| Step | Hyp | Ref
| Expression |
| 1 | | 2re 12319 |
. . . . . 6
⊢ 2 ∈
ℝ |
| 2 | | ostth2lem1.2 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ) |
| 3 | 2 | adantr 480 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ) |
| 4 | | remulcl 11219 |
. . . . . 6
⊢ ((2
∈ ℝ ∧ 𝐵
∈ ℝ) → (2 · 𝐵) ∈ ℝ) |
| 5 | 1, 3, 4 | sylancr 587 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → (2 · 𝐵) ∈ ℝ) |
| 6 | | simpr 484 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 1 < 𝐴) |
| 7 | | 1re 11240 |
. . . . . . 7
⊢ 1 ∈
ℝ |
| 8 | | ostth2lem1.1 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ) |
| 9 | 8 | adantr 480 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ) |
| 10 | | difrp 13052 |
. . . . . . 7
⊢ ((1
∈ ℝ ∧ 𝐴
∈ ℝ) → (1 < 𝐴 ↔ (𝐴 − 1) ∈
ℝ+)) |
| 11 | 7, 9, 10 | sylancr 587 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → (1 < 𝐴 ↔ (𝐴 − 1) ∈
ℝ+)) |
| 12 | 6, 11 | mpbid 232 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → (𝐴 − 1) ∈
ℝ+) |
| 13 | 5, 12 | rerpdivcld 13087 |
. . . 4
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → ((2 · 𝐵) / (𝐴 − 1)) ∈
ℝ) |
| 14 | | expnbnd 14255 |
. . . 4
⊢ ((((2
· 𝐵) / (𝐴 − 1)) ∈ ℝ
∧ 𝐴 ∈ ℝ
∧ 1 < 𝐴) →
∃𝑘 ∈ ℕ ((2
· 𝐵) / (𝐴 − 1)) < (𝐴↑𝑘)) |
| 15 | 13, 9, 6, 14 | syl3anc 1373 |
. . 3
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → ∃𝑘 ∈ ℕ ((2 · 𝐵) / (𝐴 − 1)) < (𝐴↑𝑘)) |
| 16 | | nnnn0 12513 |
. . . . . 6
⊢ (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈
ℕ0) |
| 17 | | reexpcl 14101 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0)
→ (𝐴↑𝑘) ∈
ℝ) |
| 18 | 9, 16, 17 | syl2an 596 |
. . . . 5
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑘) ∈ ℝ) |
| 19 | 13 | adantr 480 |
. . . . 5
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((2 · 𝐵) / (𝐴 − 1)) ∈
ℝ) |
| 20 | 12 | rpred 13056 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → (𝐴 − 1) ∈ ℝ) |
| 21 | 20 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴 − 1) ∈ ℝ) |
| 22 | | nnre 12252 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈
ℝ) |
| 23 | 22 | adantl 481 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℝ) |
| 24 | 21, 23 | remulcld 11270 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴 − 1) · 𝑘) ∈ ℝ) |
| 25 | 24, 18 | remulcld 11270 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · 𝑘) · (𝐴↑𝑘)) ∈ ℝ) |
| 26 | 8 | ad2antrr 726 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℝ) |
| 27 | | 2nn 12318 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ 2 ∈
ℕ |
| 28 | | simpr 484 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℕ) |
| 29 | | nnmulcl 12269 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((2
∈ ℕ ∧ 𝑘
∈ ℕ) → (2 · 𝑘) ∈ ℕ) |
| 30 | 27, 28, 29 | sylancr 587 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · 𝑘) ∈
ℕ) |
| 31 | 30 | nnnn0d 12567 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · 𝑘) ∈
ℕ0) |
| 32 | 26, 31 | reexpcld 14186 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(2 · 𝑘)) ∈ ℝ) |
| 33 | 30 | nnred 12260 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · 𝑘) ∈
ℝ) |
| 34 | 2 | ad2antrr 726 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℝ) |
| 35 | 33, 34 | remulcld 11270 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((2 · 𝑘) · 𝐵) ∈ ℝ) |
| 36 | | 0red 11243 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 0 ∈ ℝ) |
| 37 | 7 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 1 ∈ ℝ) |
| 38 | | 0lt1 11764 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ 0 <
1 |
| 39 | 38 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 0 < 1) |
| 40 | 36, 37, 9, 39, 6 | lttrd 11401 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 0 < 𝐴) |
| 41 | 9, 40 | elrpd 13053 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 𝐴 ∈
ℝ+) |
| 42 | | nnz 12614 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈
ℤ) |
| 43 | | rpexpcl 14103 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ+
∧ 𝑘 ∈ ℤ)
→ (𝐴↑𝑘) ∈
ℝ+) |
| 44 | 41, 42, 43 | syl2an 596 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑘) ∈
ℝ+) |
| 45 | | peano2re 11413 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝐴 − 1) · 𝑘) ∈ ℝ → (((𝐴 − 1) · 𝑘) + 1) ∈
ℝ) |
| 46 | 24, 45 | syl 17 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · 𝑘) + 1) ∈ ℝ) |
| 47 | 24 | ltp1d 12177 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴 − 1) · 𝑘) < (((𝐴 − 1) · 𝑘) + 1)) |
| 48 | 16 | adantl 481 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℕ0) |
| 49 | 41 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈
ℝ+) |
| 50 | 49 | rpge0d 13060 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 0 ≤ 𝐴) |
| 51 | | bernneq2 14253 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0
∧ 0 ≤ 𝐴) →
(((𝐴 − 1) ·
𝑘) + 1) ≤ (𝐴↑𝑘)) |
| 52 | 26, 48, 50, 51 | syl3anc 1373 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · 𝑘) + 1) ≤ (𝐴↑𝑘)) |
| 53 | 24, 46, 18, 47, 52 | ltletrd 11400 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴 − 1) · 𝑘) < (𝐴↑𝑘)) |
| 54 | 24, 18, 44, 53 | ltmul1dd 13111 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · 𝑘) · (𝐴↑𝑘)) < ((𝐴↑𝑘) · (𝐴↑𝑘))) |
| 55 | 23 | recnd 11268 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℂ) |
| 56 | 55 | 2timesd 12489 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · 𝑘) = (𝑘 + 𝑘)) |
| 57 | 56 | oveq2d 7426 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(2 · 𝑘)) = (𝐴↑(𝑘 + 𝑘))) |
| 58 | 26 | recnd 11268 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℂ) |
| 59 | 58, 48, 48 | expaddd 14171 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(𝑘 + 𝑘)) = ((𝐴↑𝑘) · (𝐴↑𝑘))) |
| 60 | 57, 59 | eqtrd 2771 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(2 · 𝑘)) = ((𝐴↑𝑘) · (𝐴↑𝑘))) |
| 61 | 54, 60 | breqtrrd 5152 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · 𝑘) · (𝐴↑𝑘)) < (𝐴↑(2 · 𝑘))) |
| 62 | | oveq2 7418 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑛 = (2 · 𝑘) → (𝐴↑𝑛) = (𝐴↑(2 · 𝑘))) |
| 63 | | oveq1 7417 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑛 = (2 · 𝑘) → (𝑛 · 𝐵) = ((2 · 𝑘) · 𝐵)) |
| 64 | 62, 63 | breq12d 5137 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑛 = (2 · 𝑘) → ((𝐴↑𝑛) ≤ (𝑛 · 𝐵) ↔ (𝐴↑(2 · 𝑘)) ≤ ((2 · 𝑘) · 𝐵))) |
| 65 | | ostth2lem1.3 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑛) ≤ (𝑛 · 𝐵)) |
| 66 | 65 | ralrimiva 3133 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐴↑𝑛) ≤ (𝑛 · 𝐵)) |
| 67 | 66 | ad2antrr 726 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐴↑𝑛) ≤ (𝑛 · 𝐵)) |
| 68 | 64, 67, 30 | rspcdva 3607 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(2 · 𝑘)) ≤ ((2 · 𝑘) · 𝐵)) |
| 69 | 25, 32, 35, 61, 68 | ltletrd 11400 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · 𝑘) · (𝐴↑𝑘)) < ((2 · 𝑘) · 𝐵)) |
| 70 | 21 | recnd 11268 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴 − 1) ∈ ℂ) |
| 71 | 18 | recnd 11268 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑘) ∈ ℂ) |
| 72 | 70, 71, 55 | mul32d 11450 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) · 𝑘) = (((𝐴 − 1) · 𝑘) · (𝐴↑𝑘))) |
| 73 | | 2cnd 12323 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 2 ∈
ℂ) |
| 74 | 34 | recnd 11268 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℂ) |
| 75 | 73, 74, 55 | mul32d 11450 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((2 · 𝐵) · 𝑘) = ((2 · 𝑘) · 𝐵)) |
| 76 | 69, 72, 75 | 3brtr4d 5156 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) · 𝑘) < ((2 · 𝐵) · 𝑘)) |
| 77 | 21, 18 | remulcld 11270 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) ∈ ℝ) |
| 78 | 5 | adantr 480 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · 𝐵) ∈
ℝ) |
| 79 | | nngt0 12276 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑘 ∈ ℕ → 0 <
𝑘) |
| 80 | 79 | adantl 481 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 0 < 𝑘) |
| 81 | | ltmul1 12096 |
. . . . . . . 8
⊢ ((((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) ∈ ℝ ∧ (2 · 𝐵) ∈ ℝ ∧ (𝑘 ∈ ℝ ∧ 0 <
𝑘)) → (((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) < (2 · 𝐵) ↔ (((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) · 𝑘) < ((2 · 𝐵) · 𝑘))) |
| 82 | 77, 78, 23, 80, 81 | syl112anc 1376 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) < (2 · 𝐵) ↔ (((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) · 𝑘) < ((2 · 𝐵) · 𝑘))) |
| 83 | 76, 82 | mpbird 257 |
. . . . . 6
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) < (2 · 𝐵)) |
| 84 | 12 | rpgt0d 13059 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 0 < (𝐴 − 1)) |
| 85 | 84 | adantr 480 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 0 < (𝐴 − 1)) |
| 86 | | ltmuldiv2 12121 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴↑𝑘) ∈ ℝ ∧ (2 · 𝐵) ∈ ℝ ∧ ((𝐴 − 1) ∈ ℝ ∧
0 < (𝐴 − 1)))
→ (((𝐴 − 1)
· (𝐴↑𝑘)) < (2 · 𝐵) ↔ (𝐴↑𝑘) < ((2 · 𝐵) / (𝐴 − 1)))) |
| 87 | 18, 78, 21, 85, 86 | syl112anc 1376 |
. . . . . 6
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) < (2 · 𝐵) ↔ (𝐴↑𝑘) < ((2 · 𝐵) / (𝐴 − 1)))) |
| 88 | 83, 87 | mpbid 232 |
. . . . 5
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑘) < ((2 · 𝐵) / (𝐴 − 1))) |
| 89 | 18, 19, 88 | ltnsymd 11389 |
. . . 4
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ¬ ((2 ·
𝐵) / (𝐴 − 1)) < (𝐴↑𝑘)) |
| 90 | 89 | nrexdv 3136 |
. . 3
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → ¬ ∃𝑘 ∈ ℕ ((2 · 𝐵) / (𝐴 − 1)) < (𝐴↑𝑘)) |
| 91 | 15, 90 | pm2.65da 816 |
. 2
⊢ (𝜑 → ¬ 1 < 𝐴) |
| 92 | | lenlt 11318 |
. . 3
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 ∈
ℝ) → (𝐴 ≤ 1
↔ ¬ 1 < 𝐴)) |
| 93 | 8, 7, 92 | sylancl 586 |
. 2
⊢ (𝜑 → (𝐴 ≤ 1 ↔ ¬ 1 < 𝐴)) |
| 94 | 91, 93 | mpbird 257 |
1
⊢ (𝜑 → 𝐴 ≤ 1) |