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Theorem cxple

Description: Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Aug-2014)

Ref Expression
Assertion cxple ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → ( 𝐵 ≤ 𝐶 ↔ ( 𝐴 ↑𝑐 𝐵 ) ≤ ( 𝐴 ↑𝑐 𝐶 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cxplt ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ) ) → ( 𝐶 < 𝐵 ↔ ( 𝐴 ↑𝑐 𝐶 ) < ( 𝐴 ↑𝑐 𝐵 ) ) )
2 1 ancom2s ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → ( 𝐶 < 𝐵 ↔ ( 𝐴 ↑𝑐 𝐶 ) < ( 𝐴 ↑𝑐 𝐵 ) ) )
3 2 notbid ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → ( ¬ 𝐶 < 𝐵 ↔ ¬ ( 𝐴 ↑𝑐 𝐶 ) < ( 𝐴 ↑𝑐 𝐵 ) ) )
4 lenlt ⊢ ( ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) → ( 𝐵 ≤ 𝐶 ↔ ¬ 𝐶 < 𝐵 ) )
5 4 adantl ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → ( 𝐵 ≤ 𝐶 ↔ ¬ 𝐶 < 𝐵 ) )
6 simpll ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → 𝐴 ∈ ℝ )
7 0red ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → 0 ∈ ℝ )
8 1red ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → 1 ∈ ℝ )
9 0lt1 ⊢ 0 < 1
10 9 a1i ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → 0 < 1 )
11 simplr ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → 1 < 𝐴 )
12 7 8 6 10 11 lttrd ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → 0 < 𝐴 )
13 7 6 12 ltled ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → 0 ≤ 𝐴 )
14 simprl ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → 𝐵 ∈ ℝ )
15 recxpcl ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ ℝ ) → ( 𝐴 ↑𝑐 𝐵 ) ∈ ℝ )
16 6 13 14 15 syl3anc ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → ( 𝐴 ↑𝑐 𝐵 ) ∈ ℝ )
17 simprr ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → 𝐶 ∈ ℝ )
18 recxpcl ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) → ( 𝐴 ↑𝑐 𝐶 ) ∈ ℝ )
19 6 13 17 18 syl3anc ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → ( 𝐴 ↑𝑐 𝐶 ) ∈ ℝ )
20 16 19 lenltd ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → ( ( 𝐴 ↑𝑐 𝐵 ) ≤ ( 𝐴 ↑𝑐 𝐶 ) ↔ ¬ ( 𝐴 ↑𝑐 𝐶 ) < ( 𝐴 ↑𝑐 𝐵 ) ) )
21 3 5 20 3bitr4d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ) → ( 𝐵 ≤ 𝐶 ↔ ( 𝐴 ↑𝑐 𝐵 ) ≤ ( 𝐴 ↑𝑐 𝐶 ) ) )