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 33427
Description: Odd power monomials are monotonic. (Contributed by Thierry Arnoux, 9-Nov-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
oexpled.1 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
oexpled.2 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
oexpled.3 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
oexpled.4 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑁)
oexpled.5 (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐵)
Assertion
Ref Expression
oexpled (𝜑 → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐵↑𝑁))

Proof of Theorem oexpled
StepHypRef Expression
1 0red 11311 . 2 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
2 oexpled.2 . 2 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
3 0red 11311 . . 3 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) → 0 ∈ ℝ)
4 oexpled.1 . . . 4 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
54adantr 486 . . 3 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ)
64adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
72adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
8 oexpled.3 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
98nnnn0d 12667 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
109adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 𝑁 ∈ ℕ0)
11 simpr 490 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 0 ≤ 𝐴)
12 oexpled.5 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐵)
1312adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 𝐴 ≤ 𝐵)
146, 7, 10, 11, 13leexp1ad 14319 . . . 4 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐵↑𝑁))
1514adantlr 728 . . 3 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 0 ≤ 𝐴) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐵↑𝑁))
164ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
179ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
1816, 17reexpcld 14306 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) ∈ ℝ)
19 0red 11311 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ∈ ℝ)
202ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
2120, 17reexpcld 14306 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐵↑𝑁) ∈ ℝ)
228nncnd 12351 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
23 1cnd 11302 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
2422, 23npcand 11673 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2524oveq2d 7436 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑((𝑁 − 1) + 1)) = (𝐴↑𝑁))
264recnd 11337 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
27 nnm1nn0 12647 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
288, 27syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
2926, 28expp1d 14290 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑((𝑁 − 1) + 1)) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
3025, 29eqtr3d 2798 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴↑𝑁) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
3130ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
324, 28reexpcld 14306 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
3332ad2antrr 739 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
348nnzd 12719 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
35 oexpled.4 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑁)
36 oddm1even 16513 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℤ → (¬ 2 ∥ 𝑁 ↔ 2 ∥ (𝑁 − 1)))
3736biimpa 482 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 2 ∥ (𝑁 − 1))
3834, 35, 37syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 2 ∥ (𝑁 − 1))
394, 28, 38expevenpos 33426 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≤ (𝐴↑(𝑁 − 1)))
4039ad2antrr 739 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ (𝐴↑(𝑁 − 1)))
41 simpr 490 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐴 ≤ 0)
4216, 19, 33, 40, 41lemul2ad 12257 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0))
4333recnd 11337 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
4443mul01d 11509 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0) = 0)
4542, 44breqtrd 5131 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ 0)
4631, 45eqbrtrd 5127 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) ≤ 0)
47 simplr 781 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ 𝐵)
4820, 17, 47expge0d 14307 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ (𝐵↑𝑁))
4918, 19, 21, 46, 48letrd 11467 . . 3 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐵↑𝑁))
503, 5, 15, 49lecasei 11416 . 2 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐵↑𝑁))
514adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
529adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
5351, 52reexpcld 14306 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) ∈ ℝ)
542adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
5554, 52reexpcld 14306 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → (𝐵↑𝑁) ∈ ℝ)
562renegcld 11743 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐵 ∈ ℝ)
5756adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → -𝐵 ∈ ℝ)
584renegcld 11743 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐴 ∈ ℝ)
5958adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → -𝐴 ∈ ℝ)
602le0neg1d 11887 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵 ≤ 0 ↔ 0 ≤ -𝐵))
6160biimpa 482 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → 0 ≤ -𝐵)
6212adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → 𝐴 ≤ 𝐵)
63 leneg 11819 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴 ≤ 𝐵 ↔ -𝐵 ≤ -𝐴))
6463biimpa 482 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → -𝐵 ≤ -𝐴)
6551, 54, 62, 64syl21anc 851 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → -𝐵 ≤ -𝐴)
6657, 59, 52, 61, 65leexp1ad 14319 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → ( -𝐵↑𝑁) ≤ ( -𝐴↑𝑁))
672recnd 11337 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
68 oexpneg 16515 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ( -𝐵↑𝑁) = -(𝐵↑𝑁))
6967, 8, 35, 68syl3anc 1398 . . . . 5 (𝜑 → ( -𝐵↑𝑁) = -(𝐵↑𝑁))
7069adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → ( -𝐵↑𝑁) = -(𝐵↑𝑁))
71 oexpneg 16515 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ( -𝐴↑𝑁) = -(𝐴↑𝑁))
7226, 8, 35, 71syl3anc 1398 . . . . 5 (𝜑 → ( -𝐴↑𝑁) = -(𝐴↑𝑁))
7372adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → ( -𝐴↑𝑁) = -(𝐴↑𝑁))
7466, 70, 733brtr3d 5136 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → -(𝐵↑𝑁) ≤ -(𝐴↑𝑁))
75 leneg 11819 . . . 4 (((𝐴↑𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝐵↑𝑁) ∈ ℝ) → ((𝐴↑𝑁) ≤ (𝐵↑𝑁) ↔ -(𝐵↑𝑁) ≤ -(𝐴↑𝑁)))
7675biimpar 483 . . 3 ((((𝐴↑𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝐵↑𝑁) ∈ ℝ) ∧ -(𝐵↑𝑁) ≤ -(𝐴↑𝑁)) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐵↑𝑁))
7753, 55, 74, 76syl21anc 851 . 2 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐵↑𝑁))
781, 2, 50, 77lecasei 11416 1 (𝜑 → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐵↑𝑁))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   class class class wbr 5103  (class class class)co 7420  ℂcc 11198  ℝcr 11199  0cc0 11200  1c1 11201   + caddc 11203   · cmul 11205   ≤ cle 11344   − cmin 11541   -cneg 11542  ℕcn 12335  2c2 12397  ℕ0cn0 12606  ℤcz 12693  ↑cexp 14204   ∥ cdvds 16422
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-n0 12607  df-z 12694  df-uz 12966  df-rp 13121  df-seq 14145  df-exp 14205  df-dvds 16423
This theorem is used by:  cos9thpiminplylem1  34414
  Copyright terms: Public domain W3C validator