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 33523
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 11350 . 2 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
2 oexpled.2 . 2 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
3 0red 11350 . . 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 12707 . . . . . 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 14359 . . . 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 14346 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) ∈ ℝ)
19 0red 11350 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ∈ ℝ)
202ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
2120, 17reexpcld 14346 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐵↑𝑁) ∈ ℝ)
228nncnd 12391 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
23 1cnd 11341 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
2422, 23npcand 11712 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2524oveq2d 7467 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑((𝑁 − 1) + 1)) = (𝐴↑𝑁))
264recnd 11376 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
27 nnm1nn0 12687 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
288, 27syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
2926, 28expp1d 14330 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑((𝑁 − 1) + 1)) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
3025, 29eqtr3d 2800 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴↑𝑁) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
3130ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) = ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴))
324, 28reexpcld 14346 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
3332ad2antrr 739 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
348nnzd 12759 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
35 oexpled.4 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑁)
36 oddm1even 16557 . . . . . . . . . . 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 33522 . . . . . . . 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 12297 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0))
4333recnd 11376 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
4443mul01d 11548 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0) = 0)
4542, 44breqtrd 5137 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ 0)
4631, 45eqbrtrd 5133 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) ≤ 0)
47 simplr 781 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ 𝐵)
4820, 17, 47expge0d 14347 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ (𝐵↑𝑁))
4918, 19, 21, 46, 48letrd 11506 . . 3 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐵↑𝑁))
503, 5, 15, 49lecasei 11455 . 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 14346 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) ∈ ℝ)
542adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
5554, 52reexpcld 14346 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → (𝐵↑𝑁) ∈ ℝ)
562renegcld 11782 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐵 ∈ ℝ)
5756adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → -𝐵 ∈ ℝ)
584renegcld 11782 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐴 ∈ ℝ)
5958adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → -𝐴 ∈ ℝ)
602le0neg1d 11927 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵 ≤ 0 ↔ 0 ≤ -𝐵))
6160biimpa 482 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → 0 ≤ -𝐵)
6212adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → 𝐴 ≤ 𝐵)
63 leneg 11859 . . . . . . 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 14359 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → ( -𝐵↑𝑁) ≤ ( -𝐴↑𝑁))
672recnd 11376 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
68 oexpneg 16559 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ( -𝐵↑𝑁) = -(𝐵↑𝑁))
6967, 8, 35, 68syl3anc 1399 . . . . 5 (𝜑 → ( -𝐵↑𝑁) = -(𝐵↑𝑁))
7069adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → ( -𝐵↑𝑁) = -(𝐵↑𝑁))
71 oexpneg 16559 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ( -𝐴↑𝑁) = -(𝐴↑𝑁))
7226, 8, 35, 71syl3anc 1399 . . . . 5 (𝜑 → ( -𝐴↑𝑁) = -(𝐴↑𝑁))
7372adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → ( -𝐴↑𝑁) = -(𝐴↑𝑁))
7466, 70, 733brtr3d 5142 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → -(𝐵↑𝑁) ≤ -(𝐴↑𝑁))
75 leneg 11859 . . . 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 11455 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 2147   class class class wbr 5108  (class class class)co 7451  ℂcc 11237  ℝcr 11238  0cc0 11239  1c1 11240   + caddc 11242   · cmul 11244   ≤ cle 11383   − cmin 11580   -cneg 11581  ℕcn 12375  2c2 12437  ℕ0cn0 12646  ℤcz 12733  ↑cexp 14244   ∥ cdvds 16466
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-er 8755  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-n0 12647  df-z 12734  df-uz 13006  df-rp 13161  df-seq 14185  df-exp 14245  df-dvds 16467
This theorem is used by:  cos9thpiminplylem1  34525
  Copyright terms: Public domain W3C validator