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

Theorem expubnd 12271
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 997 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  A  e.  RR )
2 2re 10646 . . . . 5  |-  2  e.  RR
3 peano2rem 9922 . . . . 5  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A  -  1 )  e.  RR )
4 remulcl 9607 . . . . 5  |-  ( ( 2  e.  RR  /\  ( A  -  1
)  e.  RR )  ->  ( 2  x.  ( A  -  1 ) )  e.  RR )
52, 3, 4sylancr 661 . . . 4  |-  ( A  e.  RR  ->  (
2  x.  ( A  -  1 ) )  e.  RR )
653ad2ant1 1018 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  (
2  x.  ( A  -  1 ) )  e.  RR )
7 simp2 998 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  N  e.  NN0 )
8 0le2 10667 . . . . . . 7  |-  0  <_  2
9 0re 9626 . . . . . . . 8  |-  0  e.  RR
10 letr 9709 . . . . . . . 8  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  2  e.  RR  /\  A  e.  RR )  ->  (
( 0  <_  2  /\  2  <_  A )  ->  0  <_  A
) )
119, 2, 10mp3an12 1316 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( 0  <_  2  /\  2  <_  A )  ->  0  <_  A
) )
128, 11mpani 674 . . . . . 6  |-  ( A  e.  RR  ->  (
2  <_  A  ->  0  <_  A ) )
1312imp 427 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  <_  A )  -> 
0  <_  A )
14 resubcl 9919 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  e.  RR )  ->  ( A  -  2 )  e.  RR )
152, 14mpan2 669 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A  -  2 )  e.  RR )
16 leadd2 10062 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 2  e.  RR  /\  A  e.  RR  /\  ( A  -  2 )  e.  RR )  -> 
( 2  <_  A  <->  ( ( A  -  2 )  +  2 )  <_  ( ( A  -  2 )  +  A ) ) )
172, 16mp3an1 1313 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  RR  /\  ( A  -  2
)  e.  RR )  ->  ( 2  <_  A 
<->  ( ( A  - 
2 )  +  2 )  <_  ( ( A  -  2 )  +  A ) ) )
1815, 17mpdan 666 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  (
2  <_  A  <->  ( ( A  -  2 )  +  2 )  <_ 
( ( A  - 
2 )  +  A
) ) )
1918biimpa 482 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  <_  A )  -> 
( ( A  - 
2 )  +  2 )  <_  ( ( A  -  2 )  +  A ) )
20 recn 9612 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  RR  ->  A  e.  CC )
21 2cn 10647 . . . . . . . 8  |-  2  e.  CC
22 npcan 9865 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  CC  /\  2  e.  CC )  ->  ( ( A  - 
2 )  +  2 )  =  A )
2320, 21, 22sylancl 660 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( A  -  2 )  +  2 )  =  A )
2423adantr 463 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  <_  A )  -> 
( ( A  - 
2 )  +  2 )  =  A )
25 ax-1cn 9580 . . . . . . . . . 10  |-  1  e.  CC
26 subdi 10031 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  A  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  (
2  x.  ( A  -  1 ) )  =  ( ( 2  x.  A )  -  ( 2  x.  1 ) ) )
2721, 25, 26mp3an13 1317 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  CC  ->  (
2  x.  ( A  -  1 ) )  =  ( ( 2  x.  A )  -  ( 2  x.  1 ) ) )
28 2times 10695 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  e.  CC  ->  (
2  x.  A )  =  ( A  +  A ) )
29 2t1e2 10725 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 2  x.  1 )  =  2
3029a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  e.  CC  ->  (
2  x.  1 )  =  2 )
3128, 30oveq12d 6296 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  CC  ->  (
( 2  x.  A
)  -  ( 2  x.  1 ) )  =  ( ( A  +  A )  - 
2 ) )
32 addsub 9867 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  e.  CC  /\  A  e.  CC  /\  2  e.  CC )  ->  (
( A  +  A
)  -  2 )  =  ( ( A  -  2 )  +  A ) )
3321, 32mp3an3 1315 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  CC  /\  A  e.  CC )  ->  ( ( A  +  A )  -  2 )  =  ( ( A  -  2 )  +  A ) )
3433anidms 643 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  CC  ->  (
( A  +  A
)  -  2 )  =  ( ( A  -  2 )  +  A ) )
3527, 31, 343eqtrrd 2448 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  CC  ->  (
( A  -  2 )  +  A )  =  ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) )
3620, 35syl 17 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( A  -  2 )  +  A )  =  ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) )
3736adantr 463 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  <_  A )  -> 
( ( A  - 
2 )  +  A
)  =  ( 2  x.  ( A  - 
1 ) ) )
3819, 24, 373brtr3d 4424 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  <_  A )  ->  A  <_  ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) )
3913, 38jca 530 . . . 4  |-  ( ( A  e.  RR  /\  2  <_  A )  -> 
( 0  <_  A  /\  A  <_  ( 2  x.  ( A  - 
1 ) ) ) )
40393adant2 1016 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  (
0  <_  A  /\  A  <_  ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) ) )
41 leexp1a 12269 . . 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 1233 . 2  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  ( A ^ N )  <_ 
( ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) ^ N
) )
433recnd 9652 . . . 4  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A  -  1 )  e.  CC )
44 mulexp 12249 . . . . 5  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  ( A  -  1
)  e.  CC  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) ^ N
)  =  ( ( 2 ^ N )  x.  ( ( A  -  1 ) ^ N ) ) )
4521, 44mp3an1 1313 . . . 4  |-  ( ( ( A  -  1 )  e.  CC  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) ^ N
)  =  ( ( 2 ^ N )  x.  ( ( A  -  1 ) ^ N ) ) )
4643, 45sylan 469 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  ( A  -  1 ) ) ^ N
)  =  ( ( 2 ^ N )  x.  ( ( A  -  1 ) ^ N ) ) )
47463adant3 1017 . 2  |-  ( ( A  e.  RR  /\  N  e.  NN0  /\  2  <_  A )  ->  (
( 2  x.  ( A  -  1 ) ) ^ N )  =  ( ( 2 ^ N )  x.  ( ( A  - 
1 ) ^ N
) ) )
4842, 47breqtrd 4419 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 367    /\ w3a 974    = wceq 1405    e. wcel 1842   class class class wbr 4395  (class class class)co 6278   CCcc 9520   RRcr 9521   0cc0 9522   1c1 9523    + caddc 9525    x. cmul 9527    <_ cle 9659    - cmin 9841   2c2 10626   NN0cn0 10836   ^cexp 12210
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1639  ax-4 1652  ax-5 1725  ax-6 1771  ax-7 1814  ax-8 1844  ax-9 1846  ax-10 1861  ax-11 1866  ax-12 1878  ax-13 2026  ax-ext 2380  ax-sep 4517  ax-nul 4525  ax-pow 4572  ax-pr 4630  ax-un 6574  ax-cnex 9578  ax-resscn 9579  ax-1cn 9580  ax-icn 9581  ax-addcl 9582  ax-addrcl 9583  ax-mulcl 9584  ax-mulrcl 9585  ax-mulcom 9586  ax-addass 9587  ax-mulass 9588  ax-distr 9589  ax-i2m1 9590  ax-1ne0 9591  ax-1rid 9592  ax-rnegex 9593  ax-rrecex 9594  ax-cnre 9595  ax-pre-lttri 9596  ax-pre-lttrn 9597  ax-pre-ltadd 9598  ax-pre-mulgt0 9599
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 368  df-an 369  df-3or 975  df-3an 976  df-tru 1408  df-ex 1634  df-nf 1638  df-sb 1764  df-eu 2242  df-mo 2243  df-clab 2388  df-cleq 2394  df-clel 2397  df-nfc 2552  df-ne 2600  df-nel 2601  df-ral 2759  df-rex 2760  df-reu 2761  df-rab 2763  df-v 3061  df-sbc 3278  df-csb 3374  df-dif 3417  df-un 3419  df-in 3421  df-ss 3428  df-pss 3430  df-nul 3739  df-if 3886  df-pw 3957  df-sn 3973  df-pr 3975  df-tp 3977  df-op 3979  df-uni 4192  df-iun 4273  df-br 4396  df-opab 4454  df-mpt 4455  df-tr 4490  df-eprel 4734  df-id 4738  df-po 4744  df-so 4745  df-fr 4782  df-we 4784  df-xp 4829  df-rel 4830  df-cnv 4831  df-co 4832  df-dm 4833  df-rn 4834  df-res 4835  df-ima 4836  df-pred 5367  df-ord 5413  df-on 5414  df-lim 5415  df-suc 5416  df-iota 5533  df-fun 5571  df-fn 5572  df-f 5573  df-f1 5574  df-fo 5575  df-f1o 5576  df-fv 5577  df-riota 6240  df-ov 6281  df-oprab 6282  df-mpt2 6283  df-om 6684  df-2nd 6785  df-wrecs 7013  df-recs 7075  df-rdg 7113  df-er 7348  df-en 7555  df-dom 7556  df-sdom 7557  df-pnf 9660  df-mnf 9661  df-xr 9662  df-ltxr 9663  df-le 9664  df-sub 9843  df-neg 9844  df-nn 10577  df-2 10635  df-n0 10837  df-z 10906  df-uz 11128  df-seq 12152  df-exp 12211
This theorem is referenced by:  faclbnd4lem1  12415
  Copyright terms: Public domain W3C validator