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 33121
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 11211 . 2 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
2 oexpled.2 . 2 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
3 0red 11211 . . 3 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) → 0 ∈ ℝ)
4 oexpled.1 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
54adantr 485 . . 3 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ)
64adantr 485 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
72adantr 485 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
8 oexpled.3 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
98nnnn0d 12565 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
109adantr 485 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 𝑁 ∈ ℕ0)
11 simpr 489 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 0 ≤ 𝐴)
12 oexpled.5 . . . . . 6 (𝜑𝐴𝐵)
1312adantr 485 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 𝐴𝐵)
146, 7, 10, 11, 13leexp1ad 14212 . . . 4 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
1514adantlr 727 . . 3 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 0 ≤ 𝐴) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
164ad2antrr 738 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
179ad2antrr 738 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
1816, 17reexpcld 14199 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ∈ ℝ)
19 0red 11211 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ∈ ℝ)
202ad2antrr 738 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
2120, 17reexpcld 14199 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐵𝑁) ∈ ℝ)
228nncnd 12249 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
23 1cnd 11202 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
2422, 23npcand 11573 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2524oveq2d 7427 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑((𝑁 − 1) + 1)) = (𝐴𝑁))
264recnd 11237 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
27 nnm1nn0 12545 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
288, 27syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
2926, 28expp1d 14183 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑((𝑁 − 1) + 1)) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
3025, 29eqtr3d 2806 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴𝑁) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
3130ad2antrr 738 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
324, 28reexpcld 14199 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
3332ad2antrr 738 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
348nnzd 12617 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
35 oexpled.4 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑁)
36 oddm1even 16401 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℤ → (¬ 2 ∥ 𝑁 ↔ 2 ∥ (𝑁 − 1)))
3736biimpa 481 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 2 ∥ (𝑁 − 1))
3834, 35, 37syl2anc 595 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 2 ∥ (𝑁 − 1))
394, 28, 38expevenpos 33120 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≤ (𝐴↑(𝑁 − 1)))
4039ad2antrr 738 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ (𝐴↑(𝑁 − 1)))
41 simpr 489 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐴 ≤ 0)
4216, 19, 33, 40, 41lemul2ad 12155 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0))
4333recnd 11237 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
4443mul01d 11409 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0) = 0)
4542, 44breqtrd 5141 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ 0)
4631, 45eqbrtrd 5137 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ≤ 0)
47 simplr 780 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ 𝐵)
4820, 17, 47expge0d 14200 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ (𝐵𝑁))
4918, 19, 21, 46, 48letrd 11367 . . 3 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
503, 5, 15, 49lecasei 11316 . 2 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
514adantr 485 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
529adantr 485 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
5351, 52reexpcld 14199 . . 3 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ∈ ℝ)
542adantr 485 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
5554, 52reexpcld 14199 . . 3 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (𝐵𝑁) ∈ ℝ)
562renegcld 11641 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐵 ∈ ℝ)
5756adantr 485 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -𝐵 ∈ ℝ)
584renegcld 11641 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐴 ∈ ℝ)
5958adantr 485 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -𝐴 ∈ ℝ)
602le0neg1d 11785 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵 ≤ 0 ↔ 0 ≤ -𝐵))
6160biimpa 481 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 0 ≤ -𝐵)
6212adantr 485 . . . . . 6 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝐴𝐵)
63 leneg 11717 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴𝐵 ↔ -𝐵 ≤ -𝐴))
6463biimpa 481 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝐴𝐵) → -𝐵 ≤ -𝐴)
6551, 54, 62, 64syl21anc 850 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -𝐵 ≤ -𝐴)
6657, 59, 52, 61, 65leexp1ad 14212 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (-𝐵𝑁) ≤ (-𝐴𝑁))
672recnd 11237 . . . . . 6 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
68 oexpneg 16403 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (-𝐵𝑁) = -(𝐵𝑁))
6967, 8, 35, 68syl3anc 1396 . . . . 5 (𝜑 → (-𝐵𝑁) = -(𝐵𝑁))
7069adantr 485 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (-𝐵𝑁) = -(𝐵𝑁))
71 oexpneg 16403 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (-𝐴𝑁) = -(𝐴𝑁))
7226, 8, 35, 71syl3anc 1396 . . . . 5 (𝜑 → (-𝐴𝑁) = -(𝐴𝑁))
7372adantr 485 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (-𝐴𝑁) = -(𝐴𝑁))
7466, 70, 733brtr3d 5146 . . 3 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -(𝐵𝑁) ≤ -(𝐴𝑁))
75 leneg 11717 . . . 4 (((𝐴𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑁) ∈ ℝ) → ((𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁) ↔ -(𝐵𝑁) ≤ -(𝐴𝑁)))
7675biimpar 482 . . 3 ((((𝐴𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑁) ∈ ℝ) ∧ -(𝐵𝑁) ≤ -(𝐴𝑁)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
7753, 55, 74, 76syl21anc 850 . 2 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
781, 2, 50, 77lecasei 11316 1 (𝜑 → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 400   = wceq 1567  wcel 2149   class class class wbr 5113  (class class class)co 7411  cc 11098  cr 11099  0cc0 11100  1c1 11101   + caddc 11103   · cmul 11105  cle 11244  cmin 11441  -cneg 11442  cn 12233  2c2 12295  0cn0 12504  cz 12591  cexp 14097  cdvds 16310
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-cnex 11156  ax-resscn 11157  ax-1cn 11158  ax-icn 11159  ax-addcl 11160  ax-addrcl 11161  ax-mulcl 11162  ax-mulrcl 11163  ax-mulcom 11164  ax-addass 11165  ax-mulass 11166  ax-distr 11167  ax-i2m1 11168  ax-1ne0 11169  ax-1rid 11170  ax-rnegex 11171  ax-rrecex 11172  ax-cnre 11173  ax-pre-lttri 11174  ax-pre-lttrn 11175  ax-pre-ltadd 11176  ax-pre-mulgt0 11177
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4877  df-iun 4962  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5557  df-eprel 5562  df-po 5570  df-so 5571  df-fr 5615  df-we 5617  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7368  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7863  df-2nd 7987  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8358  df-rdg 8397  df-er 8694  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-pnf 11245  df-mnf 11246  df-xr 11247  df-ltxr 11248  df-le 11249  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11872  df-nn 12234  df-2 12303  df-n0 12505  df-z 12592  df-uz 12863  df-rp 13017  df-seq 14038  df-exp 14098  df-dvds 16311
This theorem is referenced by:  cos9thpiminplylem1  34117
  Copyright terms: Public domain W3C validator