Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  stoweidlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem stoweidlem1 42154
Description: Lemma for stoweid 42216. This lemma is used by Lemma 1 in [BrosowskiDeutsh] p. 90; the key step uses Bernoulli's inequality bernneq 13583. (Contributed by Glauco Siliprandi, 20-Apr-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
stoweidlem1.1 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
stoweidlem1.2 (𝜑𝐾 ∈ ℕ)
stoweidlem1.3 (𝜑𝐷 ∈ ℝ+)
stoweidlem1.5 (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
stoweidlem1.6 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
stoweidlem1.7 (𝜑𝐴 ≤ 1)
stoweidlem1.8 (𝜑𝐷𝐴)
Assertion
Ref Expression
stoweidlem1 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ≤ (1 / ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁)))

Proof of Theorem stoweidlem1
StepHypRef Expression
1 1re 10633 . . . . 5 1 ∈ ℝ
21a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
3 stoweidlem1.5 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
43rpred 12424 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
5 stoweidlem1.1 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
65nnnn0d 11947 . . . . 5 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
74, 6reexpcld 13520 . . . 4 (𝜑 → (𝐴𝑁) ∈ ℝ)
82, 7resubcld 11060 . . 3 (𝜑 → (1 − (𝐴𝑁)) ∈ ℝ)
9 stoweidlem1.2 . . . . 5 (𝜑𝐾 ∈ ℕ)
109nnnn0d 11947 . . . 4 (𝜑𝐾 ∈ ℕ0)
1110, 6nn0expcld 13600 . . 3 (𝜑 → (𝐾𝑁) ∈ ℕ0)
128, 11reexpcld 13520 . 2 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℝ)
13 2nn0 11906 . . . . . . . 8 2 ∈ ℕ0
1413a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
1514, 6nn0mulcld 11952 . . . . . 6 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
164, 15reexpcld 13520 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
172, 16resubcld 11060 . . . 4 (𝜑 → (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))) ∈ ℝ)
1817, 11reexpcld 13520 . . 3 (𝜑 → ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℝ)
199nnred 11645 . . . . 5 (𝜑𝐾 ∈ ℝ)
2019, 4remulcld 10663 . . . 4 (𝜑 → (𝐾 · 𝐴) ∈ ℝ)
2120, 6reexpcld 13520 . . 3 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℝ)
229nncnd 11646 . . . . 5 (𝜑𝐾 ∈ ℂ)
233rpcnd 12426 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
249nnne0d 11679 . . . . 5 (𝜑𝐾 ≠ 0)
253rpne0d 12429 . . . . 5 (𝜑𝐴 ≠ 0)
2622, 23, 24, 25mulne0d 11284 . . . 4 (𝜑 → (𝐾 · 𝐴) ≠ 0)
2722, 23mulcld 10653 . . . . 5 (𝜑 → (𝐾 · 𝐴) ∈ ℂ)
28 expne0 13453 . . . . 5 (((𝐾 · 𝐴) ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ≠ 0 ↔ (𝐾 · 𝐴) ≠ 0))
2927, 5, 28syl2anc 584 . . . 4 (𝜑 → (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ≠ 0 ↔ (𝐾 · 𝐴) ≠ 0))
3026, 29mpbird 258 . . 3 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ≠ 0)
3118, 21, 30redivcld 11460 . 2 (𝜑 → (((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ∈ ℝ)
32 stoweidlem1.3 . . . . . 6 (𝜑𝐷 ∈ ℝ+)
3332rpred 12424 . . . . 5 (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
3419, 33remulcld 10663 . . . 4 (𝜑 → (𝐾 · 𝐷) ∈ ℝ)
3534, 6reexpcld 13520 . . 3 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ∈ ℝ)
3632rpcnd 12426 . . . . 5 (𝜑𝐷 ∈ ℂ)
3732rpne0d 12429 . . . . 5 (𝜑𝐷 ≠ 0)
3822, 36, 24, 37mulne0d 11284 . . . 4 (𝜑 → (𝐾 · 𝐷) ≠ 0)
3922, 36mulcld 10653 . . . . 5 (𝜑 → (𝐾 · 𝐷) ∈ ℂ)
40 expne0 13453 . . . . 5 (((𝐾 · 𝐷) ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≠ 0 ↔ (𝐾 · 𝐷) ≠ 0))
4139, 5, 40syl2anc 584 . . . 4 (𝜑 → (((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≠ 0 ↔ (𝐾 · 𝐷) ≠ 0))
4238, 41mpbird 258 . . 3 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≠ 0)
432, 35, 42redivcld 11460 . 2 (𝜑 → (1 / ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁)) ∈ ℝ)
4419, 6reexpcld 13520 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐾𝑁) ∈ ℝ)
4544, 7remulcld 10663 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)) ∈ ℝ)
462, 45readdcld 10662 . . . . . 6 (𝜑 → (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) ∈ ℝ)
4712, 46remulcld 10663 . . . . 5 (𝜑 → (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) ∈ ℝ)
4847, 21, 30redivcld 11460 . . . 4 (𝜑 → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ∈ ℝ)
492, 7readdcld 10662 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 + (𝐴𝑁)) ∈ ℝ)
5049, 11reexpcld 13520 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℝ)
5112, 50remulcld 10663 . . . . 5 (𝜑 → (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) ∈ ℝ)
5251, 21, 30redivcld 11460 . . . 4 (𝜑 → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ∈ ℝ)
5346, 21, 30redivcld 11460 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ∈ ℝ)
54 stoweidlem1.6 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
55 stoweidlem1.7 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ≤ 1)
56 exple1 13533 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴𝑁) ≤ 1)
574, 54, 55, 6, 56syl31anc 1367 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴𝑁) ≤ 1)
582, 7subge0d 11222 . . . . . . . 8 (𝜑 → (0 ≤ (1 − (𝐴𝑁)) ↔ (𝐴𝑁) ≤ 1))
5957, 58mpbird 258 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ (1 − (𝐴𝑁)))
608, 11, 59expge0d 13521 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)))
6127, 6expcld 13503 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℂ)
6261, 30dividd 11406 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) = 1)
6361addid2d 10833 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) = ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))
64 0red 10636 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
65 0le1 11155 . . . . . . . . . . . 12 0 ≤ 1
6665a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 ≤ 1)
6764, 2, 21, 66leadd1dd 11246 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
6863, 67eqbrtrrd 5086 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ≤ (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
692, 21readdcld 10662 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ∈ ℝ)
705nnzd 12078 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
719nngt0d 11678 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 < 𝐾)
723rpgt0d 12427 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 < 𝐴)
7319, 4, 71, 72mulgt0d 10787 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 < (𝐾 · 𝐴))
74 expgt0 13455 . . . . . . . . . . 11 (((𝐾 · 𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 0 < (𝐾 · 𝐴)) → 0 < ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))
7520, 70, 73, 74syl3anc 1365 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 < ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))
76 lediv1 11497 . . . . . . . . . 10 ((((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℝ ∧ (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ∈ ℝ ∧ (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))) → (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ≤ (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ↔ (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ ((1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))))
7721, 69, 21, 75, 76syl112anc 1368 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ≤ (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ↔ (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ ((1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))))
7868, 77mpbid 233 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ ((1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
7962, 78eqbrtrrd 5086 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ≤ ((1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
8022, 23, 6mulexpd 13518 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) = ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))
8180oveq2d 7167 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) = (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))))
8281oveq1d 7166 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 + ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) = ((1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
8379, 82breqtrd 5088 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ≤ ((1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
8412, 53, 60, 83lemulge11d 11569 . . . . 5 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ≤ (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))))
85 1cnd 10628 . . . . . . . 8 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
8623, 6expcld 13503 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴𝑁) ∈ ℂ)
8785, 86subcld 10989 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 − (𝐴𝑁)) ∈ ℂ)
8887, 11expcld 13503 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℂ)
8922, 6expcld 13503 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐾𝑁) ∈ ℂ)
9089, 86mulcld 10653 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)) ∈ ℂ)
9185, 90addcld 10652 . . . . . 6 (𝜑 → (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) ∈ ℂ)
9288, 91, 61, 30divassd 11443 . . . . 5 (𝜑 → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) = (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))))
9384, 92breqtrrd 5090 . . . 4 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ≤ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
9489, 86mulcomd 10654 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)) = ((𝐴𝑁) · (𝐾𝑁)))
9594oveq2d 7167 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) = (1 + ((𝐴𝑁) · (𝐾𝑁))))
962renegcld 11059 . . . . . . . . 9 (𝜑 → -1 ∈ ℝ)
97 le0neg2 11141 . . . . . . . . . . . 12 (1 ∈ ℝ → (0 ≤ 1 ↔ -1 ≤ 0))
981, 97ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (0 ≤ 1 ↔ -1 ≤ 0)
9965, 98mpbi 231 . . . . . . . . . 10 -1 ≤ 0
10099a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → -1 ≤ 0)
1014, 6, 54expge0d 13521 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 ≤ (𝐴𝑁))
10296, 64, 7, 100, 101letrd 10789 . . . . . . . 8 (𝜑 → -1 ≤ (𝐴𝑁))
103 bernneq 13583 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝐾𝑁) ∈ ℕ0 ∧ -1 ≤ (𝐴𝑁)) → (1 + ((𝐴𝑁) · (𝐾𝑁))) ≤ ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)))
1047, 11, 102, 103syl3anc 1365 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 + ((𝐴𝑁) · (𝐾𝑁))) ≤ ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)))
10595, 104eqbrtrd 5084 . . . . . 6 (𝜑 → (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁))) ≤ ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)))
10646, 50, 12, 60, 105lemul2ad 11572 . . . . 5 (𝜑 → (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) ≤ (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))))
107 lediv1 11497 . . . . . 6 (((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) ∈ ℝ ∧ (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) ∈ ℝ ∧ (((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))) → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) ≤ (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) ↔ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))))
10847, 51, 21, 75, 107syl112anc 1368 . . . . 5 (𝜑 → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) ≤ (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) ↔ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))))
109106, 108mpbid 233 . . . 4 (𝜑 → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · (1 + ((𝐾𝑁) · (𝐴𝑁)))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
11012, 48, 52, 93, 109letrd 10789 . . 3 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ≤ ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
11185, 86addcld 10652 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 + (𝐴𝑁)) ∈ ℂ)
11287, 111mulcomd 10654 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁)) · (1 + (𝐴𝑁))) = ((1 + (𝐴𝑁)) · (1 − (𝐴𝑁))))
113112oveq1d 7166 . . . . 5 (𝜑 → (((1 − (𝐴𝑁)) · (1 + (𝐴𝑁)))↑(𝐾𝑁)) = (((1 + (𝐴𝑁)) · (1 − (𝐴𝑁)))↑(𝐾𝑁)))
11487, 111, 11mulexpd 13518 . . . . 5 (𝜑 → (((1 − (𝐴𝑁)) · (1 + (𝐴𝑁)))↑(𝐾𝑁)) = (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))))
115 subsq 13565 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℂ ∧ (𝐴𝑁) ∈ ℂ) → ((1↑2) − ((𝐴𝑁)↑2)) = ((1 + (𝐴𝑁)) · (1 − (𝐴𝑁))))
11685, 86, 115syl2anc 584 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1↑2) − ((𝐴𝑁)↑2)) = ((1 + (𝐴𝑁)) · (1 − (𝐴𝑁))))
117 sq1 13551 . . . . . . . . 9 (1↑2) = 1
118117a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1↑2) = 1)
11923, 14, 6expmuld 13506 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴↑(𝑁 · 2)) = ((𝐴𝑁)↑2))
1205nncnd 11646 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
121 2cnd 11707 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
122120, 121mulcomd 10654 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁 · 2) = (2 · 𝑁))
123122oveq2d 7167 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴↑(𝑁 · 2)) = (𝐴↑(2 · 𝑁)))
124119, 123eqtr3d 2862 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐴𝑁)↑2) = (𝐴↑(2 · 𝑁)))
125118, 124oveq12d 7169 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1↑2) − ((𝐴𝑁)↑2)) = (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))))
126116, 125eqtr3d 2862 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 + (𝐴𝑁)) · (1 − (𝐴𝑁))) = (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))))
127126oveq1d 7166 . . . . 5 (𝜑 → (((1 + (𝐴𝑁)) · (1 − (𝐴𝑁)))↑(𝐾𝑁)) = ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)))
128113, 114, 1273eqtr3d 2868 . . . 4 (𝜑 → (((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) = ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)))
129128oveq1d 7166 . . 3 (𝜑 → ((((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) · ((1 + (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁))) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) = (((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
130110, 129breqtrd 5088 . 2 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ≤ (((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
13118, 2jca 512 . . . 4 (𝜑 → (((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ))
132 exple1 13533 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ 1) ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℕ0) → (𝐴↑(2 · 𝑁)) ≤ 1)
1334, 54, 55, 15, 132syl31anc 1367 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴↑(2 · 𝑁)) ≤ 1)
1342, 16subge0d 11222 . . . . . 6 (𝜑 → (0 ≤ (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))) ↔ (𝐴↑(2 · 𝑁)) ≤ 1))
135133, 134mpbird 258 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≤ (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))))
13617, 11, 135expge0d 13521 . . . 4 (𝜑 → 0 ≤ ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)))
137 1m1e0 11701 . . . . . . 7 (1 − 1) = 0
1384, 15, 54expge0d 13521 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ (𝐴↑(2 · 𝑁)))
139137, 138eqbrtrid 5097 . . . . . 6 (𝜑 → (1 − 1) ≤ (𝐴↑(2 · 𝑁)))
1402, 2, 16, 139subled 11235 . . . . 5 (𝜑 → (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))) ≤ 1)
141 exple1 13533 . . . . 5 ((((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))) ∧ (1 − (𝐴↑(2 · 𝑁))) ≤ 1) ∧ (𝐾𝑁) ∈ ℕ0) → ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ≤ 1)
14217, 135, 140, 11, 141syl31anc 1367 . . . 4 (𝜑 → ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ≤ 1)
143131, 136, 142jca32 516 . . 3 (𝜑 → ((((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ∧ ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ≤ 1)))
14435, 21jca 512 . . 3 (𝜑 → (((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ∈ ℝ ∧ ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℝ))
14532rpgt0d 12427 . . . . . 6 (𝜑 → 0 < 𝐷)
14619, 33, 71, 145mulgt0d 10787 . . . . 5 (𝜑 → 0 < (𝐾 · 𝐷))
147 expgt0 13455 . . . . 5 (((𝐾 · 𝐷) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 0 < (𝐾 · 𝐷)) → 0 < ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁))
14834, 70, 146, 147syl3anc 1365 . . . 4 (𝜑 → 0 < ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁))
14964, 19, 71ltled 10780 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ 𝐾)
15064, 33, 145ltled 10780 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ 𝐷)
15119, 33, 149, 150mulge0d 11209 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≤ (𝐾 · 𝐷))
152 stoweidlem1.8 . . . . . 6 (𝜑𝐷𝐴)
15333, 4, 19, 149, 152lemul2ad 11572 . . . . 5 (𝜑 → (𝐾 · 𝐷) ≤ (𝐾 · 𝐴))
154 leexp1a 13532 . . . . 5 ((((𝐾 · 𝐷) ∈ ℝ ∧ (𝐾 · 𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ (𝐾 · 𝐷) ∧ (𝐾 · 𝐷) ≤ (𝐾 · 𝐴))) → ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≤ ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))
15534, 20, 6, 151, 153, 154syl32anc 1372 . . . 4 (𝜑 → ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≤ ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁))
156148, 155jca 512 . . 3 (𝜑 → (0 < ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ∧ ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≤ ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))
157 lediv12a 11525 . . 3 ((((((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ∧ ((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) ≤ 1)) ∧ ((((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ∈ ℝ ∧ ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁) ∈ ℝ) ∧ (0 < ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ∧ ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁) ≤ ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)))) → (((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ (1 / ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁)))
158143, 144, 156, 157syl12anc 834 . 2 (𝜑 → (((1 − (𝐴↑(2 · 𝑁)))↑(𝐾𝑁)) / ((𝐾 · 𝐴)↑𝑁)) ≤ (1 / ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁)))
15912, 31, 43, 130, 158letrd 10789 1 (𝜑 → ((1 − (𝐴𝑁))↑(𝐾𝑁)) ≤ (1 / ((𝐾 · 𝐷)↑𝑁)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 207  wa 396   = wceq 1530  wcel 2107  wne 3020   class class class wbr 5062  (class class class)co 7151  cc 10527  cr 10528  0cc0 10529  1c1 10530   + caddc 10532   · cmul 10534   < clt 10667  cle 10668  cmin 10862  -cneg 10863   / cdiv 11289  cn 11630  2c2 11684  0cn0 11889  cz 11973  +crp 12382  cexp 13422
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2797  ax-sep 5199  ax-nul 5206  ax-pow 5262  ax-pr 5325  ax-un 7454  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2619  df-eu 2651  df-clab 2804  df-cleq 2818  df-clel 2897  df-nfc 2967  df-ne 3021  df-nel 3128  df-ral 3147  df-rex 3148  df-reu 3149  df-rmo 3150  df-rab 3151  df-v 3501  df-sbc 3776  df-csb 3887  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3955  df-pss 3957  df-nul 4295  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4564  df-pr 4566  df-tp 4568  df-op 4570  df-uni 4837  df-iun 4918  df-br 5063  df-opab 5125  df-mpt 5143  df-tr 5169  df-id 5458  df-eprel 5463  df-po 5472  df-so 5473  df-fr 5512  df-we 5514  df-xp 5559  df-rel 5560  df-cnv 5561  df-co 5562  df-dm 5563  df-rn 5564  df-res 5565  df-ima 5566  df-pred 6145  df-ord 6191  df-on 6192  df-lim 6193  df-suc 6194  df-iota 6311  df-fun 6353  df-fn 6354  df-f 6355  df-f1 6356  df-fo 6357  df-f1o 6358  df-fv 6359  df-riota 7109  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-om 7572  df-2nd 7684  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-er 8282  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-div 11290  df-nn 11631  df-2 11692  df-n0 11890  df-z 11974  df-uz 12236  df-rp 12383  df-seq 13363  df-exp 13423
This theorem is referenced by:  stoweidlem25  42178
  Copyright terms: Public domain W3C validator