Metamath Proof Explorer


Theorem ege2le3

Description: Lemma for egt2lt3 . (Contributed by NM, 20-Mar-2005) (Proof shortened by Mario Carneiro, 28-Apr-2014)

Ref Expression
Hypotheses erelem1.1 โŠข ๐น = ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) )
erelem1.2 โŠข ๐บ = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) )
Assertion ege2le3 ( 2 โ‰ค e โˆง e โ‰ค 3 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 erelem1.1 โŠข ๐น = ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) )
2 erelem1.2 โŠข ๐บ = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) )
3 nn0uz โŠข โ„•0 = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 )
4 0nn0 โŠข 0 โˆˆ โ„•0
5 4 a1i โŠข ( โŠค โ†’ 0 โˆˆ โ„•0 )
6 1e0p1 โŠข 1 = ( 0 + 1 )
7 0z โŠข 0 โˆˆ โ„ค
8 fveq2 โŠข ( ๐‘› = 0 โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘› ) = ( ! โ€˜ 0 ) )
9 fac0 โŠข ( ! โ€˜ 0 ) = 1
10 8 9 eqtrdi โŠข ( ๐‘› = 0 โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘› ) = 1 )
11 10 oveq2d โŠข ( ๐‘› = 0 โ†’ ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ( 1 / 1 ) )
12 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
13 12 div1i โŠข ( 1 / 1 ) = 1
14 11 13 eqtrdi โŠข ( ๐‘› = 0 โ†’ ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = 1 )
15 1ex โŠข 1 โˆˆ V
16 14 2 15 fvmpt โŠข ( 0 โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐บ โ€˜ 0 ) = 1 )
17 4 16 mp1i โŠข ( โŠค โ†’ ( ๐บ โ€˜ 0 ) = 1 )
18 7 17 seq1i โŠข ( โŠค โ†’ ( seq 0 ( + , ๐บ ) โ€˜ 0 ) = 1 )
19 1nn0 โŠข 1 โˆˆ โ„•0
20 fveq2 โŠข ( ๐‘› = 1 โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘› ) = ( ! โ€˜ 1 ) )
21 fac1 โŠข ( ! โ€˜ 1 ) = 1
22 20 21 eqtrdi โŠข ( ๐‘› = 1 โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘› ) = 1 )
23 22 oveq2d โŠข ( ๐‘› = 1 โ†’ ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ( 1 / 1 ) )
24 23 13 eqtrdi โŠข ( ๐‘› = 1 โ†’ ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = 1 )
25 24 2 15 fvmpt โŠข ( 1 โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐บ โ€˜ 1 ) = 1 )
26 19 25 mp1i โŠข ( โŠค โ†’ ( ๐บ โ€˜ 1 ) = 1 )
27 3 5 6 18 26 seqp1d โŠข ( โŠค โ†’ ( seq 0 ( + , ๐บ ) โ€˜ 1 ) = ( 1 + 1 ) )
28 df-2 โŠข 2 = ( 1 + 1 )
29 27 28 eqtr4di โŠข ( โŠค โ†’ ( seq 0 ( + , ๐บ ) โ€˜ 1 ) = 2 )
30 19 a1i โŠข ( โŠค โ†’ 1 โˆˆ โ„•0 )
31 nn0z โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ค )
32 1exp โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ( 1 โ†‘ ๐‘› ) = 1 )
33 31 32 syl โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 1 โ†‘ ๐‘› ) = 1 )
34 33 oveq1d โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( 1 โ†‘ ๐‘› ) / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) )
35 34 mpteq2ia โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 โ†‘ ๐‘› ) / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) )
36 2 35 eqtr4i โŠข ๐บ = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 โ†‘ ๐‘› ) / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) )
37 36 efcvg โŠข ( 1 โˆˆ โ„‚ โ†’ seq 0 ( + , ๐บ ) โ‡ ( exp โ€˜ 1 ) )
38 12 37 mp1i โŠข ( โŠค โ†’ seq 0 ( + , ๐บ ) โ‡ ( exp โ€˜ 1 ) )
39 df-e โŠข e = ( exp โ€˜ 1 )
40 38 39 breqtrrdi โŠข ( โŠค โ†’ seq 0 ( + , ๐บ ) โ‡ e )
41 fveq2 โŠข ( ๐‘› = ๐‘˜ โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘› ) = ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) )
42 41 oveq2d โŠข ( ๐‘› = ๐‘˜ โ†’ ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
43 ovex โŠข ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) โˆˆ V
44 42 2 43 fvmpt โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) = ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
45 44 adantl โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) = ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
46 faccl โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„• )
47 46 adantl โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„• )
48 47 nnrecred โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ )
49 45 48 eqeltrd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ )
50 47 nnred โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ )
51 47 nngt0d โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ 0 < ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) )
52 1re โŠข 1 โˆˆ โ„
53 0le1 โŠข 0 โ‰ค 1
54 divge0 โŠข ( ( ( 1 โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค 1 ) โˆง ( ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ โˆง 0 < ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
55 52 53 54 mpanl12 โŠข ( ( ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ โˆง 0 < ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
56 50 51 55 syl2anc โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ 0 โ‰ค ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
57 56 45 breqtrrd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) )
58 3 30 40 49 57 climserle โŠข ( โŠค โ†’ ( seq 0 ( + , ๐บ ) โ€˜ 1 ) โ‰ค e )
59 29 58 eqbrtrrd โŠข ( โŠค โ†’ 2 โ‰ค e )
60 59 mptru โŠข 2 โ‰ค e
61 nnuz โŠข โ„• = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 )
62 1zzd โŠข ( โŠค โ†’ 1 โˆˆ โ„ค )
63 49 recnd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
64 3 5 63 40 clim2ser โŠข ( โŠค โ†’ seq ( 0 + 1 ) ( + , ๐บ ) โ‡ ( e โˆ’ ( seq 0 ( + , ๐บ ) โ€˜ 0 ) ) )
65 0p1e1 โŠข ( 0 + 1 ) = 1
66 seqeq1 โŠข ( ( 0 + 1 ) = 1 โ†’ seq ( 0 + 1 ) ( + , ๐บ ) = seq 1 ( + , ๐บ ) )
67 65 66 ax-mp โŠข seq ( 0 + 1 ) ( + , ๐บ ) = seq 1 ( + , ๐บ )
68 18 mptru โŠข ( seq 0 ( + , ๐บ ) โ€˜ 0 ) = 1
69 68 oveq2i โŠข ( e โˆ’ ( seq 0 ( + , ๐บ ) โ€˜ 0 ) ) = ( e โˆ’ 1 )
70 64 67 69 3brtr3g โŠข ( โŠค โ†’ seq 1 ( + , ๐บ ) โ‡ ( e โˆ’ 1 ) )
71 2cnd โŠข ( โŠค โ†’ 2 โˆˆ โ„‚ )
72 oveq2 โŠข ( ๐‘› = ๐‘˜ โ†’ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) = ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) )
73 eqid โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) )
74 ovex โŠข ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ V
75 72 73 74 fvmpt โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) )
76 75 adantl โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) )
77 halfre โŠข ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„
78 simpr โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
79 reexpcl โŠข ( ( ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ )
80 77 78 79 sylancr โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ )
81 80 recnd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
82 76 81 eqeltrd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
83 1lt2 โŠข 1 < 2
84 2re โŠข 2 โˆˆ โ„
85 0le2 โŠข 0 โ‰ค 2
86 absid โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค 2 ) โ†’ ( abs โ€˜ 2 ) = 2 )
87 84 85 86 mp2an โŠข ( abs โ€˜ 2 ) = 2
88 83 87 breqtrri โŠข 1 < ( abs โ€˜ 2 )
89 88 a1i โŠข ( โŠค โ†’ 1 < ( abs โ€˜ 2 ) )
90 71 89 76 georeclim โŠข ( โŠค โ†’ seq 0 ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) ) โ‡ ( 2 / ( 2 โˆ’ 1 ) ) )
91 2m1e1 โŠข ( 2 โˆ’ 1 ) = 1
92 91 oveq2i โŠข ( 2 / ( 2 โˆ’ 1 ) ) = ( 2 / 1 )
93 2cn โŠข 2 โˆˆ โ„‚
94 93 div1i โŠข ( 2 / 1 ) = 2
95 92 94 eqtri โŠข ( 2 / ( 2 โˆ’ 1 ) ) = 2
96 90 95 breqtrdi โŠข ( โŠค โ†’ seq 0 ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) ) โ‡ 2 )
97 3 5 82 96 clim2ser โŠข ( โŠค โ†’ seq ( 0 + 1 ) ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) ) โ‡ ( 2 โˆ’ ( seq 0 ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) ) โ€˜ 0 ) ) )
98 seqeq1 โŠข ( ( 0 + 1 ) = 1 โ†’ seq ( 0 + 1 ) ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) ) = seq 1 ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) ) )
99 65 98 ax-mp โŠข seq ( 0 + 1 ) ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) ) = seq 1 ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) )
100 oveq2 โŠข ( ๐‘› = 0 โ†’ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) = ( ( 1 / 2 ) โ†‘ 0 ) )
101 ovex โŠข ( ( 1 / 2 ) โ†‘ 0 ) โˆˆ V
102 100 73 101 fvmpt โŠข ( 0 โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) โ€˜ 0 ) = ( ( 1 / 2 ) โ†‘ 0 ) )
103 4 102 ax-mp โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) โ€˜ 0 ) = ( ( 1 / 2 ) โ†‘ 0 )
104 halfcn โŠข ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚
105 exp0 โŠข ( ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ 0 ) = 1 )
106 104 105 ax-mp โŠข ( ( 1 / 2 ) โ†‘ 0 ) = 1
107 103 106 eqtri โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) โ€˜ 0 ) = 1
108 107 a1i โŠข ( โŠค โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) โ€˜ 0 ) = 1 )
109 7 108 seq1i โŠข ( โŠค โ†’ ( seq 0 ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) ) โ€˜ 0 ) = 1 )
110 109 mptru โŠข ( seq 0 ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) ) โ€˜ 0 ) = 1
111 110 oveq2i โŠข ( 2 โˆ’ ( seq 0 ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) ) โ€˜ 0 ) ) = ( 2 โˆ’ 1 )
112 111 91 eqtri โŠข ( 2 โˆ’ ( seq 0 ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) ) โ€˜ 0 ) ) = 1
113 97 99 112 3brtr3g โŠข ( โŠค โ†’ seq 1 ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) ) โ‡ 1 )
114 nnnn0 โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
115 114 82 sylan2 โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
116 72 oveq2d โŠข ( ๐‘› = ๐‘˜ โ†’ ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) = ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
117 ovex โŠข ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) โˆˆ V
118 116 1 117 fvmpt โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) = ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
119 118 adantl โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) = ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
120 114 76 sylan2 โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) )
121 120 oveq2d โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 ยท ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) = ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
122 119 121 eqtr4d โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) = ( 2 ยท ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘› ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
123 61 62 71 113 115 122 isermulc2 โŠข ( โŠค โ†’ seq 1 ( + , ๐น ) โ‡ ( 2 ยท 1 ) )
124 2t1e2 โŠข ( 2 ยท 1 ) = 2
125 123 124 breqtrdi โŠข ( โŠค โ†’ seq 1 ( + , ๐น ) โ‡ 2 )
126 114 49 sylan2 โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ )
127 remulcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„ โˆง ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ )
128 84 80 127 sylancr โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ )
129 114 128 sylan2 โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ )
130 119 129 eqeltrd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ )
131 faclbnd2 โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) / 2 ) โ‰ค ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) )
132 131 adantl โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) / 2 ) โ‰ค ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) )
133 2nn โŠข 2 โˆˆ โ„•
134 nnexpcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„• )
135 133 78 134 sylancr โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„• )
136 135 nnrpd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„+ )
137 136 rphalfcld โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) / 2 ) โˆˆ โ„+ )
138 47 nnrpd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„+ )
139 137 138 lerecd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) / 2 ) โ‰ค ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) โ†” ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) โ‰ค ( 1 / ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) / 2 ) ) ) )
140 132 139 mpbid โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) โ‰ค ( 1 / ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) / 2 ) ) )
141 2cnd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ 2 โˆˆ โ„‚ )
142 135 nncnd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
143 135 nnne0d โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰  0 )
144 141 142 143 divrecd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 / ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( 2 ยท ( 1 / ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
145 2ne0 โŠข 2 โ‰  0
146 recdiv โŠข ( ( ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰  0 ) โˆง ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) ) โ†’ ( 1 / ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) / 2 ) ) = ( 2 / ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
147 93 145 146 mpanr12 โŠข ( ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰  0 ) โ†’ ( 1 / ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) / 2 ) ) = ( 2 / ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
148 142 143 147 syl2anc โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 1 / ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) / 2 ) ) = ( 2 / ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
149 145 a1i โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ 2 โ‰  0 )
150 nn0z โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค )
151 150 adantl โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค )
152 141 149 151 exprecd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) = ( 1 / ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
153 152 oveq2d โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( 2 ยท ( 1 / ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
154 144 148 153 3eqtr4rd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( 1 / ( ( 2 โ†‘ ๐‘˜ ) / 2 ) ) )
155 140 154 breqtrrd โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) โ‰ค ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
156 114 155 sylan2 โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) โ‰ค ( 2 ยท ( ( 1 / 2 ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
157 114 45 sylan2 โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) = ( 1 / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
158 156 157 119 3brtr4d โŠข ( ( โŠค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰ค ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) )
159 61 62 70 125 126 130 158 iserle โŠข ( โŠค โ†’ ( e โˆ’ 1 ) โ‰ค 2 )
160 159 mptru โŠข ( e โˆ’ 1 ) โ‰ค 2
161 ere โŠข e โˆˆ โ„
162 161 52 84 lesubaddi โŠข ( ( e โˆ’ 1 ) โ‰ค 2 โ†” e โ‰ค ( 2 + 1 ) )
163 160 162 mpbi โŠข e โ‰ค ( 2 + 1 )
164 df-3 โŠข 3 = ( 2 + 1 )
165 163 164 breqtrri โŠข e โ‰ค 3
166 60 165 pm3.2i โŠข ( 2 โ‰ค e โˆง e โ‰ค 3 )