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 33480
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 11321 . 2 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
2 oexpled.2 . 2 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
3 0red 11321 . . 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 12677 . . . . . 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 14329 . . . 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 14316 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) ∈ ℝ)
19 0red 11321 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ∈ ℝ)
202ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
2120, 17reexpcld 14316 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐵↑𝑁) ∈ ℝ)
228nncnd 12361 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
23 1cnd 11312 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
2422, 23npcand 11683 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2524oveq2d 7443 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑((𝑁 − 1) + 1)) = (𝐴↑𝑁))
264recnd 11347 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
27 nnm1nn0 12657 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
288, 27syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
2926, 28expp1d 14300 . . . . . . 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 14316 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
3332ad2antrr 739 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℝ)
348nnzd 12729 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
35 oexpled.4 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑁)
36 oddm1even 16525 . . . . . . . . . . 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 33479 . . . . . . . 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 12267 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0))
4333recnd 11347 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑(𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
4443mul01d 11519 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 0) = 0)
4542, 44breqtrd 5133 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐴↑(𝑁 − 1)) · 𝐴) ≤ 0)
4631, 45eqbrtrd 5129 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) ≤ 0)
47 simplr 781 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ 𝐵)
4820, 17, 47expge0d 14317 . . . 4 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ (𝐵↑𝑁))
4918, 19, 21, 46, 48letrd 11477 . . 3 (((𝜑 ∧ 0 ≤ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐵↑𝑁))
503, 5, 15, 49lecasei 11426 . 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 14316 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → (𝐴↑𝑁) ∈ ℝ)
542adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
5554, 52reexpcld 14316 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → (𝐵↑𝑁) ∈ ℝ)
562renegcld 11753 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐵 ∈ ℝ)
5756adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → -𝐵 ∈ ℝ)
584renegcld 11753 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐴 ∈ ℝ)
5958adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → -𝐴 ∈ ℝ)
602le0neg1d 11897 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵 ≤ 0 ↔ 0 ≤ -𝐵))
6160biimpa 482 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → 0 ≤ -𝐵)
6212adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → 𝐴 ≤ 𝐵)
63 leneg 11829 . . . . . . 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 14329 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → ( -𝐵↑𝑁) ≤ ( -𝐴↑𝑁))
672recnd 11347 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
68 oexpneg 16527 . . . . . 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 16527 . . . . . 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 5138 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐵 ≤ 0) → -(𝐵↑𝑁) ≤ -(𝐴↑𝑁))
75 leneg 11829 . . . 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 11426 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 1569   ∈ wcel 2146   class class class wbr 5105  (class class class)co 7427  ℂcc 11208  ℝcr 11209  0cc0 11210  1c1 11211   + caddc 11213   · cmul 11215   ≤ cle 11354   − cmin 11551   -cneg 11552  ℕcn 12345  2c2 12407  ℕ0cn0 12616  ℤcz 12703  ↑cexp 14214   ∥ cdvds 16434
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-sep 5251  ax-nul 5262  ax-pow 5330  ax-pr 5394  ax-un 7758  ax-cnex 11266  ax-resscn 11267  ax-1cn 11268  ax-icn 11269  ax-addcl 11270  ax-addrcl 11271  ax-mulcl 11272  ax-mulrcl 11273  ax-mulcom 11274  ax-addass 11275  ax-mulass 11276  ax-distr 11277  ax-i2m1 11278  ax-1ne0 11279  ax-1rid 11280  ax-rnegex 11281  ax-rrecex 11282  ax-cnre 11283  ax-pre-lttri 11284  ax-pre-lttrn 11285  ax-pre-ltadd 11286  ax-pre-mulgt0 11287
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3455  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-ss 3900  df-pss 4016  df-dif 4049  df-in 4093  df-un 4153  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4838  df-uni 4870  df-iun 4955  df-br 5106  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5549  df-eprel 5554  df-po 5562  df-so 5563  df-fr 5607  df-we 5609  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6310  df-ord 6371  df-on 6372  df-lim 6373  df-suc 6374  df-iota 6500  df-fun 6548  df-fn 6549  df-f 6550  df-f1 6551  df-fo 6552  df-f1o 6553  df-fv 6554  df-riota 7384  df-ov 7430  df-oprab 7431  df-mpo 7432  df-om 7885  df-2nd 8009  df-frecs 8310  df-wrecs 8341  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-er 8728  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-pnf 11355  df-mnf 11356  df-xr 11357  df-ltxr 11358  df-le 11359  df-sub 11553  df-neg 11554  df-div 11984  df-nn 12346  df-2 12415  df-n0 12617  df-z 12704  df-uz 12976  df-rp 13131  df-seq 14155  df-exp 14215  df-dvds 16435
This theorem is used by:  cos9thpiminplylem1  34467
  Copyright terms: Public domain W3C validator