Metamath Proof Explorer


Theorem logcnlem5

Description: Lemma for logcn . (Contributed by Mario Carneiro, 18-Feb-2015)

Ref Expression
Hypothesis logcn.d โŠข ๐ท = ( โ„‚ โˆ– ( -โˆž (,] 0 ) )
Assertion logcnlem5 ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โˆˆ ( ๐ท โ€“cnโ†’ โ„ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 logcn.d โŠข ๐ท = ( โ„‚ โˆ– ( -โˆž (,] 0 ) )
2 difss โŠข ( โ„‚ โˆ– ( -โˆž (,] 0 ) ) โІ โ„‚
3 1 2 eqsstri โŠข ๐ท โІ โ„‚
4 ax-resscn โŠข โ„ โІ โ„‚
5 eqid โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
6 1 ellogdm โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†” ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„+ ) ) )
7 6 simplbi โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ )
8 1 logdmn0 โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†’ ๐‘ฅ โ‰  0 )
9 7 8 logcld โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†’ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„‚ )
10 9 imcld โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ โ„ )
11 5 10 fmpti โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) : ๐ท โŸถ โ„
12 eqid โŠข if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) = if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
13 eqid โŠข ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) = ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) )
14 simpl โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„+ ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท )
15 simpr โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„+ ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ โ„+ )
16 1 12 13 14 15 logcnlem2 โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„+ ) โ†’ if ( if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ‰ค ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) , if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) , ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) ) โˆˆ โ„+ )
17 simpll โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ค โˆˆ ๐ท ) โˆง ( ๐‘ง โˆˆ โ„+ โˆง ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ โˆ’ ๐‘ค ) ) < if ( if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ‰ค ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) , if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) , ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) ) ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท )
18 simprl โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ค โˆˆ ๐ท ) โˆง ( ๐‘ง โˆˆ โ„+ โˆง ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ โˆ’ ๐‘ค ) ) < if ( if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ‰ค ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) , if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) , ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) ) ) ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ โ„+ )
19 simplr โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ค โˆˆ ๐ท ) โˆง ( ๐‘ง โˆˆ โ„+ โˆง ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ โˆ’ ๐‘ค ) ) < if ( if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ‰ค ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) , if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) , ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) ) ) ) โ†’ ๐‘ค โˆˆ ๐ท )
20 simprr โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ค โˆˆ ๐ท ) โˆง ( ๐‘ง โˆˆ โ„+ โˆง ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ โˆ’ ๐‘ค ) ) < if ( if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ‰ค ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) , if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) , ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ โˆ’ ๐‘ค ) ) < if ( if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ‰ค ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) , if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) , ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) ) )
21 1 12 13 17 18 19 20 logcnlem4 โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ค โˆˆ ๐ท ) โˆง ( ๐‘ง โˆˆ โ„+ โˆง ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ โˆ’ ๐‘ค ) ) < if ( if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ‰ค ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) , if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) , ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆ’ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ค ) ) ) ) < ๐‘ง )
22 21 expr โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ค โˆˆ ๐ท ) โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ โˆ’ ๐‘ค ) ) < if ( if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ‰ค ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) , if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) , ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆ’ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ค ) ) ) ) < ๐‘ง ) )
23 2fveq3 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
24 fvex โŠข ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆˆ V
25 23 5 24 fvmpt โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
26 25 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ค โˆˆ ๐ท ) โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
27 2fveq3 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ค โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ค ) ) )
28 fvex โŠข ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ค ) ) โˆˆ V
29 27 5 28 fvmpt โŠข ( ๐‘ค โˆˆ ๐ท โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ€˜ ๐‘ค ) = ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ค ) ) )
30 29 ad2antlr โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ค โˆˆ ๐ท ) โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ€˜ ๐‘ค ) = ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ค ) ) )
31 26 30 oveq12d โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ค โˆˆ ๐ท ) โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆ’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ€˜ ๐‘ค ) ) = ( ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆ’ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ค ) ) ) )
32 31 fveq2d โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ค โˆˆ ๐ท ) โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆ’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ€˜ ๐‘ค ) ) ) = ( abs โ€˜ ( ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆ’ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ค ) ) ) ) )
33 32 breq1d โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ค โˆˆ ๐ท ) โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ( ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆ’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ€˜ ๐‘ค ) ) ) < ๐‘ง โ†” ( abs โ€˜ ( ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆ’ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ค ) ) ) ) < ๐‘ง ) )
34 22 33 sylibrd โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ค โˆˆ ๐ท ) โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ โˆ’ ๐‘ค ) ) < if ( if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ‰ค ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) , if ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ , ๐‘ฆ , ( abs โ€˜ ( โ„‘ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) , ( ( abs โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐‘ง / ( 1 + ๐‘ง ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆ’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ€˜ ๐‘ค ) ) ) < ๐‘ง ) )
35 11 16 34 elcncf1ii โŠข ( ( ๐ท โІ โ„‚ โˆง โ„ โІ โ„‚ ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โˆˆ ( ๐ท โ€“cnโ†’ โ„ ) )
36 3 4 35 mp2an โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โˆˆ ( ๐ท โ€“cnโ†’ โ„ )