Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  expmordi Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem expmordi 36530
 Description: Mantissa ordering relationship for exponentiation. (Contributed by Stefan O'Rear, 16-Oct-2014.)
Assertion
Ref Expression
expmordi (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝐴𝑁) < (𝐵𝑁))

Proof of Theorem expmordi
Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 6557 . . . . . 6 (𝑎 = 1 → (𝐴𝑎) = (𝐴↑1))
2 oveq2 6557 . . . . . 6 (𝑎 = 1 → (𝐵𝑎) = (𝐵↑1))
31, 2breq12d 4596 . . . . 5 (𝑎 = 1 → ((𝐴𝑎) < (𝐵𝑎) ↔ (𝐴↑1) < (𝐵↑1)))
43imbi2d 329 . . . 4 (𝑎 = 1 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) → (𝐴𝑎) < (𝐵𝑎)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) → (𝐴↑1) < (𝐵↑1))))
5 oveq2 6557 . . . . . 6 (𝑎 = 𝑏 → (𝐴𝑎) = (𝐴𝑏))
6 oveq2 6557 . . . . . 6 (𝑎 = 𝑏 → (𝐵𝑎) = (𝐵𝑏))
75, 6breq12d 4596 . . . . 5 (𝑎 = 𝑏 → ((𝐴𝑎) < (𝐵𝑎) ↔ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)))
87imbi2d 329 . . . 4 (𝑎 = 𝑏 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) → (𝐴𝑎) < (𝐵𝑎)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) → (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏))))
9 oveq2 6557 . . . . . 6 (𝑎 = (𝑏 + 1) → (𝐴𝑎) = (𝐴↑(𝑏 + 1)))
10 oveq2 6557 . . . . . 6 (𝑎 = (𝑏 + 1) → (𝐵𝑎) = (𝐵↑(𝑏 + 1)))
119, 10breq12d 4596 . . . . 5 (𝑎 = (𝑏 + 1) → ((𝐴𝑎) < (𝐵𝑎) ↔ (𝐴↑(𝑏 + 1)) < (𝐵↑(𝑏 + 1))))
1211imbi2d 329 . . . 4 (𝑎 = (𝑏 + 1) → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) → (𝐴𝑎) < (𝐵𝑎)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) → (𝐴↑(𝑏 + 1)) < (𝐵↑(𝑏 + 1)))))
13 oveq2 6557 . . . . . 6 (𝑎 = 𝑁 → (𝐴𝑎) = (𝐴𝑁))
14 oveq2 6557 . . . . . 6 (𝑎 = 𝑁 → (𝐵𝑎) = (𝐵𝑁))
1513, 14breq12d 4596 . . . . 5 (𝑎 = 𝑁 → ((𝐴𝑎) < (𝐵𝑎) ↔ (𝐴𝑁) < (𝐵𝑁)))
1615imbi2d 329 . . . 4 (𝑎 = 𝑁 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) → (𝐴𝑎) < (𝐵𝑎)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) → (𝐴𝑁) < (𝐵𝑁))))
17 recn 9905 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ∈ ℂ)
18 recn 9905 . . . . . . 7 (𝐵 ∈ ℝ → 𝐵 ∈ ℂ)
19 exp1 12728 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴↑1) = 𝐴)
20 exp1 12728 . . . . . . . 8 (𝐵 ∈ ℂ → (𝐵↑1) = 𝐵)
2119, 20breqan12d 4599 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((𝐴↑1) < (𝐵↑1) ↔ 𝐴 < 𝐵))
2217, 18, 21syl2an 493 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((𝐴↑1) < (𝐵↑1) ↔ 𝐴 < 𝐵))
2322biimpar 501 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 < 𝐵) → (𝐴↑1) < (𝐵↑1))
2423adantrl 748 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) → (𝐴↑1) < (𝐵↑1))
25 simp2ll 1121 . . . . . . . . . 10 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → 𝐴 ∈ ℝ)
26 nnnn0 11176 . . . . . . . . . . 11 (𝑏 ∈ ℕ → 𝑏 ∈ ℕ0)
27263ad2ant1 1075 . . . . . . . . . 10 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → 𝑏 ∈ ℕ0)
2825, 27reexpcld 12887 . . . . . . . . 9 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → (𝐴𝑏) ∈ ℝ)
29 simp2lr 1122 . . . . . . . . . 10 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → 𝐵 ∈ ℝ)
3029, 27reexpcld 12887 . . . . . . . . 9 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → (𝐵𝑏) ∈ ℝ)
3128, 30jca 553 . . . . . . . 8 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → ((𝐴𝑏) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑏) ∈ ℝ))
32 simp2rl 1123 . . . . . . . . . 10 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → 0 ≤ 𝐴)
3325, 27, 32expge0d 12888 . . . . . . . . 9 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → 0 ≤ (𝐴𝑏))
34 simp3 1056 . . . . . . . . 9 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏))
3533, 34jca 553 . . . . . . . 8 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → (0 ≤ (𝐴𝑏) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)))
36 simp2l 1080 . . . . . . . 8 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
37 simp2r 1081 . . . . . . . 8 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵))
38 ltmul12a 10758 . . . . . . . 8 (((((𝐴𝑏) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑏) ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ (𝐴𝑏) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏))) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵))) → ((𝐴𝑏) · 𝐴) < ((𝐵𝑏) · 𝐵))
3931, 35, 36, 37, 38syl22anc 1319 . . . . . . 7 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → ((𝐴𝑏) · 𝐴) < ((𝐵𝑏) · 𝐵))
4025recnd 9947 . . . . . . . 8 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → 𝐴 ∈ ℂ)
4140, 27expp1d 12871 . . . . . . 7 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → (𝐴↑(𝑏 + 1)) = ((𝐴𝑏) · 𝐴))
4229recnd 9947 . . . . . . . 8 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → 𝐵 ∈ ℂ)
4342, 27expp1d 12871 . . . . . . 7 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → (𝐵↑(𝑏 + 1)) = ((𝐵𝑏) · 𝐵))
4439, 41, 433brtr4d 4615 . . . . . 6 ((𝑏 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → (𝐴↑(𝑏 + 1)) < (𝐵↑(𝑏 + 1)))
45443exp 1256 . . . . 5 (𝑏 ∈ ℕ → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) → ((𝐴𝑏) < (𝐵𝑏) → (𝐴↑(𝑏 + 1)) < (𝐵↑(𝑏 + 1)))))
4645a2d 29 . . . 4 (𝑏 ∈ ℕ → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) → (𝐴𝑏) < (𝐵𝑏)) → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) → (𝐴↑(𝑏 + 1)) < (𝐵↑(𝑏 + 1)))))
474, 8, 12, 16, 24, 46nnind 10915 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) → (𝐴𝑁) < (𝐵𝑁)))
4847impcom 445 . 2 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵)) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝐴𝑁) < (𝐵𝑁))
49483impa 1251 1 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝐴𝑁) < (𝐵𝑁))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   class class class wbr 4583  (class class class)co 6549  ℂcc 9813  ℝcr 9814  0cc0 9815  1c1 9816   + caddc 9818   · cmul 9820   < clt 9953   ≤ cle 9954  ℕcn 10897  ℕ0cn0 11169  ↑cexp 12722 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-nn 10898  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-seq 12664  df-exp 12723 This theorem is referenced by:  rpexpmord  36531
 Copyright terms: Public domain W3C validator