Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | 2re 11977 |
. . . . . 6
⊢ 2 ∈
ℝ |
2 | | ostth2lem1.2 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ) |
3 | 2 | adantr 480 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ) |
4 | | remulcl 10887 |
. . . . . 6
⊢ ((2
∈ ℝ ∧ 𝐵
∈ ℝ) → (2 · 𝐵) ∈ ℝ) |
5 | 1, 3, 4 | sylancr 586 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → (2 · 𝐵) ∈ ℝ) |
6 | | simpr 484 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 1 < 𝐴) |
7 | | 1re 10906 |
. . . . . . 7
⊢ 1 ∈
ℝ |
8 | | ostth2lem1.1 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ) |
9 | 8 | adantr 480 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ) |
10 | | difrp 12697 |
. . . . . . 7
⊢ ((1
∈ ℝ ∧ 𝐴
∈ ℝ) → (1 < 𝐴 ↔ (𝐴 − 1) ∈
ℝ+)) |
11 | 7, 9, 10 | sylancr 586 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → (1 < 𝐴 ↔ (𝐴 − 1) ∈
ℝ+)) |
12 | 6, 11 | mpbid 231 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → (𝐴 − 1) ∈
ℝ+) |
13 | 5, 12 | rerpdivcld 12732 |
. . . 4
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → ((2 · 𝐵) / (𝐴 − 1)) ∈
ℝ) |
14 | | expnbnd 13875 |
. . . 4
⊢ ((((2
· 𝐵) / (𝐴 − 1)) ∈ ℝ
∧ 𝐴 ∈ ℝ
∧ 1 < 𝐴) →
∃𝑘 ∈ ℕ ((2
· 𝐵) / (𝐴 − 1)) < (𝐴↑𝑘)) |
15 | 13, 9, 6, 14 | syl3anc 1369 |
. . 3
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → ∃𝑘 ∈ ℕ ((2 · 𝐵) / (𝐴 − 1)) < (𝐴↑𝑘)) |
16 | | nnnn0 12170 |
. . . . . 6
⊢ (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈
ℕ0) |
17 | | reexpcl 13727 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0)
→ (𝐴↑𝑘) ∈
ℝ) |
18 | 9, 16, 17 | syl2an 595 |
. . . . 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 12701 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → (𝐴 − 1) ∈ ℝ) |
21 | 20 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴 − 1) ∈ ℝ) |
22 | | nnre 11910 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈
ℝ) |
23 | 22 | adantl 481 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℝ) |
24 | 21, 23 | remulcld 10936 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴 − 1) · 𝑘) ∈ ℝ) |
25 | 24, 18 | remulcld 10936 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · 𝑘) · (𝐴↑𝑘)) ∈ ℝ) |
26 | 8 | ad2antrr 722 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℝ) |
27 | | 2nn 11976 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ 2 ∈
ℕ |
28 | | simpr 484 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℕ) |
29 | | nnmulcl 11927 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((2
∈ ℕ ∧ 𝑘
∈ ℕ) → (2 · 𝑘) ∈ ℕ) |
30 | 27, 28, 29 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · 𝑘) ∈
ℕ) |
31 | 30 | nnnn0d 12223 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · 𝑘) ∈
ℕ0) |
32 | 26, 31 | reexpcld 13809 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(2 · 𝑘)) ∈ ℝ) |
33 | 30 | nnred 11918 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · 𝑘) ∈
ℝ) |
34 | 2 | ad2antrr 722 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℝ) |
35 | 33, 34 | remulcld 10936 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((2 · 𝑘) · 𝐵) ∈ ℝ) |
36 | | 0red 10909 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 0 ∈ ℝ) |
37 | 7 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 1 ∈ ℝ) |
38 | | 0lt1 11427 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ 0 <
1 |
39 | 38 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 0 < 1) |
40 | 36, 37, 9, 39, 6 | lttrd 11066 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 0 < 𝐴) |
41 | 9, 40 | elrpd 12698 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 𝐴 ∈
ℝ+) |
42 | | nnz 12272 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈
ℤ) |
43 | | rpexpcl 13729 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ+
∧ 𝑘 ∈ ℤ)
→ (𝐴↑𝑘) ∈
ℝ+) |
44 | 41, 42, 43 | syl2an 595 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑘) ∈
ℝ+) |
45 | | peano2re 11078 |
. . . . . . . . . . . . 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 11835 |
. . . . . . . . . . . 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 12705 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 0 ≤ 𝐴) |
51 | | bernneq2 13873 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0
∧ 0 ≤ 𝐴) →
(((𝐴 − 1) ·
𝑘) + 1) ≤ (𝐴↑𝑘)) |
52 | 26, 48, 50, 51 | syl3anc 1369 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · 𝑘) + 1) ≤ (𝐴↑𝑘)) |
53 | 24, 46, 18, 47, 52 | ltletrd 11065 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴 − 1) · 𝑘) < (𝐴↑𝑘)) |
54 | 24, 18, 44, 53 | ltmul1dd 12756 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · 𝑘) · (𝐴↑𝑘)) < ((𝐴↑𝑘) · (𝐴↑𝑘))) |
55 | 23 | recnd 10934 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℂ) |
56 | 55 | 2timesd 12146 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 · 𝑘) = (𝑘 + 𝑘)) |
57 | 56 | oveq2d 7271 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(2 · 𝑘)) = (𝐴↑(𝑘 + 𝑘))) |
58 | 26 | recnd 10934 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℂ) |
59 | 58, 48, 48 | expaddd 13794 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(𝑘 + 𝑘)) = ((𝐴↑𝑘) · (𝐴↑𝑘))) |
60 | 57, 59 | eqtrd 2778 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(2 · 𝑘)) = ((𝐴↑𝑘) · (𝐴↑𝑘))) |
61 | 54, 60 | breqtrrd 5098 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · 𝑘) · (𝐴↑𝑘)) < (𝐴↑(2 · 𝑘))) |
62 | | oveq2 7263 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑛 = (2 · 𝑘) → (𝐴↑𝑛) = (𝐴↑(2 · 𝑘))) |
63 | | oveq1 7262 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑛 = (2 · 𝑘) → (𝑛 · 𝐵) = ((2 · 𝑘) · 𝐵)) |
64 | 62, 63 | breq12d 5083 |
. . . . . . . . . 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 3107 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐴↑𝑛) ≤ (𝑛 · 𝐵)) |
67 | 66 | ad2antrr 722 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐴↑𝑛) ≤ (𝑛 · 𝐵)) |
68 | 64, 67, 30 | rspcdva 3554 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(2 · 𝑘)) ≤ ((2 · 𝑘) · 𝐵)) |
69 | 25, 32, 35, 61, 68 | ltletrd 11065 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · 𝑘) · (𝐴↑𝑘)) < ((2 · 𝑘) · 𝐵)) |
70 | 21 | recnd 10934 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴 − 1) ∈ ℂ) |
71 | 18 | recnd 10934 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑘) ∈ ℂ) |
72 | 70, 71, 55 | mul32d 11115 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) · 𝑘) = (((𝐴 − 1) · 𝑘) · (𝐴↑𝑘))) |
73 | | 2cnd 11981 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 2 ∈
ℂ) |
74 | 34 | recnd 10934 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℂ) |
75 | 73, 74, 55 | mul32d 11115 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((2 · 𝐵) · 𝑘) = ((2 · 𝑘) · 𝐵)) |
76 | 69, 72, 75 | 3brtr4d 5102 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) · 𝑘) < ((2 · 𝐵) · 𝑘)) |
77 | 21, 18 | remulcld 10936 |
. . . . . . . 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 11934 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑘 ∈ ℕ → 0 <
𝑘) |
80 | 79 | adantl 481 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 0 < 𝑘) |
81 | | ltmul1 11755 |
. . . . . . . 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 1372 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) < (2 · 𝐵) ↔ (((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) · 𝑘) < ((2 · 𝐵) · 𝑘))) |
83 | 76, 82 | mpbird 256 |
. . . . . 6
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) < (2 · 𝐵)) |
84 | 12 | rpgt0d 12704 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → 0 < (𝐴 − 1)) |
85 | 84 | adantr 480 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 0 < (𝐴 − 1)) |
86 | | ltmuldiv2 11779 |
. . . . . . 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 1372 |
. . . . . 6
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴 − 1) · (𝐴↑𝑘)) < (2 · 𝐵) ↔ (𝐴↑𝑘) < ((2 · 𝐵) / (𝐴 − 1)))) |
88 | 83, 87 | mpbid 231 |
. . . . 5
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑘) < ((2 · 𝐵) / (𝐴 − 1))) |
89 | 18, 19, 88 | ltnsymd 11054 |
. . . 4
⊢ (((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ¬ ((2 ·
𝐵) / (𝐴 − 1)) < (𝐴↑𝑘)) |
90 | 89 | nrexdv 3197 |
. . 3
⊢ ((𝜑 ∧ 1 < 𝐴) → ¬ ∃𝑘 ∈ ℕ ((2 · 𝐵) / (𝐴 − 1)) < (𝐴↑𝑘)) |
91 | 15, 90 | pm2.65da 813 |
. 2
⊢ (𝜑 → ¬ 1 < 𝐴) |
92 | | lenlt 10984 |
. . 3
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 ∈
ℝ) → (𝐴 ≤ 1
↔ ¬ 1 < 𝐴)) |
93 | 8, 7, 92 | sylancl 585 |
. 2
⊢ (𝜑 → (𝐴 ≤ 1 ↔ ¬ 1 < 𝐴)) |
94 | 91, 93 | mpbird 256 |
1
⊢ (𝜑 → 𝐴 ≤ 1) |