MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ltexp2a Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ltexp2a 14071
Description: Exponent ordering relationship for exponentiation of a fixed real base greater than 1 to integer exponents. (Contributed by NM, 2-Aug-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 4-Jun-2014.)
Assertion
Ref Expression
ltexp2a (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → (𝐴𝑀) < (𝐴𝑁))

Proof of Theorem ltexp2a
StepHypRef Expression
1 simpl1 1191 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 𝐴 ∈ ℝ)
2 0red 11158 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 0 ∈ ℝ)
3 1red 11156 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 1 ∈ ℝ)
4 0lt1 11677 . . . . . . . . 9 0 < 1
54a1i 11 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 0 < 1)
6 simprl 769 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 1 < 𝐴)
72, 3, 1, 5, 6lttrd 11316 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 0 < 𝐴)
81, 7elrpd 12954 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 𝐴 ∈ ℝ+)
9 simpl2 1192 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 𝑀 ∈ ℤ)
10 rpexpcl 13986 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ+𝑀 ∈ ℤ) → (𝐴𝑀) ∈ ℝ+)
118, 9, 10syl2anc 584 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → (𝐴𝑀) ∈ ℝ+)
1211rpred 12957 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → (𝐴𝑀) ∈ ℝ)
1312recnd 11183 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → (𝐴𝑀) ∈ ℂ)
1413mulid2d 11173 . 2 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → (1 · (𝐴𝑀)) = (𝐴𝑀))
15 simprr 771 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 𝑀 < 𝑁)
16 simpl3 1193 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 𝑁 ∈ ℤ)
17 znnsub 12549 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 < 𝑁 ↔ (𝑁𝑀) ∈ ℕ))
189, 16, 17syl2anc 584 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → (𝑀 < 𝑁 ↔ (𝑁𝑀) ∈ ℕ))
1915, 18mpbid 231 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → (𝑁𝑀) ∈ ℕ)
20 expgt1 14006 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑁𝑀) ∈ ℕ ∧ 1 < 𝐴) → 1 < (𝐴↑(𝑁𝑀)))
211, 19, 6, 20syl3anc 1371 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 1 < (𝐴↑(𝑁𝑀)))
221recnd 11183 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
237gt0ne0d 11719 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 𝐴 ≠ 0)
24 expsub 14016 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ)) → (𝐴↑(𝑁𝑀)) = ((𝐴𝑁) / (𝐴𝑀)))
2522, 23, 16, 9, 24syl22anc 837 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → (𝐴↑(𝑁𝑀)) = ((𝐴𝑁) / (𝐴𝑀)))
2621, 25breqtrd 5131 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → 1 < ((𝐴𝑁) / (𝐴𝑀)))
27 rpexpcl 13986 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ+𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴𝑁) ∈ ℝ+)
288, 16, 27syl2anc 584 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → (𝐴𝑁) ∈ ℝ+)
2928rpred 12957 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → (𝐴𝑁) ∈ ℝ)
303, 29, 11ltmuldivd 13004 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → ((1 · (𝐴𝑀)) < (𝐴𝑁) ↔ 1 < ((𝐴𝑁) / (𝐴𝑀))))
3126, 30mpbird 256 . 2 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → (1 · (𝐴𝑀)) < (𝐴𝑁))
3214, 31eqbrtrrd 5129 1 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (1 < 𝐴𝑀 < 𝑁)) → (𝐴𝑀) < (𝐴𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396  w3a 1087   = wceq 1541  wcel 2106  wne 2943   class class class wbr 5105  (class class class)co 7357  cc 11049  cr 11050  0cc0 11051  1c1 11052   · cmul 11056   < clt 11189  cmin 11385   / cdiv 11812  cn 12153  cz 12499  +crp 12915  cexp 13967
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-iun 4956  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-om 7803  df-2nd 7922  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-er 8648  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-div 11813  df-nn 12154  df-n0 12414  df-z 12500  df-uz 12764  df-rp 12916  df-seq 13907  df-exp 13968
This theorem is referenced by:  expcan  14074  ltexp2  14075  expnass  14112  perfectlem2  26578  2sqblem  26779  hgt750lemd  33261  hgt750lem  33264  2pwp1prm  45771  perfectALTVlem2  45904  tgblthelfgott  45997  tgoldbach  45999  expnegico01  46589
  Copyright terms: Public domain W3C validator