Theorem leexp2r 9308

Description: Weak ordering relationship for exponentiation. (Contributed by Paul Chapman, 14-Jan-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 29-Apr-2014.)

Assertion

Ref	Expression
leexp2r	⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐴↑𝑀))

Proof of Theorem leexp2r

Dummy variables 𝑗 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oveq2 5520	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 = 𝑀 → (𝐴↑𝑗) = (𝐴↑𝑀))
2	1	breq1d 3774	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑀 → ((𝐴↑𝑗) ≤ (𝐴↑𝑀) ↔ (𝐴↑𝑀) ≤ (𝐴↑𝑀)))
3	2	imbi2d 219	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑀 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑗) ≤ (𝐴↑𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑀) ≤ (𝐴↑𝑀))))
4		oveq2 5520	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝐴↑𝑗) = (𝐴↑𝑘))
5	4	breq1d 3774	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → ((𝐴↑𝑗) ≤ (𝐴↑𝑀) ↔ (𝐴↑𝑘) ≤ (𝐴↑𝑀)))
6	5	imbi2d 219	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑗) ≤ (𝐴↑𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑘) ≤ (𝐴↑𝑀))))
7		oveq2 5520	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 = (𝑘 + 1) → (𝐴↑𝑗) = (𝐴↑(𝑘 + 1)))
8	7	breq1d 3774	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = (𝑘 + 1) → ((𝐴↑𝑗) ≤ (𝐴↑𝑀) ↔ (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴↑𝑀)))
9	8	imbi2d 219	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = (𝑘 + 1) → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑗) ≤ (𝐴↑𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴↑𝑀))))
10		oveq2 5520	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 = 𝑁 → (𝐴↑𝑗) = (𝐴↑𝑁))
11	10	breq1d 3774	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑁 → ((𝐴↑𝑗) ≤ (𝐴↑𝑀) ↔ (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐴↑𝑀)))
12	11	imbi2d 219	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑁 → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑗) ≤ (𝐴↑𝑀)) ↔ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐴↑𝑀))))
13		reexpcl 9272	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝐴↑𝑀) ∈ ℝ)
14	13	adantr 261	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑀) ∈ ℝ)
15	14	leidd 7506	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑀) ≤ (𝐴↑𝑀))
16	15	a1i 9	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑀) ≤ (𝐴↑𝑀)))
17		simprll 489	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → 𝐴 ∈ ℝ)
18		1red 7042	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → 1 ∈ ℝ)
19		simprlr 490	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → 𝑀 ∈ ℕ0)
20		simpl 102	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
21		eluznn0 8537	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
22	19, 20, 21	syl2anc 391	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
23		reexpcl 9272	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐴↑𝑘) ∈ ℝ)
24	17, 22, 23	syl2anc 391	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑𝑘) ∈ ℝ)
25		simprrl 491	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → 0 ≤ 𝐴)
26		expge0 9291	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0 ∧ 0 ≤ 𝐴) → 0 ≤ (𝐴↑𝑘))
27	17, 22, 25, 26	syl3anc 1135	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → 0 ≤ (𝐴↑𝑘))
28		simprrr 492	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → 𝐴 ≤ 1)
29	17, 18, 24, 27, 28	lemul2ad 7906	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → ((𝐴↑𝑘) · 𝐴) ≤ ((𝐴↑𝑘) · 1))
30	17	recnd 7054	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → 𝐴 ∈ ℂ)
31		expp1 9262	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) = ((𝐴↑𝑘) · 𝐴))
32	30, 22, 31	syl2anc 391	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) = ((𝐴↑𝑘) · 𝐴))
33	24	recnd 7054	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑𝑘) ∈ ℂ)
34	33	mulid1d 7044	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → ((𝐴↑𝑘) · 1) = (𝐴↑𝑘))
35	34	eqcomd 2045	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑𝑘) = ((𝐴↑𝑘) · 1))
36	29, 32, 35	3brtr4d 3794	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴↑𝑘))
37		peano2nn0 8222	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝑘 + 1) ∈ ℕ0)
38	22, 37	syl 14	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℕ0)
39		reexpcl 9272	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑘 + 1) ∈ ℕ0) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ)
40	17, 38, 39	syl2anc 391	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ)
41	13	ad2antrl 459	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → (𝐴↑𝑀) ∈ ℝ)
42		letr 7101	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴↑(𝑘 + 1)) ∈ ℝ ∧ (𝐴↑𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐴↑𝑀) ∈ ℝ) → (((𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴↑𝑘) ∧ (𝐴↑𝑘) ≤ (𝐴↑𝑀)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴↑𝑀)))
43	40, 24, 41, 42	syl3anc 1135	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → (((𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴↑𝑘) ∧ (𝐴↑𝑘) ≤ (𝐴↑𝑀)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴↑𝑀)))
44	36, 43	mpand 405	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1))) → ((𝐴↑𝑘) ≤ (𝐴↑𝑀) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴↑𝑀)))
45	44	ex 108	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → ((𝐴↑𝑘) ≤ (𝐴↑𝑀) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴↑𝑀))))
46	45	a2d 23	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑘) ≤ (𝐴↑𝑀)) → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) ≤ (𝐴↑𝑀))))
47	3, 6, 9, 12, 16, 46	uzind4 8531	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐴↑𝑀)))
48	47	expd 245	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐴↑𝑀))))
49	48	com12 27	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → ((0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐴↑𝑀))))
50	49	3impia 1101	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐴↑𝑀)))
51	50	imp 115	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 1)) → (𝐴↑𝑁) ≤ (𝐴↑𝑀))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 97   ∧ w3a 885   = wceq 1243   ∈ wcel 1393   class class class wbr 3764  ‘cfv 4902  (class class class)co 5512  ℂcc 6887  ℝcr 6888  0cc0 6889  1c1 6890   + caddc 6892   · cmul 6894   ≤ cle 7061  ℕ₀cn0 8181  ℤcz 8245  ℤ_≥cuz 8473  ↑cexp 9254

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 99  ax-ia2 100  ax-ia3 101  ax-in1 544  ax-in2 545  ax-io 630  ax-5 1336  ax-7 1337  ax-gen 1338  ax-ie1 1382  ax-ie2 1383  ax-8 1395  ax-10 1396  ax-11 1397  ax-i12 1398  ax-bndl 1399  ax-4 1400  ax-13 1404  ax-14 1405  ax-17 1419  ax-i9 1423  ax-ial 1427  ax-i5r 1428  ax-ext 2022  ax-coll 3872  ax-sep 3875  ax-nul 3883  ax-pow 3927  ax-pr 3944  ax-un 4170  ax-setind 4262  ax-iinf 4311  ax-cnex 6975  ax-resscn 6976  ax-1cn 6977  ax-1re 6978  ax-icn 6979  ax-addcl 6980  ax-addrcl 6981  ax-mulcl 6982  ax-mulrcl 6983  ax-addcom 6984  ax-mulcom 6985  ax-addass 6986  ax-mulass 6987  ax-distr 6988  ax-i2m1 6989  ax-1rid 6991  ax-0id 6992  ax-rnegex 6993  ax-precex 6994  ax-cnre 6995  ax-pre-ltirr 6996  ax-pre-ltwlin 6997  ax-pre-lttrn 6998  ax-pre-apti 6999  ax-pre-ltadd 7000  ax-pre-mulgt0 7001  ax-pre-mulext 7002

This theorem depends on definitions:  df-bi 110  df-dc 743  df-3or 886  df-3an 887  df-tru 1246  df-fal 1249  df-nf 1350  df-sb 1646  df-eu 1903  df-mo 1904  df-clab 2027  df-cleq 2033  df-clel 2036  df-nfc 2167  df-ne 2206  df-nel 2207  df-ral 2311  df-rex 2312  df-reu 2313  df-rmo 2314  df-rab 2315  df-v 2559  df-sbc 2765  df-csb 2853  df-dif 2920  df-un 2922  df-in 2924  df-ss 2931  df-nul 3225  df-if 3332  df-pw 3361  df-sn 3381  df-pr 3382  df-op 3384  df-uni 3581  df-int 3616  df-iun 3659  df-br 3765  df-opab 3819  df-mpt 3820  df-tr 3855  df-eprel 4026  df-id 4030  df-po 4033  df-iso 4034  df-iord 4103  df-on 4105  df-suc 4108  df-iom 4314  df-xp 4351  df-rel 4352  df-cnv 4353  df-co 4354  df-dm 4355  df-rn 4356  df-res 4357  df-ima 4358  df-iota 4867  df-fun 4904  df-fn 4905  df-f 4906  df-f1 4907  df-fo 4908  df-f1o 4909  df-fv 4910  df-riota 5468  df-ov 5515  df-oprab 5516  df-mpt2 5517  df-1st 5767  df-2nd 5768  df-recs 5920  df-irdg 5957  df-frec 5978  df-1o 6001  df-2o 6002  df-oadd 6005  df-omul 6006  df-er 6106  df-ec 6108  df-qs 6112  df-ni 6402  df-pli 6403  df-mi 6404  df-lti 6405  df-plpq 6442  df-mpq 6443  df-enq 6445  df-nqqs 6446  df-plqqs 6447  df-mqqs 6448  df-1nqqs 6449  df-rq 6450  df-ltnqqs 6451  df-enq0 6522  df-nq0 6523  df-0nq0 6524  df-plq0 6525  df-mq0 6526  df-inp 6564  df-i1p 6565  df-iplp 6566  df-iltp 6568  df-enr 6811  df-nr 6812  df-ltr 6815  df-0r 6816  df-1r 6817  df-0 6896  df-1 6897  df-r 6899  df-lt 6902  df-pnf 7062  df-mnf 7063  df-xr 7064  df-ltxr 7065  df-le 7066  df-sub 7184  df-neg 7185  df-reap 7566  df-ap 7573  df-div 7652  df-inn 7915  df-n0 8182  df-z 8246  df-uz 8474  df-iseq 9212  df-iexp 9255

This theorem is referenced by:  exple1  9310  leexp2rd  9410