Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  rege1logbrege0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rege1logbrege0 42150
 Description: The general logarithm, with a real base greater than 1, for a real number greater than or equal to 1 is greater than or equal to 0. (Contributed by AV, 25-May-2020.)
Assertion
Ref Expression
rege1logbrege0 ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → 0 ≤ (𝐵 logb 𝑋))

Proof of Theorem rege1logbrege0
StepHypRef Expression
1 1re 9918 . . . . . . 7 1 ∈ ℝ
2 elicopnf 12140 . . . . . . 7 (1 ∈ ℝ → (𝑋 ∈ (1[,)+∞) ↔ (𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋)))
31, 2ax-mp 5 . . . . . 6 (𝑋 ∈ (1[,)+∞) ↔ (𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋))
4 id 22 . . . . . 6 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → (𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋))
53, 4sylbi 206 . . . . 5 (𝑋 ∈ (1[,)+∞) → (𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋))
65adantl 481 . . . 4 ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → (𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋))
7 logge0 24155 . . . 4 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → 0 ≤ (log‘𝑋))
86, 7syl 17 . . 3 ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → 0 ≤ (log‘𝑋))
9 simpl 472 . . . . . . . 8 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → 𝑋 ∈ ℝ)
10 0lt1 10429 . . . . . . . . . 10 0 < 1
11 0red 9920 . . . . . . . . . . 11 (𝑋 ∈ ℝ → 0 ∈ ℝ)
12 1red 9934 . . . . . . . . . . 11 (𝑋 ∈ ℝ → 1 ∈ ℝ)
13 id 22 . . . . . . . . . . 11 (𝑋 ∈ ℝ → 𝑋 ∈ ℝ)
14 ltletr 10008 . . . . . . . . . . 11 ((0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 𝑋 ∈ ℝ) → ((0 < 1 ∧ 1 ≤ 𝑋) → 0 < 𝑋))
1511, 12, 13, 14syl3anc 1318 . . . . . . . . . 10 (𝑋 ∈ ℝ → ((0 < 1 ∧ 1 ≤ 𝑋) → 0 < 𝑋))
1610, 15mpani 708 . . . . . . . . 9 (𝑋 ∈ ℝ → (1 ≤ 𝑋 → 0 < 𝑋))
1716imp 444 . . . . . . . 8 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → 0 < 𝑋)
189, 17elrpd 11745 . . . . . . 7 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → 𝑋 ∈ ℝ+)
193, 18sylbi 206 . . . . . 6 (𝑋 ∈ (1[,)+∞) → 𝑋 ∈ ℝ+)
2019relogcld 24173 . . . . 5 (𝑋 ∈ (1[,)+∞) → (log‘𝑋) ∈ ℝ)
2120adantl 481 . . . 4 ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → (log‘𝑋) ∈ ℝ)
221rexri 9976 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ*
23 elioopnf 12138 . . . . . . . 8 (1 ∈ ℝ* → (𝐵 ∈ (1(,)+∞) ↔ (𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵)))
2422, 23ax-mp 5 . . . . . . 7 (𝐵 ∈ (1(,)+∞) ↔ (𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵))
25 simpl 472 . . . . . . . 8 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ)
26 0red 9920 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ ℝ → 0 ∈ ℝ)
27 1red 9934 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ ℝ → 1 ∈ ℝ)
28 id 22 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ ℝ → 𝐵 ∈ ℝ)
29 lttr 9993 . . . . . . . . . . 11 ((0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝐵) → 0 < 𝐵))
3026, 27, 28, 29syl3anc 1318 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ ℝ → ((0 < 1 ∧ 1 < 𝐵) → 0 < 𝐵))
3110, 30mpani 708 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ ℝ → (1 < 𝐵 → 0 < 𝐵))
3231imp 444 . . . . . . . 8 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → 0 < 𝐵)
3325, 32elrpd 11745 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ+)
3424, 33sylbi 206 . . . . . 6 (𝐵 ∈ (1(,)+∞) → 𝐵 ∈ ℝ+)
3534relogcld 24173 . . . . 5 (𝐵 ∈ (1(,)+∞) → (log‘𝐵) ∈ ℝ)
3635adantr 480 . . . 4 ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → (log‘𝐵) ∈ ℝ)
37 regt1loggt0 42128 . . . . 5 (𝐵 ∈ (1(,)+∞) → 0 < (log‘𝐵))
3837adantr 480 . . . 4 ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → 0 < (log‘𝐵))
39 ge0div 10769 . . . 4 (((log‘𝑋) ∈ ℝ ∧ (log‘𝐵) ∈ ℝ ∧ 0 < (log‘𝐵)) → (0 ≤ (log‘𝑋) ↔ 0 ≤ ((log‘𝑋) / (log‘𝐵))))
4021, 36, 38, 39syl3anc 1318 . . 3 ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → (0 ≤ (log‘𝑋) ↔ 0 ≤ ((log‘𝑋) / (log‘𝐵))))
418, 40mpbid 221 . 2 ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → 0 ≤ ((log‘𝑋) / (log‘𝐵)))
42 recn 9905 . . . . . 6 (𝐵 ∈ ℝ → 𝐵 ∈ ℂ)
4342adantr 480 . . . . 5 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℂ)
4432gt0ne0d 10471 . . . . 5 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → 𝐵 ≠ 0)
4527, 28ltlend 10061 . . . . . 6 (𝐵 ∈ ℝ → (1 < 𝐵 ↔ (1 ≤ 𝐵𝐵 ≠ 1)))
4645simplbda 652 . . . . 5 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → 𝐵 ≠ 1)
4743, 44, 463jca 1235 . . . 4 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0 ∧ 𝐵 ≠ 1))
48 eldifpr 4152 . . . 4 (𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ↔ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0 ∧ 𝐵 ≠ 1))
4947, 24, 483imtr4i 280 . . 3 (𝐵 ∈ (1(,)+∞) → 𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}))
50 recn 9905 . . . . . 6 (𝑋 ∈ ℝ → 𝑋 ∈ ℂ)
5150adantr 480 . . . . 5 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → 𝑋 ∈ ℂ)
5217gt0ne0d 10471 . . . . 5 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → 𝑋 ≠ 0)
5351, 52jca 553 . . . 4 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑋) → (𝑋 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ≠ 0))
54 eldifsn 4260 . . . 4 (𝑋 ∈ (ℂ ∖ {0}) ↔ (𝑋 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ≠ 0))
5553, 3, 543imtr4i 280 . . 3 (𝑋 ∈ (1[,)+∞) → 𝑋 ∈ (ℂ ∖ {0}))
56 logbval 24304 . . 3 ((𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ 𝑋 ∈ (ℂ ∖ {0})) → (𝐵 logb 𝑋) = ((log‘𝑋) / (log‘𝐵)))
5749, 55, 56syl2an 493 . 2 ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → (𝐵 logb 𝑋) = ((log‘𝑋) / (log‘𝐵)))
5841, 57breqtrrd 4611 1 ((𝐵 ∈ (1(,)+∞) ∧ 𝑋 ∈ (1[,)+∞)) → 0 ≤ (𝐵 logb 𝑋))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780   ∖ cdif 3537  {csn 4125  {cpr 4127   class class class wbr 4583  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  ℂcc 9813  ℝcr 9814  0cc0 9815  1c1 9816  +∞cpnf 9950  ℝ*cxr 9952   < clt 9953   ≤ cle 9954   / cdiv 10563  ℝ+crp 11708  (,)cioo 12046  [,)cico 12048  logclog 24105   logb clogb 24302 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-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421  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  ax-pre-sup 9893  ax-addf 9894  ax-mulf 9895 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  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-rmo 2904  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-int 4411  df-iun 4457  df-iin 4458  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-se 4998  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-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-of 6795  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-supp 7183  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-er 7629  df-map 7746  df-pm 7747  df-ixp 7795  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-fsupp 8159  df-fi 8200  df-sup 8231  df-inf 8232  df-oi 8298  df-card 8648  df-cda 8873  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-4 10958  df-5 10959  df-6 10960  df-7 10961  df-8 10962  df-9 10963  df-n0 11170  df-z 11255  df-dec 11370  df-uz 11564  df-q 11665  df-rp 11709  df-xneg 11822  df-xadd 11823  df-xmul 11824  df-ioo 12050  df-ioc 12051  df-ico 12052  df-icc 12053  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-fl 12455  df-mod 12531  df-seq 12664  df-exp 12723  df-fac 12923  df-bc 12952  df-hash 12980  df-shft 13655  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-limsup 14050  df-clim 14067  df-rlim 14068  df-sum 14265  df-ef 14637  df-sin 14639  df-cos 14640  df-pi 14642  df-struct 15697  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-mulr 15782  df-starv 15783  df-sca 15784  df-vsca 15785  df-ip 15786  df-tset 15787  df-ple 15788  df-ds 15791  df-unif 15792  df-hom 15793  df-cco 15794  df-rest 15906  df-topn 15907  df-0g 15925  df-gsum 15926  df-topgen 15927  df-pt 15928  df-prds 15931  df-xrs 15985  df-qtop 15990  df-imas 15991  df-xps 15993  df-mre 16069  df-mrc 16070  df-acs 16072  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-submnd 17159  df-mulg 17364  df-cntz 17573  df-cmn 18018  df-psmet 19559  df-xmet 19560  df-met 19561  df-bl 19562  df-mopn 19563  df-fbas 19564  df-fg 19565  df-cnfld 19568  df-top 20521  df-bases 20522  df-topon 20523  df-topsp 20524  df-cld 20633  df-ntr 20634  df-cls 20635  df-nei 20712  df-lp 20750  df-perf 20751  df-cn 20841  df-cnp 20842  df-haus 20929  df-tx 21175  df-hmeo 21368  df-fil 21460  df-fm 21552  df-flim 21553  df-flf 21554  df-xms 21935  df-ms 21936  df-tms 21937  df-cncf 22489  df-limc 23436  df-dv 23437  df-log 24107  df-logb 24303 This theorem is referenced by:  rege1logbzge0  42151
 Copyright terms: Public domain W3C validator