Theorem rege1logbrege0 49395

Description: The general logarithm, with a real base greater than 1, for a real number greater than or equal to 1 is greater than or equal to 0. (Contributed by AV, 25-May-2020.)

Assertion

Ref	Expression
rege1logbrege0	⊢ ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → 0 ≤ (𝐵 logb 𝑋))

Proof of Theorem rege1logbrege0

Step	Hyp	Ref	Expression
1		1re 11223	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ ℝ
2		elicopnf 13488	. . . . . 6 ⊢ (1 ∈ ℝ → (𝑋 ∈ (1[,)+∞) ↔ (𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋)))
3	1, 2	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ (𝑋 ∈ (1[,)+∞) ↔ (𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋))
4	3	bilani 510	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → (𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋))
5		logge0 26821	. . . 4 ⊢ ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → 0 ≤ (log‘𝑋))
6	4, 5	syl 18	. . 3 ⊢ ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → 0 ≤ (log‘𝑋))
7		simpl 488	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → 𝑋 ∈ ℝ)
8		0lt1 11751	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 < 1
9		0red 11226	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑋 ∈ ℝ → 0 ∈ ℝ)
10		1red 11224	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑋 ∈ ℝ → 1 ∈ ℝ)
11		id 23	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑋 ∈ ℝ → 𝑋 ∈ ℝ)
12		ltletr 11317	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 𝑋 ∈ ℝ) → ((0 < 1 ∧ 1 ≤ 𝑋) → 0 < 𝑋))
13	9, 10, 11, 12	syl3anc 1398	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑋 ∈ ℝ → ((0 < 1 ∧ 1 ≤ 𝑋) → 0 < 𝑋))
14	8, 13	mpani 709	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑋 ∈ ℝ → (1 ≤ 𝑋 → 0 < 𝑋))
15	14	imp 412	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → 0 < 𝑋)
16	7, 15	elrpd 13073	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → 𝑋 ∈ ℝ+)
17	3, 16	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 ∈ (1[,)+∞) → 𝑋 ∈ ℝ+)
18	17	relogcld 26839	. . . . 5 ⊢ (𝑋 ∈ (1[,)+∞) → (log‘𝑋) ∈ ℝ)
19	18	adantl 487	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → (log‘𝑋) ∈ ℝ)
20		1xr 11283	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℝ*
21		elioopnf 13486	. . . . . . . 8 ⊢ (1 ∈ ℝ* → (𝐵 ∈ (1(,)+∞) ↔ (𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵)))
22	20, 21	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ (1(,)+∞) ↔ (𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵))
23		simpl 488	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ)
24		0red 11226	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → 0 ∈ ℝ)
25		1red 11224	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → 1 ∈ ℝ)
26		id 23	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → 𝐵 ∈ ℝ)
27		lttr 11301	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝐵) → 0 < 𝐵))
28	24, 25, 26, 27	syl3anc 1398	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝐵) → 0 < 𝐵))
29	8, 28	mpani 709	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → (1 < 𝐵 → 0 < 𝐵))
30	29	imp 412	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → 0 < 𝐵)
31	23, 30	elrpd 13073	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ+)
32	22, 31	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ (1(,)+∞) → 𝐵 ∈ ℝ+)
33	32	relogcld 26839	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ (1(,)+∞) → (log‘𝐵) ∈ ℝ)
34	33	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → (log‘𝐵) ∈ ℝ)
35		regt1loggt0 49373	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ (1(,)+∞) → 0 < (log‘𝐵))
36	35	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → 0 < (log‘𝐵))
37		ge0div 12097	. . . 4 ⊢ (((log‘𝑋) ∈ ℝ ∧ (log‘𝐵) ∈ ℝ ∧ 0 < (log‘𝐵)) → (0 ≤ (log‘𝑋) ↔ 0 ≤ ((log‘𝑋) / (log‘𝐵))))
38	19, 34, 36, 37	syl3anc 1398	. . 3 ⊢ ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → (0 ≤ (log‘𝑋) ↔ 0 ≤ ((log‘𝑋) / (log‘𝐵))))
39	6, 38	mpbid 235	. 2 ⊢ ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → 0 ≤ ((log‘𝑋) / (log‘𝐵)))
40		recn 11205	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → 𝐵 ∈ ℂ)
41	40	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℂ)
42	30	gt0ne0d 11793	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → 𝐵 ≠ 0)
43	25, 26	ltlend 11370	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → (1 < 𝐵 ↔ (1 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≠ 1)))
44	43	simplbda 505	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → 𝐵 ≠ 1)
45	41, 42, 44	3jca 1146	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0 ∧ 𝐵 ≠ 1))
46		eldifpr 4626	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ↔ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0 ∧ 𝐵 ≠ 1))
47	45, 22, 46	3imtr4i 295	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ (1(,)+∞) → 𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}))
48		recn 11205	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 ∈ ℝ → 𝑋 ∈ ℂ)
49	48	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → 𝑋 ∈ ℂ)
50	15	gt0ne0d 11793	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → 𝑋 ≠ 0)
51	49, 50	jca 521	. . . 4 ⊢ ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → (𝑋 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ≠ 0))
52		eldifsn 4755	. . . 4 ⊢ (𝑋 ∈ (ℂ ∖ {0}) ↔ (𝑋 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ≠ 0))
53	51, 3, 52	3imtr4i 295	. . 3 ⊢ (𝑋 ∈ (1[,)+∞) → 𝑋 ∈ (ℂ ∖ {0}))
54		logbval 26982	. . 3 ⊢ ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ 𝑋 ∈ (ℂ ∖ {0})) → (𝐵 logb 𝑋) = ((log‘𝑋) / (log‘𝐵)))
55	47, 53, 54	syl2an 608	. 2 ⊢ ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → (𝐵 logb 𝑋) = ((log‘𝑋) / (log‘𝐵)))
56	39, 55	breqtrrd 5141	1 ⊢ ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → 0 ≤ (𝐵 logb 𝑋))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2960   ∖ cdif 3903  {csn 4591  {cpr 4593   class class class wbr 5111  ‘cfv 6540  (class class class)co 7419  ℂcc 11113  ℝcr 11114  0cc0 11115  1c1 11116  +∞cpnf 11255  ℝ^*cxr 11257   < clt 11258   ≤ cle 11259   / cdiv 11886  ℝ⁺crp 13032  (,)cioo 13388  [,)cico 13390  logclog 26770   log_b clogb 26980

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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-inf2 9617  ax-cnex 11171  ax-resscn 11172  ax-1cn 11173  ax-icn 11174  ax-addcl 11175  ax-addrcl 11176  ax-mulcl 11177  ax-mulrcl 11178  ax-mulcom 11179  ax-addass 11180  ax-mulass 11181  ax-distr 11182  ax-i2m1 11183  ax-1ne0 11184  ax-1rid 11185  ax-rnegex 11186  ax-rrecex 11187  ax-cnre 11188  ax-pre-lttri 11189  ax-pre-lttrn 11190  ax-pre-ltadd 11191  ax-pre-mulgt0 11192  ax-pre-sup 11193  ax-addf 11194

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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-int 4915  df-iun 4960  df-iin 4961  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-se 5617  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-of 7684  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-supp 8163  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-map 8832  df-pm 8833  df-ixp 8902  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-fsupp 9329  df-fi 9378  df-sup 9409  df-inf 9410  df-oi 9479  df-card 9941  df-pnf 11260  df-mnf 11261  df-xr 11262  df-ltxr 11263  df-le 11264  df-sub 11458  df-neg 11459  df-div 11887  df-nn 12249  df-2 12318  df-3 12319  df-4 12320  df-5 12321  df-6 12322  df-7 12323  df-8 12324  df-9 12325  df-n0 12520  df-z 12607  df-dec 12728  df-uz 12879  df-q 12989  df-rp 13033  df-xneg 13153  df-xadd 13154  df-xmul 13155  df-ioo 13392  df-ioc 13393  df-ico 13394  df-icc 13395  df-fz 13552  df-fzo 13700  df-fl 13843  df-mod 13921  df-seq 14056  df-exp 14116  df-fac 14328  df-bc 14357  df-hash 14385  df-shft 15128  df-cj 15174  df-re 15175  df-im 15176  df-sqrt 15310  df-abs 15311  df-limsup 15546  df-clim 15563  df-rlim 15564  df-sum 15762  df-ef 16143  df-sin 16145  df-cos 16146  df-pi 16148  df-struct 17229  df-sets 17246  df-slot 17264  df-ndx 17276  df-base 17292  df-ress 17313  df-plusg 17345  df-mulr 17346  df-starv 17347  df-sca 17348  df-vsca 17349  df-ip 17350  df-tset 17351  df-ple 17352  df-ds 17354  df-unif 17355  df-hom 17356  df-cco 17357  df-rest 17497  df-topn 17498  df-0g 17516  df-gsum 17517  df-topgen 17518  df-pt 17519  df-prds 17522  df-xrs 17578  df-qtop 17583  df-imas 17584  df-xps 17586  df-mre 17660  df-mrc 17661  df-acs 17663  df-mgm 18720  df-sgrp 18809  df-mnd 18825  df-submnd 18879  df-mulg 19178  df-cntz 19431  df-cmn 19896  df-psmet 21564  df-xmet 21565  df-met 21566  df-bl 21567  df-mopn 21568  df-fbas 21569  df-fg 21570  df-cnfld 21573  df-top 23101  df-topon 23118  df-topsp 23140  df-bases 23153  df-cld 23226  df-ntr 23227  df-cls 23228  df-nei 23305  df-lp 23343  df-perf 23344  df-cn 23434  df-cnp 23435  df-haus 23522  df-tx 23770  df-hmeo 23963  df-fil 24054  df-fm 24146  df-flim 24147  df-flf 24148  df-xms 24528  df-ms 24529  df-tms 24530  df-cncf 25088  df-limc 26076  df-dv 26077  df-log 26772  df-logb 26981

This theorem is used by:  rege1logbzge0  49396