Users' Mathboxes Mathbox for Steven Nguyen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  oexpreposd Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem oexpreposd 43379
Description: Lemma for dffltz 43670. For a more standard version, see expgt0b 33408. TODO-SN?: This can be used to show exp11d 43383 holds for all integers when the exponent is odd. (Contributed by SN, 4-Mar-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
oexpreposd.n (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
oexpreposd.m (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
oexpreposd.1 (𝜑 → ¬ (𝑀 / 2) ∈ ℕ)
Assertion
Ref Expression
oexpreposd (𝜑 → (0 < 𝑁 ↔ 0 < (𝑁↑𝑀)))

Proof of Theorem oexpreposd
StepHypRef Expression
1 oexpreposd.n . . . . 5 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
21adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → 𝑁 ∈ ℝ)
3 oexpreposd.m . . . . . 6 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
43nnzd 12719 . . . . 5 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
54adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → 𝑀 ∈ ℤ)
6 simpr 490 . . . 4 ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → 0 < 𝑁)
7 expgt0 14238 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 0 < 𝑁) → 0 < (𝑁↑𝑀))
82, 5, 6, 7syl3anc 1398 . . 3 ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → 0 < (𝑁↑𝑀))
98ex 418 . 2 (𝜑 → (0 < 𝑁 → 0 < (𝑁↑𝑀)))
10 0red 11311 . . . . 5 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
1110, 1lttrid 11448 . . . 4 (𝜑 → (0 < 𝑁 ↔ ¬ (0 = 𝑁 ∨ 𝑁 < 0)))
1211notbid 321 . . 3 (𝜑 → (¬ 0 < 𝑁 ↔ ¬ ¬ (0 = 𝑁 ∨ 𝑁 < 0)))
13 notnotr 131 . . . 4 (¬ ¬ (0 = 𝑁 ∨ 𝑁 < 0) → (0 = 𝑁 ∨ 𝑁 < 0))
14 0re 11310 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ
1514ltnri 11419 . . . . . . . . 9 ¬ 0 < 0
1630expd 14282 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0↑𝑀) = 0)
1716breq2d 5115 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (0 < (0↑𝑀) ↔ 0 < 0))
1815, 17mtbiri 330 . . . . . . . 8 (𝜑 → ¬ 0 < (0↑𝑀))
1918adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 0 = 𝑁) → ¬ 0 < (0↑𝑀))
20 simpr 490 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 0 = 𝑁) → 0 = 𝑁)
2120eqcomd 2767 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 = 𝑁) → 𝑁 = 0)
2221oveq1d 7435 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 = 𝑁) → (𝑁↑𝑀) = (0↑𝑀))
2322breq2d 5115 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 0 = 𝑁) → (0 < (𝑁↑𝑀) ↔ 0 < (0↑𝑀)))
2419, 23mtbird 328 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 0 = 𝑁) → ¬ 0 < (𝑁↑𝑀))
2524ex 418 . . . . 5 (𝜑 → (0 = 𝑁 → ¬ 0 < (𝑁↑𝑀)))
261renegcld 11743 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → -𝑁 ∈ ℝ)
2726adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < -𝑁) → -𝑁 ∈ ℝ)
284adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < -𝑁) → 𝑀 ∈ ℤ)
29 simpr 490 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < -𝑁) → 0 < -𝑁)
30 expgt0 14238 . . . . . . . . 9 (( -𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 0 < -𝑁) → 0 < ( -𝑁↑𝑀))
3127, 28, 29, 30syl3anc 1398 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 < -𝑁) → 0 < ( -𝑁↑𝑀))
3231ex 418 . . . . . . 7 (𝜑 → (0 < -𝑁 → 0 < ( -𝑁↑𝑀)))
331recnd 11337 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
34 oexpreposd.1 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ¬ (𝑀 / 2) ∈ ℕ)
35 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑀 / 2) ∈ ℤ) → (𝑀 / 2) ∈ ℤ)
36 zq 13081 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑀 / 2) ∈ ℤ → (𝑀 / 2) ∈ ℚ)
3736adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑀 / 2) ∈ ℤ) → (𝑀 / 2) ∈ ℚ)
38 qden1elz 16933 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑀 / 2) ∈ ℚ → ((denom‘(𝑀 / 2)) = 1 ↔ (𝑀 / 2) ∈ ℤ))
3937, 38syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑀 / 2) ∈ ℤ) → ((denom‘(𝑀 / 2)) = 1 ↔ (𝑀 / 2) ∈ ℤ))
4035, 39mpbird 260 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑀 / 2) ∈ ℤ) → (denom‘(𝑀 / 2)) = 1)
4140oveq2d 7436 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑀 / 2) ∈ ℤ) → ((𝑀 / 2) · (denom‘(𝑀 / 2))) = ((𝑀 / 2) · 1))
42 qmuldeneqnum 16923 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑀 / 2) ∈ ℚ → ((𝑀 / 2) · (denom‘(𝑀 / 2))) = (numer‘(𝑀 / 2)))
4337, 42syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑀 / 2) ∈ ℤ) → ((𝑀 / 2) · (denom‘(𝑀 / 2))) = (numer‘(𝑀 / 2)))
4435zcnd 12804 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑀 / 2) ∈ ℤ) → (𝑀 / 2) ∈ ℂ)
4544mulridd 11326 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑀 / 2) ∈ ℤ) → ((𝑀 / 2) · 1) = (𝑀 / 2))
4641, 43, 453eqtr3rd 2805 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑀 / 2) ∈ ℤ) → (𝑀 / 2) = (numer‘(𝑀 / 2)))
473nnred 12350 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
48 2re 12417 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℝ
4948a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
503nngt0d 12387 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 0 < 𝑀)
51 2pos 12447 . . . . . . . . . . . . . . . 16 0 < 2
5251a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 0 < 2)
5347, 49, 50, 52divgt0d 12252 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 0 < (𝑀 / 2))
54 qgt0numnn 16927 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑀 / 2) ∈ ℚ ∧ 0 < (𝑀 / 2)) → (numer‘(𝑀 / 2)) ∈ ℕ)
5536, 53, 54syl2anr 609 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑀 / 2) ∈ ℤ) → (numer‘(𝑀 / 2)) ∈ ℕ)
5646, 55eqeltrd 2861 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑀 / 2) ∈ ℤ) → (𝑀 / 2) ∈ ℕ)
5734, 56mtand 828 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ¬ (𝑀 / 2) ∈ ℤ)
58 evend2 16527 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 ∈ ℤ → (2 ∥ 𝑀 ↔ (𝑀 / 2) ∈ ℤ))
594, 58syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (2 ∥ 𝑀 ↔ (𝑀 / 2) ∈ ℤ))
6057, 59mtbird 328 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑀)
61 oexpneg 16515 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑀 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑀) → ( -𝑁↑𝑀) = -(𝑁↑𝑀))
6233, 3, 60, 61syl3anc 1398 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ( -𝑁↑𝑀) = -(𝑁↑𝑀))
6362breq2d 5115 . . . . . . . 8 (𝜑 → (0 < ( -𝑁↑𝑀) ↔ 0 < -(𝑁↑𝑀)))
6463biimpd 232 . . . . . . 7 (𝜑 → (0 < ( -𝑁↑𝑀) → 0 < -(𝑁↑𝑀)))
653nnnn0d 12667 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ0)
661, 65reexpcld 14306 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁↑𝑀) ∈ ℝ)
6766renegcld 11743 . . . . . . . . 9 (𝜑 → -(𝑁↑𝑀) ∈ ℝ)
6810, 67lttrid 11448 . . . . . . . 8 (𝜑 → (0 < -(𝑁↑𝑀) ↔ ¬ (0 = -(𝑁↑𝑀) ∨ -(𝑁↑𝑀) < 0)))
69 pm2.46 896 . . . . . . . 8 (¬ (0 = -(𝑁↑𝑀) ∨ -(𝑁↑𝑀) < 0) → ¬ -(𝑁↑𝑀) < 0)
7068, 69biimtrdi 256 . . . . . . 7 (𝜑 → (0 < -(𝑁↑𝑀) → ¬ -(𝑁↑𝑀) < 0))
7132, 64, 703syld 61 . . . . . 6 (𝜑 → (0 < -𝑁 → ¬ -(𝑁↑𝑀) < 0))
721lt0neg1d 11885 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁 < 0 ↔ 0 < -𝑁))
7366lt0neg2d 11886 . . . . . . 7 (𝜑 → (0 < (𝑁↑𝑀) ↔ -(𝑁↑𝑀) < 0))
7473notbid 321 . . . . . 6 (𝜑 → (¬ 0 < (𝑁↑𝑀) ↔ ¬ -(𝑁↑𝑀) < 0))
7571, 72, 743imtr4d 297 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 < 0 → ¬ 0 < (𝑁↑𝑀)))
7625, 75jaod 873 . . . 4 (𝜑 → ((0 = 𝑁 ∨ 𝑁 < 0) → ¬ 0 < (𝑁↑𝑀)))
7713, 76syl5 35 . . 3 (𝜑 → (¬ ¬ (0 = 𝑁 ∨ 𝑁 < 0) → ¬ 0 < (𝑁↑𝑀)))
7812, 77sylbid 243 . 2 (𝜑 → (¬ 0 < 𝑁 → ¬ 0 < (𝑁↑𝑀)))
799, 78impcon4bid 230 1 (𝜑 → (0 < 𝑁 ↔ 0 < (𝑁↑𝑀)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   class class class wbr 5103  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ℂcc 11198  ℝcr 11199  0cc0 11200  1c1 11201   · cmul 11205   < clt 11343   -cneg 11542   / cdiv 11973  ℕcn 12335  2c2 12397  ℤcz 12693  ℚcq 13075  ↑cexp 14204   ∥ cdvds 16422  numercnumer 16909  denomcdenom 16910
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278
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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-sup 9434  df-inf 9435  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-n0 12607  df-z 12694  df-uz 12966  df-q 13076  df-rp 13121  df-fl 13932  df-mod 14010  df-seq 14145  df-exp 14205  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-dvds 16423  df-gcd 16665  df-numer 16911  df-denom 16912
This theorem is used by:  dffltz  43670
  Copyright terms: Public domain W3C validator