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Theorem logno1

Description: The logarithm function is not eventually bounded. (Contributed by Mario Carneiro, 30-Apr-2016) (Proof shortened by Mario Carneiro, 30-May-2016)

Ref Expression
Assertion logno1 ⊢ ¬ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elioore ⊢ y ∈ 1 +∞ → y ∈ ℝ
2 1 adantl ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 ∧ y ∈ 1 +∞ → y ∈ ℝ
3 1rp ⊢ 1 ∈ ℝ +
4 3 a1i ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 ∧ y ∈ 1 +∞ → 1 ∈ ℝ +
5 1red ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 ∧ y ∈ 1 +∞ → 1 ∈ ℝ
6 eliooord ⊢ y ∈ 1 +∞ → 1 < y ∧ y < +∞
7 6 adantl ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 ∧ y ∈ 1 +∞ → 1 < y ∧ y < +∞
8 7 simpld ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 ∧ y ∈ 1 +∞ → 1 < y
9 5 2 8 ltled ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 ∧ y ∈ 1 +∞ → 1 ≤ y
10 2 4 9 rpgecld ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 ∧ y ∈ 1 +∞ → y ∈ ℝ +
11 10 ex ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 → y ∈ 1 +∞ → y ∈ ℝ +
12 11 ssrdv ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 → 1 +∞ ⊆ ℝ +
13 fveq2 ⊢ x = y → log ⁡ x = log ⁡ y
14 13 cbvmptv ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x = y ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ y
15 14 eleq1i ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 ↔ y ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ y ∈ 𝑂⁡1
16 15 biimpi ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 → y ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ y ∈ 𝑂⁡1
17 12 16 o1res2 ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 → y ∈ 1 +∞ ⟼ log ⁡ y ∈ 𝑂⁡1
18 1red ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 → 1 ∈ ℝ
19 18 rexrd ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 → 1 ∈ ℝ *
20 18 renepnfd ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 → 1 ≠ +∞
21 ioopnfsup ⊢ 1 ∈ ℝ * ∧ 1 ≠ +∞ → sup 1 +∞ ℝ * < = +∞
22 19 20 21 syl2anc ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 → sup 1 +∞ ℝ * < = +∞
23 divlogrlim ⊢ y ∈ 1 +∞ ⟼ 1 log ⁡ y ⇝ℝ 0
24 23 a1i ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 → y ∈ 1 +∞ ⟼ 1 log ⁡ y ⇝ℝ 0
25 2 8 rplogcld ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 ∧ y ∈ 1 +∞ → log ⁡ y ∈ ℝ +
26 25 rpcnd ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 ∧ y ∈ 1 +∞ → log ⁡ y ∈ ℂ
27 25 rpne0d ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 ∧ y ∈ 1 +∞ → log ⁡ y ≠ 0
28 22 24 26 27 rlimno1 ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1 → ¬ y ∈ 1 +∞ ⟼ log ⁡ y ∈ 𝑂⁡1
29 17 28 pm2.65i ⊢ ¬ x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x ∈ 𝑂⁡1