Users' Mathboxes Mathbox for Kunhao Zheng < Previous   Wrap >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  young2d Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem young2d 44834
Description: Young's inequality for 𝑛 = 2, a direct application of amgmw2d 44833. (Contributed by Kunhao Zheng, 6-Jul-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
young2d.0 (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
young2d.1 (𝜑𝑃 ∈ ℝ+)
young2d.2 (𝜑𝐵 ∈ ℝ+)
young2d.3 (𝜑𝑄 ∈ ℝ+)
young2d.4 (𝜑 → ((1 / 𝑃) + (1 / 𝑄)) = 1)
Assertion
Ref Expression
young2d (𝜑 → (𝐴 · 𝐵) ≤ (((𝐴𝑐𝑃) / 𝑃) + ((𝐵𝑐𝑄) / 𝑄)))

Proof of Theorem young2d
StepHypRef Expression
1 young2d.0 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
2 young2d.1 . . . . 5 (𝜑𝑃 ∈ ℝ+)
32rpred 12419 . . . 4 (𝜑𝑃 ∈ ℝ)
41, 3rpcxpcld 25242 . . 3 (𝜑 → (𝐴𝑐𝑃) ∈ ℝ+)
52rpreccld 12429 . . 3 (𝜑 → (1 / 𝑃) ∈ ℝ+)
6 young2d.2 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ ℝ+)
7 young2d.3 . . . . 5 (𝜑𝑄 ∈ ℝ+)
87rpred 12419 . . . 4 (𝜑𝑄 ∈ ℝ)
96, 8rpcxpcld 25242 . . 3 (𝜑 → (𝐵𝑐𝑄) ∈ ℝ+)
107rpreccld 12429 . . 3 (𝜑 → (1 / 𝑄) ∈ ℝ+)
11 young2d.4 . . 3 (𝜑 → ((1 / 𝑃) + (1 / 𝑄)) = 1)
124, 5, 9, 10, 11amgmw2d 44833 . 2 (𝜑 → (((𝐴𝑐𝑃)↑𝑐(1 / 𝑃)) · ((𝐵𝑐𝑄)↑𝑐(1 / 𝑄))) ≤ (((𝐴𝑐𝑃) · (1 / 𝑃)) + ((𝐵𝑐𝑄) · (1 / 𝑄))))
132rpcnd 12421 . . . . . 6 (𝜑𝑃 ∈ ℂ)
142rpne0d 12424 . . . . . 6 (𝜑𝑃 ≠ 0)
1513, 14recidd 11399 . . . . 5 (𝜑 → (𝑃 · (1 / 𝑃)) = 1)
1615oveq2d 7161 . . . 4 (𝜑 → (𝐴𝑐(𝑃 · (1 / 𝑃))) = (𝐴𝑐1))
1713, 14reccld 11397 . . . . 5 (𝜑 → (1 / 𝑃) ∈ ℂ)
181, 3, 17cxpmuld 25246 . . . 4 (𝜑 → (𝐴𝑐(𝑃 · (1 / 𝑃))) = ((𝐴𝑐𝑃)↑𝑐(1 / 𝑃)))
191rpcnd 12421 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
2019cxp1d 25216 . . . 4 (𝜑 → (𝐴𝑐1) = 𝐴)
2116, 18, 203eqtr3d 2861 . . 3 (𝜑 → ((𝐴𝑐𝑃)↑𝑐(1 / 𝑃)) = 𝐴)
227rpcnd 12421 . . . . . 6 (𝜑𝑄 ∈ ℂ)
237rpne0d 12424 . . . . . 6 (𝜑𝑄 ≠ 0)
2422, 23recidd 11399 . . . . 5 (𝜑 → (𝑄 · (1 / 𝑄)) = 1)
2524oveq2d 7161 . . . 4 (𝜑 → (𝐵𝑐(𝑄 · (1 / 𝑄))) = (𝐵𝑐1))
2622, 23reccld 11397 . . . . 5 (𝜑 → (1 / 𝑄) ∈ ℂ)
276, 8, 26cxpmuld 25246 . . . 4 (𝜑 → (𝐵𝑐(𝑄 · (1 / 𝑄))) = ((𝐵𝑐𝑄)↑𝑐(1 / 𝑄)))
286rpcnd 12421 . . . . 5 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
2928cxp1d 25216 . . . 4 (𝜑 → (𝐵𝑐1) = 𝐵)
3025, 27, 293eqtr3d 2861 . . 3 (𝜑 → ((𝐵𝑐𝑄)↑𝑐(1 / 𝑄)) = 𝐵)
3121, 30oveq12d 7163 . 2 (𝜑 → (((𝐴𝑐𝑃)↑𝑐(1 / 𝑃)) · ((𝐵𝑐𝑄)↑𝑐(1 / 𝑄))) = (𝐴 · 𝐵))
324rpcnd 12421 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴𝑐𝑃) ∈ ℂ)
3332, 13, 14divrecd 11407 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴𝑐𝑃) / 𝑃) = ((𝐴𝑐𝑃) · (1 / 𝑃)))
349rpcnd 12421 . . . . 5 (𝜑 → (𝐵𝑐𝑄) ∈ ℂ)
3534, 22, 23divrecd 11407 . . . 4 (𝜑 → ((𝐵𝑐𝑄) / 𝑄) = ((𝐵𝑐𝑄) · (1 / 𝑄)))
3633, 35oveq12d 7163 . . 3 (𝜑 → (((𝐴𝑐𝑃) / 𝑃) + ((𝐵𝑐𝑄) / 𝑄)) = (((𝐴𝑐𝑃) · (1 / 𝑃)) + ((𝐵𝑐𝑄) · (1 / 𝑄))))
3736eqcomd 2824 . 2 (𝜑 → (((𝐴𝑐𝑃) · (1 / 𝑃)) + ((𝐵𝑐𝑄) · (1 / 𝑄))) = (((𝐴𝑐𝑃) / 𝑃) + ((𝐵𝑐𝑄) / 𝑄)))
3812, 31, 373brtr3d 5088 1 (𝜑 → (𝐴 · 𝐵) ≤ (((𝐴𝑐𝑃) / 𝑃) + ((𝐵𝑐𝑄) / 𝑄)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4   = wceq 1528  wcel 2105   class class class wbr 5057  (class class class)co 7145  1c1 10526   + caddc 10528   · cmul 10530  cle 10664   / cdiv 11285  +crp 12377  𝑐ccxp 25066
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1787  ax-4 1801  ax-5 1902  ax-6 1961  ax-7 2006  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2151  ax-12 2167  ax-ext 2790  ax-rep 5181  ax-sep 5194  ax-nul 5201  ax-pow 5257  ax-pr 5320  ax-un 7450  ax-inf2 9092  ax-cnex 10581  ax-resscn 10582  ax-1cn 10583  ax-icn 10584  ax-addcl 10585  ax-addrcl 10586  ax-mulcl 10587  ax-mulrcl 10588  ax-mulcom 10589  ax-addass 10590  ax-mulass 10591  ax-distr 10592  ax-i2m1 10593  ax-1ne0 10594  ax-1rid 10595  ax-rnegex 10596  ax-rrecex 10597  ax-cnre 10598  ax-pre-lttri 10599  ax-pre-lttrn 10600  ax-pre-ltadd 10601  ax-pre-mulgt0 10602  ax-pre-sup 10603  ax-addf 10604  ax-mulf 10605
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 842  df-3or 1080  df-3an 1081  df-tru 1531  df-fal 1541  df-ex 1772  df-nf 1776  df-sb 2061  df-mo 2615  df-eu 2647  df-clab 2797  df-cleq 2811  df-clel 2890  df-nfc 2960  df-ne 3014  df-nel 3121  df-ral 3140  df-rex 3141  df-reu 3142  df-rmo 3143  df-rab 3144  df-v 3494  df-sbc 3770  df-csb 3881  df-dif 3936  df-un 3938  df-in 3940  df-ss 3949  df-pss 3951  df-nul 4289  df-if 4464  df-pw 4537  df-sn 4558  df-pr 4560  df-tp 4562  df-op 4564  df-uni 4831  df-int 4868  df-iun 4912  df-iin 4913  df-br 5058  df-opab 5120  df-mpt 5138  df-tr 5164  df-id 5453  df-eprel 5458  df-po 5467  df-so 5468  df-fr 5507  df-se 5508  df-we 5509  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-pred 6141  df-ord 6187  df-on 6188  df-lim 6189  df-suc 6190  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-isom 6357  df-riota 7103  df-ov 7148  df-oprab 7149  df-mpo 7150  df-of 7398  df-om 7570  df-1st 7678  df-2nd 7679  df-supp 7820  df-tpos 7881  df-wrecs 7936  df-recs 7997  df-rdg 8035  df-1o 8091  df-2o 8092  df-oadd 8095  df-er 8278  df-map 8397  df-pm 8398  df-ixp 8450  df-en 8498  df-dom 8499  df-sdom 8500  df-fin 8501  df-fsupp 8822  df-fi 8863  df-sup 8894  df-inf 8895  df-oi 8962  df-card 9356  df-pnf 10665  df-mnf 10666  df-xr 10667  df-ltxr 10668  df-le 10669  df-sub 10860  df-neg 10861  df-div 11286  df-nn 11627  df-2 11688  df-3 11689  df-4 11690  df-5 11691  df-6 11692  df-7 11693  df-8 11694  df-9 11695  df-n0 11886  df-z 11970  df-dec 12087  df-uz 12232  df-q 12337  df-rp 12378  df-xneg 12495  df-xadd 12496  df-xmul 12497  df-ioo 12730  df-ioc 12731  df-ico 12732  df-icc 12733  df-fz 12881  df-fzo 13022  df-fl 13150  df-mod 13226  df-seq 13358  df-exp 13418  df-fac 13622  df-bc 13651  df-hash 13679  df-word 13850  df-concat 13911  df-s1 13938  df-s2 14198  df-shft 14414  df-cj 14446  df-re 14447  df-im 14448  df-sqrt 14582  df-abs 14583  df-limsup 14816  df-clim 14833  df-rlim 14834  df-sum 15031  df-ef 15409  df-sin 15411  df-cos 15412  df-pi 15414  df-struct 16473  df-ndx 16474  df-slot 16475  df-base 16477  df-sets 16478  df-ress 16479  df-plusg 16566  df-mulr 16567  df-starv 16568  df-sca 16569  df-vsca 16570  df-ip 16571  df-tset 16572  df-ple 16573  df-ds 16575  df-unif 16576  df-hom 16577  df-cco 16578  df-rest 16684  df-topn 16685  df-0g 16703  df-gsum 16704  df-topgen 16705  df-pt 16706  df-prds 16709  df-xrs 16763  df-qtop 16768  df-imas 16769  df-xps 16771  df-mre 16845  df-mrc 16846  df-acs 16848  df-mgm 17840  df-sgrp 17889  df-mnd 17900  df-mhm 17944  df-submnd 17945  df-grp 18044  df-minusg 18045  df-mulg 18163  df-subg 18214  df-ghm 18294  df-gim 18337  df-cntz 18385  df-cmn 18837  df-abl 18838  df-mgp 19169  df-ur 19181  df-ring 19228  df-cring 19229  df-oppr 19302  df-dvdsr 19320  df-unit 19321  df-invr 19351  df-dvr 19362  df-drng 19433  df-subrg 19462  df-psmet 20465  df-xmet 20466  df-met 20467  df-bl 20468  df-mopn 20469  df-fbas 20470  df-fg 20471  df-cnfld 20474  df-refld 20677  df-top 21430  df-topon 21447  df-topsp 21469  df-bases 21482  df-cld 21555  df-ntr 21556  df-cls 21557  df-nei 21634  df-lp 21672  df-perf 21673  df-cn 21763  df-cnp 21764  df-haus 21851  df-cmp 21923  df-tx 22098  df-hmeo 22291  df-fil 22382  df-fm 22474  df-flim 22475  df-flf 22476  df-xms 22857  df-ms 22858  df-tms 22859  df-cncf 23413  df-limc 24391  df-dv 24392  df-log 25067  df-cxp 25068
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator