MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  expubnd Structured version   Unicode version

Theorem expubnd 11945
Description: An upper bound on  A ^ N when  2  <_  A. (Contributed by NM, 19-Dec-2005.)
Assertion
Ref Expression
expubnd  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  ( A ^ N )  <_ 
( ( 2 ^ N )  x.  (
( A  -  1 ) ^ N ) ) )

Proof of Theorem expubnd
StepHypRef Expression
1 simp1 988 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  A  e.  RR )
2 2re 10412 . . . . 5  |-  2  e.  RR
3 peano2rem 9696 . . . . 5  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A  -  1 )  e.  RR )
4 remulcl 9388 . . . . 5  |-  ( ( 2  e.  RR  /\  ( A  -  1
)  e.  RR )  ->  ( 2  x.  ( A  -  1 ) )  e.  RR )
52, 3, 4sylancr 663 . . . 4  |-  ( A  e.  RR  ->  (
2  x.  ( A  -  1 ) )  e.  RR )
653ad2ant1 1009 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  (
2  x.  ( A  -  1 ) )  e.  RR )
7 simp2 989 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  N  e.  NN0 )
8 0le2 10433 . . . . . . 7  |-  0  <_  2
9 0re 9407 . . . . . . . 8  |-  0  e.  RR
10 letr 9489 . . . . . . . 8  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  2  e.  RR  /\  A  e.  RR )  ->  (
( 0  <_  2  /\  2  <_  A )  ->  0  <_  A
) )
119, 2, 10mp3an12 1304 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( 0  <_  2  /\  2  <_  A )  ->  0  <_  A
) )
128, 11mpani 676 . . . . . 6  |-  ( A  e.  RR  ->  (
2  <_  A  ->  0  <_  A ) )
1312imp 429 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  <_  A )  -> 
0  <_  A )
14 resubcl 9694 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  e.  RR )  ->  ( A  -  2 )  e.  RR )
152, 14mpan2 671 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A  -  2 )  e.  RR )
16 leadd2 9829 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 2  e.  RR  /\  A  e.  RR  /\  ( A  -  2 )  e.  RR )  -> 
( 2  <_  A  <->  ( ( A  -  2 )  +  2 )  <_  ( ( A  -  2 )  +  A ) ) )
172, 16mp3an1 1301 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  RR  /\  ( A  -  2
)  e.  RR )  ->  ( 2  <_  A 
<->  ( ( A  - 
2 )  +  2 )  <_  ( ( A  -  2 )  +  A ) ) )
1815, 17mpdan 668 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  (
2  <_  A  <->  ( ( A  -  2 )  +  2 )  <_ 
( ( A  - 
2 )  +  A
) ) )
1918biimpa 484 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  <_  A )  -> 
( ( A  - 
2 )  +  2 )  <_  ( ( A  -  2 )  +  A ) )
20 recn 9393 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  RR  ->  A  e.  CC )
21 2cn 10413 . . . . . . . 8  |-  2  e.  CC
22 npcan 9640 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  CC  /\  2  e.  CC )  ->  ( ( A  - 
2 )  +  2 )  =  A )
2320, 21, 22sylancl 662 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( A  -  2 )  +  2 )  =  A )
2423adantr 465 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  <_  A )  -> 
( ( A  - 
2 )  +  2 )  =  A )
25 ax-1cn 9361 . . . . . . . . . 10  |-  1  e.  CC
26 subdi 9799 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  A  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  (
2  x.  ( A  -  1 ) )  =  ( ( 2  x.  A )  -  ( 2  x.  1 ) ) )
2721, 25, 26mp3an13 1305 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  CC  ->  (
2  x.  ( A  -  1 ) )  =  ( ( 2  x.  A )  -  ( 2  x.  1 ) ) )
28 2times 10461 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  e.  CC  ->  (
2  x.  A )  =  ( A  +  A ) )
29 2t1e2 10491 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 2  x.  1 )  =  2
3029a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  e.  CC  ->  (
2  x.  1 )  =  2 )
3128, 30oveq12d 6130 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  CC  ->  (
( 2  x.  A
)  -  ( 2  x.  1 ) )  =  ( ( A  +  A )  - 
2 ) )
32 addsub 9642 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  e.  CC  /\  A  e.  CC  /\  2  e.  CC )  ->  (
( A  +  A
)  -  2 )  =  ( ( A  -  2 )  +  A ) )
3321, 32mp3an3 1303 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  CC  /\  A  e.  CC )  ->  ( ( A  +  A )  -  2 )  =  ( ( A  -  2 )  +  A ) )
3433anidms 645 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  CC  ->  (
( A  +  A
)  -  2 )  =  ( ( A  -  2 )  +  A ) )
3527, 31, 343eqtrrd 2480 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  CC  ->  (
( A  -  2 )  +  A )  =  ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) )
3620, 35syl 16 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( A  -  2 )  +  A )  =  ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) )
3736adantr 465 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  <_  A )  -> 
( ( A  - 
2 )  +  A
)  =  ( 2  x.  ( A  - 
1 ) ) )
3819, 24, 373brtr3d 4342 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  <_  A )  ->  A  <_  ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) )
3913, 38jca 532 . . . 4  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  <_  A )  -> 
( 0  <_  A  /\  A  <_  ( 2  x.  ( A  - 
1 ) ) ) )
40393adant2 1007 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  (
0  <_  A  /\  A  <_  ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) ) )
41 leexp1a 11943 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  ( 2  x.  ( A  -  1 ) )  e.  RR  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( 0  <_  A  /\  A  <_  ( 2  x.  ( A  - 
1 ) ) ) )  ->  ( A ^ N )  <_  (
( 2  x.  ( A  -  1 ) ) ^ N ) )
421, 6, 7, 40, 41syl31anc 1221 . 2  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  ( A ^ N )  <_ 
( ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) ^ N
) )
433recnd 9433 . . . 4  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A  -  1 )  e.  CC )
44 mulexp 11924 . . . . 5  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  ( A  -  1
)  e.  CC  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) ^ N
)  =  ( ( 2 ^ N )  x.  ( ( A  -  1 ) ^ N ) ) )
4521, 44mp3an1 1301 . . . 4  |-  ( ( ( A  -  1 )  e.  CC  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) ^ N
)  =  ( ( 2 ^ N )  x.  ( ( A  -  1 ) ^ N ) ) )
4643, 45sylan 471 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) ^ N
)  =  ( ( 2 ^ N )  x.  ( ( A  -  1 ) ^ N ) ) )
47463adant3 1008 . 2  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  (
( 2  x.  ( A  -  1 ) ) ^ N )  =  ( ( 2 ^ N )  x.  ( ( A  - 
1 ) ^ N
) ) )
4842, 47breqtrd 4337 1  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  ( A ^ N )  <_ 
( ( 2 ^ N )  x.  (
( A  -  1 ) ^ N ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 965    = wceq 1369    e. wcel 1756   class class class wbr 4313  (class class class)co 6112   CCcc 9301   RRcr 9302   0cc0 9303   1c1 9304    + caddc 9306    x. cmul 9308    <_ cle 9440    - cmin 9616   2c2 10392   NN0cn0 10600   ^cexp 11886
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-8 1758  ax-9 1760  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2423  ax-sep 4434  ax-nul 4442  ax-pow 4491  ax-pr 4552  ax-un 6393  ax-cnex 9359  ax-resscn 9360  ax-1cn 9361  ax-icn 9362  ax-addcl 9363  ax-addrcl 9364  ax-mulcl 9365  ax-mulrcl 9366  ax-mulcom 9367  ax-addass 9368  ax-mulass 9369  ax-distr 9370  ax-i2m1 9371  ax-1ne0 9372  ax-1rid 9373  ax-rnegex 9374  ax-rrecex 9375  ax-cnre 9376  ax-pre-lttri 9377  ax-pre-lttrn 9378  ax-pre-ltadd 9379  ax-pre-mulgt0 9380
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2257  df-mo 2258  df-clab 2430  df-cleq 2436  df-clel 2439  df-nfc 2577  df-ne 2622  df-nel 2623  df-ral 2741  df-rex 2742  df-reu 2743  df-rab 2745  df-v 2995  df-sbc 3208  df-csb 3310  df-dif 3352  df-un 3354  df-in 3356  df-ss 3363  df-pss 3365  df-nul 3659  df-if 3813  df-pw 3883  df-sn 3899  df-pr 3901  df-tp 3903  df-op 3905  df-uni 4113  df-iun 4194  df-br 4314  df-opab 4372  df-mpt 4373  df-tr 4407  df-eprel 4653  df-id 4657  df-po 4662  df-so 4663  df-fr 4700  df-we 4702  df-ord 4743  df-on 4744  df-lim 4745  df-suc 4746  df-xp 4867  df-rel 4868  df-cnv 4869  df-co 4870  df-dm 4871  df-rn 4872  df-res 4873  df-ima 4874  df-iota 5402  df-fun 5441  df-fn 5442  df-f 5443  df-f1 5444  df-fo 5445  df-f1o 5446  df-fv 5447  df-riota 6073  df-ov 6115  df-oprab 6116  df-mpt2 6117  df-om 6498  df-2nd 6599  df-recs 6853  df-rdg 6887  df-er 7122  df-en 7332  df-dom 7333  df-sdom 7334  df-pnf 9441  df-mnf 9442  df-xr 9443  df-ltxr 9444  df-le 9445  df-sub 9618  df-neg 9619  df-nn 10344  df-2 10401  df-n0 10601  df-z 10668  df-uz 10883  df-seq 11828  df-exp 11887
This theorem is referenced by:  faclbnd4lem1  12090
  Copyright terms: Public domain W3C validator