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 32822
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 11153 . 2 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
2 oexpled.2 . 2 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
3 0red 11153 . . 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 12479 . . . . . 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 14117 . . . 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 14104 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ∈ ℝ)
19 0red 11153 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ∈ ℝ)
202ad2antrr 726 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
2120, 17reexpcld 14104 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐵𝑁) ∈ ℝ)
228nncnd 12178 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
23 1cnd 11145 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
2422, 23npcand 11513 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2524oveq2d 7385 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑((𝑁 − 1) + 1)) = (𝐴𝑁))
264recnd 11178 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
27 nnm1nn0 12459 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
288, 27syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
2926, 28expp1d 14088 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑((𝑁 − 1) + 1)) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
3025, 29eqtr3d 2766 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴𝑁) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
3130ad2antrr 726 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
324, 28reexpcld 14104 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
3332ad2antrr 726 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
348nnzd 12532 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
35 oexpled.4 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑁)
36 oddm1even 16289 . . . . . . . . . . 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 32821 . . . . . . . 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 12099 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0))
4333recnd 11178 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
4443mul01d 11349 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0) = 0)
4542, 44breqtrd 5128 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ 0)
4631, 45eqbrtrd 5124 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ≤ 0)
47 simplr 768 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ 𝐵)
4820, 17, 47expge0d 14105 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ (𝐵𝑁))
4918, 19, 21, 46, 48letrd 11307 . . 3 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
503, 5, 15, 49lecasei 11256 . 2 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
514adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
529adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
5351, 52reexpcld 14104 . . 3 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ∈ ℝ)
542adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
5554, 52reexpcld 14104 . . 3 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (𝐵𝑁) ∈ ℝ)
562renegcld 11581 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐵 ∈ ℝ)
5756adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -𝐵 ∈ ℝ)
584renegcld 11581 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐴 ∈ ℝ)
5958adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -𝐴 ∈ ℝ)
602le0neg1d 11725 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵 ≤ 0 ↔ 0 ≤ -𝐵))
6160biimpa 476 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 0 ≤ -𝐵)
6212adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝐴𝐵)
63 leneg 11657 . . . . . . 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 14117 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (-𝐵𝑁) ≤ (-𝐴𝑁))
672recnd 11178 . . . . . 6 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
68 oexpneg 16291 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (-𝐵𝑁) = -(𝐵𝑁))
6967, 8, 35, 68syl3anc 1373 . . . . 5 (𝜑 → (-𝐵𝑁) = -(𝐵𝑁))
7069adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (-𝐵𝑁) = -(𝐵𝑁))
71 oexpneg 16291 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (-𝐴𝑁) = -(𝐴𝑁))
7226, 8, 35, 71syl3anc 1373 . . . . 5 (𝜑 → (-𝐴𝑁) = -(𝐴𝑁))
7372adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (-𝐴𝑁) = -(𝐴𝑁))
7466, 70, 733brtr3d 5133 . . 3 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -(𝐵𝑁) ≤ -(𝐴𝑁))
75 leneg 11657 . . . 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 11256 1 (𝜑 → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 395   = wceq 1540  wcel 2109   class class class wbr 5102  (class class class)co 7369  cc 11042  cr 11043  0cc0 11044  1c1 11045   + caddc 11047   · cmul 11049  cle 11185  cmin 11381  -cneg 11382  cn 12162  2c2 12217  0cn0 12418  cz 12505  cexp 14002  cdvds 16198
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-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-cnex 11100  ax-resscn 11101  ax-1cn 11102  ax-icn 11103  ax-addcl 11104  ax-addrcl 11105  ax-mulcl 11106  ax-mulrcl 11107  ax-mulcom 11108  ax-addass 11109  ax-mulass 11110  ax-distr 11111  ax-i2m1 11112  ax-1ne0 11113  ax-1rid 11114  ax-rnegex 11115  ax-rrecex 11116  ax-cnre 11117  ax-pre-lttri 11118  ax-pre-lttrn 11119  ax-pre-ltadd 11120  ax-pre-mulgt0 11121
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 3351  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6262  df-ord 6323  df-on 6324  df-lim 6325  df-suc 6326  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-om 7823  df-2nd 7948  df-frecs 8237  df-wrecs 8268  df-recs 8317  df-rdg 8355  df-er 8648  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-pnf 11186  df-mnf 11187  df-xr 11188  df-ltxr 11189  df-le 11190  df-sub 11383  df-neg 11384  df-div 11812  df-nn 12163  df-2 12225  df-n0 12419  df-z 12506  df-uz 12770  df-rp 12928  df-seq 13943  df-exp 14003  df-dvds 16199
This theorem is referenced by:  cos9thpiminplylem1  33765
  Copyright terms: Public domain W3C validator