MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  relogbdiv Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem relogbdiv 26009
Description: The logarithm of the quotient of two positive real numbers is the difference of logarithms. Property 3 of [Cohen4] p. 361. (Contributed by AV, 29-May-2020.)
Assertion
Ref Expression
relogbdiv ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ (𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+)) → (𝐵 logb (𝐴 / 𝐶)) = ((𝐵 logb 𝐴) − (𝐵 logb 𝐶)))

Proof of Theorem relogbdiv
StepHypRef Expression
1 neg1rr 12167 . . 3 -1 ∈ ℝ
2 relogbmulexp 26008 . . 3 ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ (𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+ ∧ -1 ∈ ℝ)) → (𝐵 logb (𝐴 · (𝐶𝑐-1))) = ((𝐵 logb 𝐴) + (-1 · (𝐵 logb 𝐶))))
31, 2mp3anr3 1459 . 2 ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ (𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+)) → (𝐵 logb (𝐴 · (𝐶𝑐-1))) = ((𝐵 logb 𝐴) + (-1 · (𝐵 logb 𝐶))))
4 rpcn 12819 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℂ)
54adantr 481 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+) → 𝐴 ∈ ℂ)
6 rpcn 12819 . . . . . . 7 (𝐶 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℂ)
76adantl 482 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+) → 𝐶 ∈ ℂ)
8 rpne0 12825 . . . . . . 7 (𝐶 ∈ ℝ+𝐶 ≠ 0)
98adantl 482 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+) → 𝐶 ≠ 0)
105, 7, 9divrecd 11833 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+) → (𝐴 / 𝐶) = (𝐴 · (1 / 𝐶)))
11 1cnd 11049 . . . . . . . . 9 (𝐶 ∈ ℝ+ → 1 ∈ ℂ)
126, 8, 11cxpnegd 25950 . . . . . . . 8 (𝐶 ∈ ℝ+ → (𝐶𝑐-1) = (1 / (𝐶𝑐1)))
136cxp1d 25941 . . . . . . . . 9 (𝐶 ∈ ℝ+ → (𝐶𝑐1) = 𝐶)
1413oveq2d 7332 . . . . . . . 8 (𝐶 ∈ ℝ+ → (1 / (𝐶𝑐1)) = (1 / 𝐶))
1512, 14eqtrd 2776 . . . . . . 7 (𝐶 ∈ ℝ+ → (𝐶𝑐-1) = (1 / 𝐶))
1615adantl 482 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+) → (𝐶𝑐-1) = (1 / 𝐶))
1716oveq2d 7332 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+) → (𝐴 · (𝐶𝑐-1)) = (𝐴 · (1 / 𝐶)))
1810, 17eqtr4d 2779 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+) → (𝐴 / 𝐶) = (𝐴 · (𝐶𝑐-1)))
1918adantl 482 . . 3 ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ (𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+)) → (𝐴 / 𝐶) = (𝐴 · (𝐶𝑐-1)))
2019oveq2d 7332 . 2 ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ (𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+)) → (𝐵 logb (𝐴 / 𝐶)) = (𝐵 logb (𝐴 · (𝐶𝑐-1))))
21 rpcndif0 12828 . . . . . 6 (𝐶 ∈ ℝ+𝐶 ∈ (ℂ ∖ {0}))
2221adantl 482 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+) → 𝐶 ∈ (ℂ ∖ {0}))
23 logbcl 25997 . . . . 5 ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ 𝐶 ∈ (ℂ ∖ {0})) → (𝐵 logb 𝐶) ∈ ℂ)
2422, 23sylan2 593 . . . 4 ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ (𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+)) → (𝐵 logb 𝐶) ∈ ℂ)
25 mulm1 11495 . . . . 5 ((𝐵 logb 𝐶) ∈ ℂ → (-1 · (𝐵 logb 𝐶)) = -(𝐵 logb 𝐶))
2625oveq2d 7332 . . . 4 ((𝐵 logb 𝐶) ∈ ℂ → ((𝐵 logb 𝐴) + (-1 · (𝐵 logb 𝐶))) = ((𝐵 logb 𝐴) + -(𝐵 logb 𝐶)))
2724, 26syl 17 . . 3 ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ (𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+)) → ((𝐵 logb 𝐴) + (-1 · (𝐵 logb 𝐶))) = ((𝐵 logb 𝐴) + -(𝐵 logb 𝐶)))
28 rpcndif0 12828 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ (ℂ ∖ {0}))
2928adantr 481 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+) → 𝐴 ∈ (ℂ ∖ {0}))
30 logbcl 25997 . . . . 5 ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ 𝐴 ∈ (ℂ ∖ {0})) → (𝐵 logb 𝐴) ∈ ℂ)
3129, 30sylan2 593 . . . 4 ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ (𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+)) → (𝐵 logb 𝐴) ∈ ℂ)
3231, 24negsubd 11417 . . 3 ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ (𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+)) → ((𝐵 logb 𝐴) + -(𝐵 logb 𝐶)) = ((𝐵 logb 𝐴) − (𝐵 logb 𝐶)))
3327, 32eqtr2d 2777 . 2 ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ (𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+)) → ((𝐵 logb 𝐴) − (𝐵 logb 𝐶)) = ((𝐵 logb 𝐴) + (-1 · (𝐵 logb 𝐶))))
343, 20, 333eqtr4d 2786 1 ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ (𝐴 ∈ ℝ+𝐶 ∈ ℝ+)) → (𝐵 logb (𝐴 / 𝐶)) = ((𝐵 logb 𝐴) − (𝐵 logb 𝐶)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396   = wceq 1540  wcel 2105  wne 2940  cdif 3893  {csn 4570  {cpr 4572  (class class class)co 7316  cc 10948  cr 10949  0cc0 10950  1c1 10951   + caddc 10953   · cmul 10955  cmin 11284  -cneg 11285   / cdiv 11711  +crp 12809  𝑐ccxp 25791   logb clogb 25994
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2707  ax-rep 5223  ax-sep 5237  ax-nul 5244  ax-pow 5302  ax-pr 5366  ax-un 7629  ax-inf2 9476  ax-cnex 11006  ax-resscn 11007  ax-1cn 11008  ax-icn 11009  ax-addcl 11010  ax-addrcl 11011  ax-mulcl 11012  ax-mulrcl 11013  ax-mulcom 11014  ax-addass 11015  ax-mulass 11016  ax-distr 11017  ax-i2m1 11018  ax-1ne0 11019  ax-1rid 11020  ax-rnegex 11021  ax-rrecex 11022  ax-cnre 11023  ax-pre-lttri 11024  ax-pre-lttrn 11025  ax-pre-ltadd 11026  ax-pre-mulgt0 11027  ax-pre-sup 11028  ax-addf 11029  ax-mulf 11030
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3349  df-reu 3350  df-rab 3404  df-v 3442  df-sbc 3726  df-csb 3842  df-dif 3899  df-un 3901  df-in 3903  df-ss 3913  df-pss 3915  df-nul 4267  df-if 4471  df-pw 4546  df-sn 4571  df-pr 4573  df-tp 4575  df-op 4577  df-uni 4850  df-int 4892  df-iun 4938  df-iin 4939  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5170  df-tr 5204  df-id 5506  df-eprel 5512  df-po 5520  df-so 5521  df-fr 5562  df-se 5563  df-we 5564  df-xp 5613  df-rel 5614  df-cnv 5615  df-co 5616  df-dm 5617  df-rn 5618  df-res 5619  df-ima 5620  df-pred 6224  df-ord 6291  df-on 6292  df-lim 6293  df-suc 6294  df-iota 6417  df-fun 6467  df-fn 6468  df-f 6469  df-f1 6470  df-fo 6471  df-f1o 6472  df-fv 6473  df-isom 6474  df-riota 7273  df-ov 7319  df-oprab 7320  df-mpo 7321  df-of 7574  df-om 7759  df-1st 7877  df-2nd 7878  df-supp 8026  df-frecs 8145  df-wrecs 8176  df-recs 8250  df-rdg 8289  df-1o 8345  df-2o 8346  df-er 8547  df-map 8666  df-pm 8667  df-ixp 8735  df-en 8783  df-dom 8784  df-sdom 8785  df-fin 8786  df-fsupp 9205  df-fi 9246  df-sup 9277  df-inf 9278  df-oi 9345  df-card 9774  df-pnf 11090  df-mnf 11091  df-xr 11092  df-ltxr 11093  df-le 11094  df-sub 11286  df-neg 11287  df-div 11712  df-nn 12053  df-2 12115  df-3 12116  df-4 12117  df-5 12118  df-6 12119  df-7 12120  df-8 12121  df-9 12122  df-n0 12313  df-z 12399  df-dec 12517  df-uz 12662  df-q 12768  df-rp 12810  df-xneg 12927  df-xadd 12928  df-xmul 12929  df-ioo 13162  df-ioc 13163  df-ico 13164  df-icc 13165  df-fz 13319  df-fzo 13462  df-fl 13591  df-mod 13669  df-seq 13801  df-exp 13862  df-fac 14067  df-bc 14096  df-hash 14124  df-shft 14854  df-cj 14886  df-re 14887  df-im 14888  df-sqrt 15022  df-abs 15023  df-limsup 15256  df-clim 15273  df-rlim 15274  df-sum 15474  df-ef 15853  df-sin 15855  df-cos 15856  df-pi 15858  df-struct 16922  df-sets 16939  df-slot 16957  df-ndx 16969  df-base 16987  df-ress 17016  df-plusg 17049  df-mulr 17050  df-starv 17051  df-sca 17052  df-vsca 17053  df-ip 17054  df-tset 17055  df-ple 17056  df-ds 17058  df-unif 17059  df-hom 17060  df-cco 17061  df-rest 17207  df-topn 17208  df-0g 17226  df-gsum 17227  df-topgen 17228  df-pt 17229  df-prds 17232  df-xrs 17287  df-qtop 17292  df-imas 17293  df-xps 17295  df-mre 17369  df-mrc 17370  df-acs 17372  df-mgm 18400  df-sgrp 18449  df-mnd 18460  df-submnd 18505  df-mulg 18774  df-cntz 18996  df-cmn 19460  df-psmet 20669  df-xmet 20670  df-met 20671  df-bl 20672  df-mopn 20673  df-fbas 20674  df-fg 20675  df-cnfld 20678  df-top 22123  df-topon 22140  df-topsp 22162  df-bases 22176  df-cld 22250  df-ntr 22251  df-cls 22252  df-nei 22329  df-lp 22367  df-perf 22368  df-cn 22458  df-cnp 22459  df-haus 22546  df-tx 22793  df-hmeo 22986  df-fil 23077  df-fm 23169  df-flim 23170  df-flf 23171  df-xms 23553  df-ms 23554  df-tms 23555  df-cncf 24121  df-limc 25110  df-dv 25111  df-log 25792  df-cxp 25793  df-logb 25995
This theorem is referenced by:  relogbdivb  46178
  Copyright terms: Public domain W3C validator