘(1 / (𝐴 + 1)))) = (1 / (𝐴 + 1)))
373, 9relogdivd 26542 . 2 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘((𝐴 + 1) / 𝐴)) = ((log‘(𝐴 + 1)) − (log‘𝐴)))
3835, 36, 373brtr3d 5141 1 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / (𝐴 + 1)) ≤ ((log‘(𝐴 + 1)) − (log‘𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wcel 2109   class class class wbr 5110  cfv 6514  (class class class)co 7390  0cc0 11075  1c1 11076   + caddc 11078   · cmul 11080   < clt 11215  cle 11216  cmin 11412   / cdiv 11842  +crp 12958  expce 16034  logclog 26470
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5237  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714  ax-inf2 9601  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152  ax-pre-sup 11153  ax-addf 11154
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-pss 3937  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-tp 4597  df-op 4599  df-uni 4875  df-int 4914  df-iun 4960  df-iin 4961  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5536  df-eprel 5541  df-po 5549  df-so 5550  df-fr 5594  df-se 5595  df-we 5596  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-isom 6523  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-of 7656  df-om 7846  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8343  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-2o 8438  df-er 8674  df-map 8804  df-pm 8805  df-ixp 8874  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-fin 8925  df-fsupp 9320  df-fi 9369  df-sup 9400  df-inf 9401  df-oi 9470  df-card 9899  df-pnf 11217  df-mnf 11218  df-xr 11219  df-ltxr 11220  df-le 11221  df-sub 11414  df-neg 11415  df-div 11843  df-nn 12194  df-2 12256  df-3 12257  df-4 12258  df-5 12259  df-6 12260  df-7 12261  df-8 12262  df-9 12263  df-n0 12450  df-z 12537  df-dec 12657  df-uz 12801  df-q 12915  df-rp 12959  df-xneg 13079  df-xadd 13080  df-xmul 13081  df-ioo 13317  df-ioc 13318  df-ico 13319  df-icc 13320  df-fz 13476  df-fzo 13623  df-fl 13761  df-mod 13839  df-seq 13974  df-exp 14034  df-fac 14246  df-bc 14275  df-hash 14303  df-shft 15040  df-cj 15072  df-re 15073  df-im 15074  df-sqrt 15208  df-abs 15209  df-limsup 15444  df-clim 15461  df-rlim 15462  df-sum 15660  df-ef 16040  df-sin 16042  df-cos 16043  df-pi 16045  df-struct 17124  df-sets 17141  df-slot 17159  df-ndx 17171  df-base 17187  df-ress 17208  df-plusg 17240  df-mulr 17241  df-starv 17242  df-sca 17243  df-vsca 17244  df-ip 17245  df-tset 17246  df-ple 17247  df-ds 17249  df-unif 17250  df-hom 17251  df-cco 17252  df-rest 17392  df-topn 17393  df-0g 17411  df-gsum 17412  df-topgen 17413  df-pt 17414  df-prds 17417  df-xrs 17472  df-qtop 17477  df-imas 17478  df-xps 17480  df-mre 17554  df-mrc 17555  df-acs 17557  df-mgm 18574  df-sgrp 18653  df-mnd 18669  df-submnd 18718  df-mulg 19007  df-cntz 19256  df-cmn 19719  df-psmet 21263  df-xmet 21264  df-met 21265  df-bl 21266  df-mopn 21267  df-fbas 21268  df-fg 21269  df-cnfld 21272  df-top 22788  df-topon 22805  df-topsp 22827  df-bases 22840  df-cld 22913  df-ntr 22914  df-cls 22915  df-nei 22992  df-lp 23030  df-perf 23031  df-cn 23121  df-cnp 23122  df-haus 23209  df-tx 23456  df-hmeo 23649  df-fil 23740  df-fm 23832  df-flim 23833  df-flf 23834  df-xms 24215  df-ms 24216  df-tms 24217  df-cncf 24778  df-limc 25774  df-dv 25775  df-log 26472
This theorem is referenced by:  lgamgulmlem3  26948
  Copyright terms: Public domain W3C validator