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

Theorem oexpled 32763
Description: Odd power monomials are monotonic. (Contributed by Thierry Arnoux, 9-Nov-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
oexpled.1 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
oexpled.2 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
oexpled.3 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
oexpled.4 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑁)
oexpled.5 (𝜑𝐴𝐵)
Assertion
Ref Expression
oexpled (𝜑 → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))

Proof of Theorem oexpled
StepHypRef Expression
1 0red 11231 . 2 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
2 oexpled.2 . 2 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
3 0red 11231 . . 3 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) → 0 ∈ ℝ)
4 oexpled.1 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
54adantr 480 . . 3 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ)
64adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
72adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
8 oexpled.3 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
98nnnn0d 12555 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
109adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 𝑁 ∈ ℕ0)
11 simpr 484 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 0 ≤ 𝐴)
12 oexpled.5 . . . . . 6 (𝜑𝐴𝐵)
1312adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 𝐴𝐵)
146, 7, 10, 11, 13leexp1ad 14184 . . . 4 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
1514adantlr 715 . . 3 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 0 ≤ 𝐴) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
164ad2antrr 726 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
179ad2antrr 726 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
1816, 17reexpcld 14171 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ∈ ℝ)
19 0red 11231 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ∈ ℝ)
202ad2antrr 726 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
2120, 17reexpcld 14171 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐵𝑁) ∈ ℝ)
228nncnd 12249 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
23 1cnd 11223 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
2422, 23npcand 11591 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2524oveq2d 7416 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑((𝑁 − 1) + 1)) = (𝐴𝑁))
264recnd 11256 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
27 nnm1nn0 12535 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
288, 27syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
2926, 28expp1d 14155 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑((𝑁 − 1) + 1)) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
3025, 29eqtr3d 2771 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴𝑁) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
3130ad2antrr 726 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
324, 28reexpcld 14171 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
3332ad2antrr 726 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
348nnzd 12608 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
35 oexpled.4 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑁)
36 oddm1even 16349 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℤ → (¬ 2 ∥ 𝑁 ↔ 2 ∥ (𝑁 − 1)))
3736biimpa 476 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 2 ∥ (𝑁 − 1))
3834, 35, 37syl2anc 584 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 2 ∥ (𝑁 − 1))
394, 28, 38expevenpos 32762 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≤ (𝐴↑(𝑁 − 1)))
4039ad2antrr 726 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ (𝐴↑(𝑁 − 1)))
41 simpr 484 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐴 ≤ 0)
4216, 19, 33, 40, 41lemul2ad 12175 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0))
4333recnd 11256 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
4443mul01d 11427 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0) = 0)
4542, 44breqtrd 5143 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ 0)
4631, 45eqbrtrd 5139 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ≤ 0)
47 simplr 768 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ 𝐵)
4820, 17, 47expge0d 14172 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ (𝐵𝑁))
4918, 19, 21, 46, 48letrd 11385 . . 3 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
503, 5, 15, 49lecasei 11334 . 2 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
514adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
529adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
5351, 52reexpcld 14171 . . 3 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ∈ ℝ)
542adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
5554, 52reexpcld 14171 . . 3 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (𝐵𝑁) ∈ ℝ)
562renegcld 11657 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐵 ∈ ℝ)
5756adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -𝐵 ∈ ℝ)
584renegcld 11657 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐴 ∈ ℝ)
5958adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -𝐴 ∈ ℝ)
602le0neg1d 11801 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵 ≤ 0 ↔ 0 ≤ -𝐵))
6160biimpa 476 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 0 ≤ -𝐵)
6212adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝐴𝐵)
63 leneg 11733 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴𝐵 ↔ -𝐵 ≤ -𝐴))
6463biimpa 476 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝐴𝐵) → -𝐵 ≤ -𝐴)
6551, 54, 62, 64syl21anc 837 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -𝐵 ≤ -𝐴)
6657, 59, 52, 61, 65leexp1ad 14184 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (-𝐵𝑁) ≤ (-𝐴𝑁))
672recnd 11256 . . . . . 6 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
68 oexpneg 16351 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (-𝐵𝑁) = -(𝐵𝑁))
6967, 8, 35, 68syl3anc 1372 . . . . 5 (𝜑 → (-𝐵𝑁) = -(𝐵𝑁))
7069adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (-𝐵𝑁) = -(𝐵𝑁))
71 oexpneg 16351 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (-𝐴𝑁) = -(𝐴𝑁))
7226, 8, 35, 71syl3anc 1372 . . . . 5 (𝜑 → (-𝐴𝑁) = -(𝐴𝑁))
7372adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (-𝐴𝑁) = -(𝐴𝑁))
7466, 70, 733brtr3d 5148 . . 3 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -(𝐵𝑁) ≤ -(𝐴𝑁))
75 leneg 11733 . . . 4 (((𝐴𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑁) ∈ ℝ) → ((𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁) ↔ -(𝐵𝑁) ≤ -(𝐴𝑁)))
7675biimpar 477 . . 3 ((((𝐴𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑁) ∈ ℝ) ∧ -(𝐵𝑁) ≤ -(𝐴𝑁)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
7753, 55, 74, 76syl21anc 837 . 2 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
781, 2, 50, 77lecasei 11334 1 (𝜑 → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 395   = wceq 1539  wcel 2107   class class class wbr 5117  (class class class)co 7400  cc 11120  cr 11121  0cc0 11122  1c1 11123   + caddc 11125   · cmul 11127  cle 11263  cmin 11459  -cneg 11460  cn 12233  2c2 12288  0cn0 12494  cz 12581  cexp 14069  cdvds 16259
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2706  ax-sep 5264  ax-nul 5274  ax-pow 5333  ax-pr 5400  ax-un 7724  ax-cnex 11178  ax-resscn 11179  ax-1cn 11180  ax-icn 11181  ax-addcl 11182  ax-addrcl 11183  ax-mulcl 11184  ax-mulrcl 11185  ax-mulcom 11186  ax-addass 11187  ax-mulass 11188  ax-distr 11189  ax-i2m1 11190  ax-1ne0 11191  ax-1rid 11192  ax-rnegex 11193  ax-rrecex 11194  ax-cnre 11195  ax-pre-lttri 11196  ax-pre-lttrn 11197  ax-pre-ltadd 11198  ax-pre-mulgt0 11199
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2808  df-nfc 2884  df-ne 2932  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3357  df-reu 3358  df-rab 3414  df-v 3459  df-sbc 3764  df-csb 3873  df-dif 3927  df-un 3929  df-in 3931  df-ss 3941  df-pss 3944  df-nul 4307  df-if 4499  df-pw 4575  df-sn 4600  df-pr 4602  df-op 4606  df-uni 4882  df-iun 4967  df-br 5118  df-opab 5180  df-mpt 5200  df-tr 5228  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5658  df-rel 5659  df-cnv 5660  df-co 5661  df-dm 5662  df-rn 5663  df-res 5664  df-ima 5665  df-pred 6288  df-ord 6353  df-on 6354  df-lim 6355  df-suc 6356  df-iota 6481  df-fun 6530  df-fn 6531  df-f 6532  df-f1 6533  df-fo 6534  df-f1o 6535  df-fv 6536  df-riota 7357  df-ov 7403  df-oprab 7404  df-mpo 7405  df-om 7857  df-2nd 7984  df-frecs 8275  df-wrecs 8306  df-recs 8380  df-rdg 8419  df-er 8714  df-en 8955  df-dom 8956  df-sdom 8957  df-pnf 11264  df-mnf 11265  df-xr 11266  df-ltxr 11267  df-le 11268  df-sub 11461  df-neg 11462  df-div 11888  df-nn 12234  df-2 12296  df-n0 12495  df-z 12582  df-uz 12846  df-rp 13002  df-seq 14010  df-exp 14070  df-dvds 16260
This theorem is referenced by:  cos9thpiminplylem1  33751
  Copyright terms: Public domain W3C validator