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

Theorem logdiflbnd 26921
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 12920 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℝ)
2 rpge0 12925 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → 0 ≤ 𝐴)
31, 2ge0p1rpd 12985 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 + 1) ∈ ℝ+)
43rprecred 12966 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / (𝐴 + 1)) ∈ ℝ)
5 1red 11135 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → 1 ∈ ℝ)
6 0le1 11661 . . . . . . 7 0 ≤ 1
76a1i 11 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → 0 ≤ 1)
85, 3, 7divge0d 12995 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → 0 ≤ (1 / (𝐴 + 1)))
9 id 22 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℝ+)
105, 9ltaddrp2d 12989 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → 1 < (𝐴 + 1))
111, 5readdcld 11163 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 + 1) ∈ ℝ)
1211recnd 11162 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 + 1) ∈ ℂ)
1312mulridd 11151 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((𝐴 + 1) · 1) = (𝐴 + 1))
1410, 13breqtrrd 5123 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → 1 < ((𝐴 + 1) · 1))
155, 5, 3ltdivmuld 13006 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((1 / (𝐴 + 1)) < 1 ↔ 1 < ((𝐴 + 1) · 1)))
1614, 15mpbird 257 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / (𝐴 + 1)) < 1)
174, 8, 16eflegeo 16048 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (exp‘(1 / (𝐴 + 1))) ≤ (1 / (1 − (1 / (𝐴 + 1)))))
185recnd 11162 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → 1 ∈ ℂ)
193rpne0d 12960 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 + 1) ≠ 0)
2012, 18, 12, 19divsubdird 11957 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((𝐴 + 1) − 1) / (𝐴 + 1)) = (((𝐴 + 1) / (𝐴 + 1)) − (1 / (𝐴 + 1))))
211recnd 11162 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℂ)
2221, 18pncand 11494 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((𝐴 + 1) − 1) = 𝐴)
2322oveq1d 7368 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((𝐴 + 1) − 1) / (𝐴 + 1)) = (𝐴 / (𝐴 + 1)))
2412, 19dividd 11916 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((𝐴 + 1) / (𝐴 + 1)) = 1)
2524oveq1d 7368 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((𝐴 + 1) / (𝐴 + 1)) − (1 / (𝐴 + 1))) = (1 − (1 / (𝐴 + 1))))
2620, 23, 253eqtr3rd 2773 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 − (1 / (𝐴 + 1))) = (𝐴 / (𝐴 + 1)))
2726oveq2d 7369 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / (1 − (1 / (𝐴 + 1)))) = (1 / (𝐴 / (𝐴 + 1))))
28 rpne0 12928 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ≠ 0)
2921, 12, 28, 19recdivd 11935 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / (𝐴 / (𝐴 + 1))) = ((𝐴 + 1) / 𝐴))
3027, 29eqtrd 2764 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / (1 − (1 / (𝐴 + 1)))) = ((𝐴 + 1) / 𝐴))
3117, 30breqtrd 5121 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ+ → (exp‘(1 / (𝐴 + 1))) ≤ ((𝐴 + 1) / 𝐴))
324rpefcld 16032 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (exp‘(1 / (𝐴 + 1))) ∈ ℝ+)
333, 9rpdivcld 12972 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((𝐴 + 1) / 𝐴) ∈ ℝ+)
3432, 33logled 26552 . . 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 26553 . 2 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘(exp‘(1 / (𝐴 + 1)))) = (1 / (𝐴 + 1)))
373, 9relogdivd 26551 . 2 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘((𝐴 + 1) / 𝐴)) = ((log‘(𝐴 + 1)) − (log‘𝐴)))
3835, 36, 373brtr3d 5126 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 5095  cfv 6486  (class class class)co 7353  0cc0 11028  1c1 11029   + caddc 11031   · cmul 11033   < clt 11168  cle 11169  cmin 11365   / cdiv 11795  +crp 12911  expce 15986  logclog 26479
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 2701  ax-rep 5221  ax-sep 5238  ax-nul 5248  ax-pow 5307  ax-pr 5374  ax-un 7675  ax-inf2 9556  ax-cnex 11084  ax-resscn 11085  ax-1cn 11086  ax-icn 11087  ax-addcl 11088  ax-addrcl 11089  ax-mulcl 11090  ax-mulrcl 11091  ax-mulcom 11092  ax-addass 11093  ax-mulass 11094  ax-distr 11095  ax-i2m1 11096  ax-1ne0 11097  ax-1rid 11098  ax-rnegex 11099  ax-rrecex 11100  ax-cnre 11101  ax-pre-lttri 11102  ax-pre-lttrn 11103  ax-pre-ltadd 11104  ax-pre-mulgt0 11105  ax-pre-sup 11106  ax-addf 11107
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 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3397  df-v 3440  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4479  df-pw 4555  df-sn 4580  df-pr 4582  df-tp 4584  df-op 4586  df-uni 4862  df-int 4900  df-iun 4946  df-iin 4947  df-br 5096  df-opab 5158  df-mpt 5177  df-tr 5203  df-id 5518  df-eprel 5523  df-po 5531  df-so 5532  df-fr 5576  df-se 5577  df-we 5578  df-xp 5629  df-rel 5630  df-cnv 5631  df-co 5632  df-dm 5633  df-rn 5634  df-res 5635  df-ima 5636  df-pred 6253  df-ord 6314  df-on 6315  df-lim 6316  df-suc 6317  df-iota 6442  df-fun 6488  df-fn 6489  df-f 6490  df-f1 6491  df-fo 6492  df-f1o 6493  df-fv 6494  df-isom 6495  df-riota 7310  df-ov 7356  df-oprab 7357  df-mpo 7358  df-of 7617  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-supp 8101  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-1o 8395  df-2o 8396  df-er 8632  df-map 8762  df-pm 8763  df-ixp 8832  df-en 8880  df-dom 8881  df-sdom 8882  df-fin 8883  df-fsupp 9271  df-fi 9320  df-sup 9351  df-inf 9352  df-oi 9421  df-card 9854  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11367  df-neg 11368  df-div 11796  df-nn 12147  df-2 12209  df-3 12210  df-4 12211  df-5 12212  df-6 12213  df-7 12214  df-8 12215  df-9 12216  df-n0 12403  df-z 12490  df-dec 12610  df-uz 12754  df-q 12868  df-rp 12912  df-xneg 13032  df-xadd 13033  df-xmul 13034  df-ioo 13270  df-ioc 13271  df-ico 13272  df-icc 13273  df-fz 13429  df-fzo 13576  df-fl 13714  df-mod 13792  df-seq 13927  df-exp 13987  df-fac 14199  df-bc 14228  df-hash 14256  df-shft 14992  df-cj 15024  df-re 15025  df-im 15026  df-sqrt 15160  df-abs 15161  df-limsup 15396  df-clim 15413  df-rlim 15414  df-sum 15612  df-ef 15992  df-sin 15994  df-cos 15995  df-pi 15997  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17139  df-ress 17160  df-plusg 17192  df-mulr 17193  df-starv 17194  df-sca 17195  df-vsca 17196  df-ip 17197  df-tset 17198  df-ple 17199  df-ds 17201  df-unif 17202  df-hom 17203  df-cco 17204  df-rest 17344  df-topn 17345  df-0g 17363  df-gsum 17364  df-topgen 17365  df-pt 17366  df-prds 17369  df-xrs 17424  df-qtop 17429  df-imas 17430  df-xps 17432  df-mre 17506  df-mrc 17507  df-acs 17509  df-mgm 18532  df-sgrp 18611  df-mnd 18627  df-submnd 18676  df-mulg 18965  df-cntz 19214  df-cmn 19679  df-psmet 21271  df-xmet 21272  df-met 21273  df-bl 21274  df-mopn 21275  df-fbas 21276  df-fg 21277  df-cnfld 21280  df-top 22797  df-topon 22814  df-topsp 22836  df-bases 22849  df-cld 22922  df-ntr 22923  df-cls 22924  df-nei 23001  df-lp 23039  df-perf 23040  df-cn 23130  df-cnp 23131  df-haus 23218  df-tx 23465  df-hmeo 23658  df-fil 23749  df-fm 23841  df-flim 23842  df-flf 23843  df-xms 24224  df-ms 24225  df-tms 24226  df-cncf 24787  df-limc 25783  df-dv 25784  df-log 26481
This theorem is referenced by:  lgamgulmlem3  26957
  Copyright terms: Public domain W3C validator