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Theorem faclbnd4lem2 12091
Description: Lemma for faclbnd4 12094. Use the weak deduction theorem to convert the hypotheses of faclbnd4lem1 12090 to antecedents. (Contributed by NM, 23-Dec-2005.)
Assertion
Ref Expression
faclbnd4lem2  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  K  e.  NN0  /\  N  e.  NN )  ->  (
( ( ( N  -  1 ) ^ K )  x.  ( M ^ ( N  - 
1 ) ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( K ^ 2 ) )  x.  ( M ^
( M  +  K
) ) )  x.  ( ! `  ( N  -  1 ) ) )  ->  (
( N ^ ( K  +  1 ) )  x.  ( M ^ N ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( ( K  +  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( M ^
( M  +  ( K  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  N
) ) ) )

Proof of Theorem faclbnd4lem2
StepHypRef Expression
1 oveq1 6119 . . . . 5  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( M ^ ( N  -  1 ) )  =  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( N  - 
1 ) ) )
21oveq2d 6128 . . . 4  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( ( ( N  -  1 ) ^ K )  x.  ( M ^ ( N  - 
1 ) ) )  =  ( ( ( N  -  1 ) ^ K )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( N  -  1 ) ) ) )
3 id 22 . . . . . . 7  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  ->  M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) )
4 oveq1 6119 . . . . . . 7  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( M  +  K
)  =  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  K ) )
53, 4oveq12d 6130 . . . . . 6  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( M ^ ( M  +  K )
)  =  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  K ) ) )
65oveq2d 6128 . . . . 5  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( ( 2 ^ ( K ^ 2 ) )  x.  ( M ^ ( M  +  K ) ) )  =  ( ( 2 ^ ( K ^
2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  K ) ) ) )
76oveq1d 6127 . . . 4  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( ( ( 2 ^ ( K ^
2 ) )  x.  ( M ^ ( M  +  K )
) )  x.  ( ! `  ( N  -  1 ) ) )  =  ( ( ( 2 ^ ( K ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  K ) ) )  x.  ( ! `
 ( N  - 
1 ) ) ) )
82, 7breq12d 4326 . . 3  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( ( ( ( N  -  1 ) ^ K )  x.  ( M ^ ( N  -  1 ) ) )  <_  (
( ( 2 ^ ( K ^ 2 ) )  x.  ( M ^ ( M  +  K ) ) )  x.  ( ! `  ( N  -  1
) ) )  <->  ( (
( N  -  1 ) ^ K )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( K ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  K ) ) )  x.  ( ! `
 ( N  - 
1 ) ) ) ) )
9 oveq1 6119 . . . . 5  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( M ^ N
)  =  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N ) )
109oveq2d 6128 . . . 4  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( ( N ^
( K  +  1 ) )  x.  ( M ^ N ) )  =  ( ( N ^ ( K  + 
1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N ) ) )
11 oveq1 6119 . . . . . . 7  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( M  +  ( K  +  1 ) )  =  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( K  + 
1 ) ) )
123, 11oveq12d 6130 . . . . . 6  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( M ^ ( M  +  ( K  +  1 ) ) )  =  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( K  + 
1 ) ) ) )
1312oveq2d 6128 . . . . 5  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( ( 2 ^ ( ( K  + 
1 ) ^ 2 ) )  x.  ( M ^ ( M  +  ( K  +  1
) ) ) )  =  ( ( 2 ^ ( ( K  +  1 ) ^
2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( K  +  1 ) ) ) ) )
1413oveq1d 6127 . . . 4  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( ( ( 2 ^ ( ( K  +  1 ) ^
2 ) )  x.  ( M ^ ( M  +  ( K  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  N )
)  =  ( ( ( 2 ^ (
( K  +  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( K  + 
1 ) ) ) )  x.  ( ! `
 N ) ) )
1510, 14breq12d 4326 . . 3  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( ( ( N ^ ( K  + 
1 ) )  x.  ( M ^ N
) )  <_  (
( ( 2 ^ ( ( K  + 
1 ) ^ 2 ) )  x.  ( M ^ ( M  +  ( K  +  1
) ) ) )  x.  ( ! `  N ) )  <->  ( ( N ^ ( K  + 
1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N ) )  <_ 
( ( ( 2 ^ ( ( K  +  1 ) ^
2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( K  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  N ) ) ) )
168, 15imbi12d 320 . 2  |-  ( M  =  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  -> 
( ( ( ( ( N  -  1 ) ^ K )  x.  ( M ^
( N  -  1 ) ) )  <_ 
( ( ( 2 ^ ( K ^
2 ) )  x.  ( M ^ ( M  +  K )
) )  x.  ( ! `  ( N  -  1 ) ) )  ->  ( ( N ^ ( K  + 
1 ) )  x.  ( M ^ N
) )  <_  (
( ( 2 ^ ( ( K  + 
1 ) ^ 2 ) )  x.  ( M ^ ( M  +  ( K  +  1
) ) ) )  x.  ( ! `  N ) ) )  <-> 
( ( ( ( N  -  1 ) ^ K )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( N  -  1 ) ) )  <_ 
( ( ( 2 ^ ( K ^
2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  K ) ) )  x.  ( ! `  ( N  -  1
) ) )  -> 
( ( N ^
( K  +  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( ( K  +  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( K  + 
1 ) ) ) )  x.  ( ! `
 N ) ) ) ) )
17 oveq2 6120 . . . . 5  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( ( N  - 
1 ) ^ K
)  =  ( ( N  -  1 ) ^ if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) )
1817oveq1d 6127 . . . 4  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( ( ( N  -  1 ) ^ K )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  =  ( ( ( N  -  1 ) ^ if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( N  - 
1 ) ) ) )
19 oveq1 6119 . . . . . . 7  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( K ^ 2 )  =  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ^ 2 ) )
2019oveq2d 6128 . . . . . 6  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( 2 ^ ( K ^ 2 ) )  =  ( 2 ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ^
2 ) ) )
21 oveq2 6120 . . . . . . 7  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  K )  =  ( if ( M  e. 
NN0 ,  M , 
1 )  +  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) )
2221oveq2d 6128 . . . . . 6  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  K ) )  =  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  if ( K  e. 
NN0 ,  K , 
1 ) ) ) )
2320, 22oveq12d 6130 . . . . 5  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( ( 2 ^ ( K ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  K ) ) )  =  ( ( 2 ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) ) ) )
2423oveq1d 6127 . . . 4  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( ( ( 2 ^ ( K ^
2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  K ) ) )  x.  ( ! `  ( N  -  1
) ) )  =  ( ( ( 2 ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  ( N  -  1 ) ) ) )
2518, 24breq12d 4326 . . 3  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( ( ( ( N  -  1 ) ^ K )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( N  -  1 ) ) )  <_ 
( ( ( 2 ^ ( K ^
2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  K ) ) )  x.  ( ! `  ( N  -  1
) ) )  <->  ( (
( N  -  1 ) ^ if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  ( N  -  1 ) ) ) ) )
26 oveq1 6119 . . . . . 6  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( K  +  1 )  =  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) )
2726oveq2d 6128 . . . . 5  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( N ^ ( K  +  1 ) )  =  ( N ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) )
2827oveq1d 6127 . . . 4  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( ( N ^
( K  +  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N ) )  =  ( ( N ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N ) ) )
2926oveq1d 6127 . . . . . . 7  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( ( K  + 
1 ) ^ 2 )  =  ( ( if ( K  e. 
NN0 ,  K , 
1 )  +  1 ) ^ 2 ) )
3029oveq2d 6128 . . . . . 6  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( 2 ^ (
( K  +  1 ) ^ 2 ) )  =  ( 2 ^ ( ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ^
2 ) ) )
3126oveq2d 6128 . . . . . . 7  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( K  +  1 ) )  =  ( if ( M  e. 
NN0 ,  M , 
1 )  +  ( if ( K  e. 
NN0 ,  K , 
1 )  +  1 ) ) )
3231oveq2d 6128 . . . . . 6  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( K  +  1 ) ) )  =  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) ) )
3330, 32oveq12d 6130 . . . . 5  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( ( 2 ^ ( ( K  + 
1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( K  + 
1 ) ) ) )  =  ( ( 2 ^ ( ( if ( K  e. 
NN0 ,  K , 
1 )  +  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) ) ) )
3433oveq1d 6127 . . . 4  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( ( ( 2 ^ ( ( K  +  1 ) ^
2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( K  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  N ) )  =  ( ( ( 2 ^ ( ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ^
2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `
 N ) ) )
3528, 34breq12d 4326 . . 3  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( ( ( N ^ ( K  + 
1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N ) )  <_ 
( ( ( 2 ^ ( ( K  +  1 ) ^
2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( K  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  N ) )  <->  ( ( N ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( ( if ( K  e. 
NN0 ,  K , 
1 )  +  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  N )
) ) )
3625, 35imbi12d 320 . 2  |-  ( K  =  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  -> 
( ( ( ( ( N  -  1 ) ^ K )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( K ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  K ) ) )  x.  ( ! `
 ( N  - 
1 ) ) )  ->  ( ( N ^ ( K  + 
1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N ) )  <_ 
( ( ( 2 ^ ( ( K  +  1 ) ^
2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( K  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  N ) ) )  <-> 
( ( ( ( N  -  1 ) ^ if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  ( N  -  1 ) ) )  ->  ( ( N ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( ( if ( K  e. 
NN0 ,  K , 
1 )  +  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  N )
) ) ) )
37 oveq1 6119 . . . . . 6  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( N  -  1 )  =  ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -  1 ) )
3837oveq1d 6127 . . . . 5  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( ( N  - 
1 ) ^ if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) )  =  ( ( if ( N  e.  NN ,  N , 
1 )  -  1 ) ^ if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) )
3937oveq2d 6128 . . . . 5  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( N  -  1 ) )  =  ( if ( M  e. 
NN0 ,  M , 
1 ) ^ ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -  1 ) ) )
4038, 39oveq12d 6130 . . . 4  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( ( ( N  -  1 ) ^ if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  =  ( ( ( if ( N  e.  NN ,  N , 
1 )  -  1 ) ^ if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -  1 ) ) ) )
4137fveq2d 5716 . . . . 5  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( ! `  ( N  -  1 ) )  =  ( ! `
 ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -  1 ) ) )
4241oveq2d 6128 . . . 4  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( ( ( 2 ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  ( N  -  1 ) ) )  =  ( ( ( 2 ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -  1 ) ) ) )
4340, 42breq12d 4326 . . 3  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( ( ( ( N  -  1 ) ^ if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  ( N  -  1 ) ) )  <->  ( ( ( if ( N  e.  NN ,  N , 
1 )  -  1 ) ^ if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -  1 ) ) )  <_  ( (
( 2 ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -  1 ) ) ) ) )
44 oveq1 6119 . . . . 5  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( N ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) )  =  ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) )
45 oveq2 6120 . . . . 5  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N )  =  ( if ( M  e. 
NN0 ,  M , 
1 ) ^ if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ) )
4644, 45oveq12d 6130 . . . 4  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( ( N ^
( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N ) )  =  ( ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ) ) )
47 fveq2 5712 . . . . 5  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( ! `  N
)  =  ( ! `
 if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ) )
4847oveq2d 6128 . . . 4  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( ( ( 2 ^ ( ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ^
2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^
( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `
 N ) )  =  ( ( ( 2 ^ ( ( if ( K  e. 
NN0 ,  K , 
1 )  +  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ) ) )
4946, 48breq12d 4326 . . 3  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( ( ( N ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( ( if ( K  e. 
NN0 ,  K , 
1 )  +  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  N )
)  <->  ( ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ) )  <_  ( (
( 2 ^ (
( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ) ) ) )
5043, 49imbi12d 320 . 2  |-  ( N  =  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -> 
( ( ( ( ( N  -  1 ) ^ if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( N  - 
1 ) ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  ( N  -  1 ) ) )  ->  ( ( N ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ N ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( ( if ( K  e. 
NN0 ,  K , 
1 )  +  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  N )
) )  <->  ( (
( ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -  1 ) ^ if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -  1 ) ) )  <_  ( (
( 2 ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -  1 ) ) )  ->  ( ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ) )  <_  ( (
( 2 ^ (
( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ) ) ) ) )
51 1nn 10354 . . . 4  |-  1  e.  NN
5251elimel 3873 . . 3  |-  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  e.  NN
53 1nn0 10616 . . . 4  |-  1  e.  NN0
5453elimel 3873 . . 3  |-  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  e.  NN0
5553elimel 3873 . . 3  |-  if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  e.  NN0
5652, 54, 55faclbnd4lem1 12090 . 2  |-  ( ( ( ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -  1 ) ^ if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -  1 ) ) )  <_  ( (
( 2 ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 )  -  1 ) ) )  ->  ( ( if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ^ ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ) )  <_  ( (
( 2 ^ (
( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 ) ^ ( if ( M  e.  NN0 ,  M ,  1 )  +  ( if ( K  e.  NN0 ,  K ,  1 )  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  if ( N  e.  NN ,  N ,  1 ) ) ) )
5716, 36, 50, 56dedth3h 3864 1  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  K  e.  NN0  /\  N  e.  NN )  ->  (
( ( ( N  -  1 ) ^ K )  x.  ( M ^ ( N  - 
1 ) ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( K ^ 2 ) )  x.  ( M ^
( M  +  K
) ) )  x.  ( ! `  ( N  -  1 ) ) )  ->  (
( N ^ ( K  +  1 ) )  x.  ( M ^ N ) )  <_  ( ( ( 2 ^ ( ( K  +  1 ) ^ 2 ) )  x.  ( M ^
( M  +  ( K  +  1 ) ) ) )  x.  ( ! `  N
) ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ w3a 965    = wceq 1369    e. wcel 1756   ifcif 3812   class class class wbr 4313   ` cfv 5439  (class class class)co 6112   1c1 9304    + caddc 9306    x. cmul 9308    <_ cle 9440    - cmin 9616   NNcn 10343   2c2 10392   NN0cn0 10600   ^cexp 11886   !cfa 12072
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-rmo 2744  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-div 10015  df-nn 10344  df-2 10401  df-n0 10601  df-z 10668  df-uz 10883  df-rp 11013  df-seq 11828  df-exp 11887  df-fac 12073
This theorem is referenced by:  faclbnd4lem4  12093
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