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 32939
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 11147 . 2 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
2 oexpled.2 . 2 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
3 0red 11147 . . 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 12474 . . . . . 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 14111 . . . 4 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐴) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
1514adantlr 716 . . 3 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 0 ≤ 𝐴) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
164ad2antrr 727 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
179ad2antrr 727 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
1816, 17reexpcld 14098 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ∈ ℝ)
19 0red 11147 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ∈ ℝ)
202ad2antrr 727 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
2120, 17reexpcld 14098 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐵𝑁) ∈ ℝ)
228nncnd 12173 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
23 1cnd 11139 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
2422, 23npcand 11508 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2524oveq2d 7384 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑((𝑁 − 1) + 1)) = (𝐴𝑁))
264recnd 11172 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
27 nnm1nn0 12454 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
288, 27syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
2926, 28expp1d 14082 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑((𝑁 − 1) + 1)) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
3025, 29eqtr3d 2774 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴𝑁) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
3130ad2antrr 727 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
324, 28reexpcld 14098 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
3332ad2antrr 727 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
348nnzd 12526 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
35 oexpled.4 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑁)
36 oddm1even 16282 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℤ → (¬ 2 ∥ 𝑁 ↔ 2 ∥ (𝑁 − 1)))
3736biimpa 476 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 2 ∥ (𝑁 − 1))
3834, 35, 37syl2anc 585 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 2 ∥ (𝑁 − 1))
394, 28, 38expevenpos 32938 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≤ (𝐴↑(𝑁 − 1)))
4039ad2antrr 727 . . . . . . 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 12094 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0))
4333recnd 11172 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
4443mul01d 11344 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0) = 0)
4542, 44breqtrd 5126 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ 0)
4631, 45eqbrtrd 5122 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ≤ 0)
47 simplr 769 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ 𝐵)
4820, 17, 47expge0d 14099 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ (𝐵𝑁))
4918, 19, 21, 46, 48letrd 11302 . . 3 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
503, 5, 15, 49lecasei 11251 . 2 ((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
514adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
529adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
5351, 52reexpcld 14098 . . 3 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ∈ ℝ)
542adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
5554, 52reexpcld 14098 . . 3 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (𝐵𝑁) ∈ ℝ)
562renegcld 11576 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐵 ∈ ℝ)
5756adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -𝐵 ∈ ℝ)
584renegcld 11576 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐴 ∈ ℝ)
5958adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -𝐴 ∈ ℝ)
602le0neg1d 11720 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵 ≤ 0 ↔ 0 ≤ -𝐵))
6160biimpa 476 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 0 ≤ -𝐵)
6212adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → 𝐴𝐵)
63 leneg 11652 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴𝐵 ↔ -𝐵 ≤ -𝐴))
6463biimpa 476 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝐴𝐵) → -𝐵 ≤ -𝐴)
6551, 54, 62, 64syl21anc 838 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -𝐵 ≤ -𝐴)
6657, 59, 52, 61, 65leexp1ad 14111 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (-𝐵𝑁) ≤ (-𝐴𝑁))
672recnd 11172 . . . . . 6 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
68 oexpneg 16284 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (-𝐵𝑁) = -(𝐵𝑁))
6967, 8, 35, 68syl3anc 1374 . . . . 5 (𝜑 → (-𝐵𝑁) = -(𝐵𝑁))
7069adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (-𝐵𝑁) = -(𝐵𝑁))
71 oexpneg 16284 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (-𝐴𝑁) = -(𝐴𝑁))
7226, 8, 35, 71syl3anc 1374 . . . . 5 (𝜑 → (-𝐴𝑁) = -(𝐴𝑁))
7372adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (-𝐴𝑁) = -(𝐴𝑁))
7466, 70, 733brtr3d 5131 . . 3 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → -(𝐵𝑁) ≤ -(𝐴𝑁))
75 leneg 11652 . . . 4 (((𝐴𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑁) ∈ ℝ) → ((𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁) ↔ -(𝐵𝑁) ≤ -(𝐴𝑁)))
7675biimpar 477 . . 3 ((((𝐴𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑁) ∈ ℝ) ∧ -(𝐵𝑁) ≤ -(𝐴𝑁)) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
7753, 55, 74, 76syl21anc 838 . 2 ((𝜑𝐵 ≤ 0) → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
781, 2, 50, 77lecasei 11251 1 (𝜑 → (𝐴𝑁) ≤ (𝐵𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 395   = wceq 1542  wcel 2114   class class class wbr 5100  (class class class)co 7368  cc 11036  cr 11037  0cc0 11038  1c1 11039   + caddc 11041   · cmul 11043  cle 11179  cmin 11376  -cneg 11377  cn 12157  2c2 12212  0cn0 12413  cz 12500  cexp 13996  cdvds 16191
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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-om 7819  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-er 8645  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-div 11807  df-nn 12158  df-2 12220  df-n0 12414  df-z 12501  df-uz 12764  df-rp 12918  df-seq 13937  df-exp 13997  df-dvds 16192
This theorem is referenced by:  cos9thpiminplylem1  33960
  Copyright terms: Public domain W3C validator