MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dvexp Unicode version

Theorem dvexp 19792
Description: Derivative of a power function. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Aug-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 10-Feb-2015.)
Assertion
Ref Expression
dvexp  |-  ( N  e.  NN  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ N ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( N  x.  ( x ^ ( N  -  1 ) ) ) ) )
Distinct variable group:    x, N

Proof of Theorem dvexp
Dummy variables  k  n are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 6048 . . . . 5  |-  ( n  =  1  ->  (
x ^ n )  =  ( x ^
1 ) )
21mpteq2dv 4256 . . . 4  |-  ( n  =  1  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ 1 ) ) )
32oveq2d 6056 . . 3  |-  ( n  =  1  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
n ) ) )  =  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ 1 ) ) ) )
4 id 20 . . . . 5  |-  ( n  =  1  ->  n  =  1 )
5 oveq1 6047 . . . . . 6  |-  ( n  =  1  ->  (
n  -  1 )  =  ( 1  -  1 ) )
65oveq2d 6056 . . . . 5  |-  ( n  =  1  ->  (
x ^ ( n  -  1 ) )  =  ( x ^
( 1  -  1 ) ) )
74, 6oveq12d 6058 . . . 4  |-  ( n  =  1  ->  (
n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) )  =  ( 1  x.  ( x ^ (
1  -  1 ) ) ) )
87mpteq2dv 4256 . . 3  |-  ( n  =  1  ->  (
x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^
( 1  -  1 ) ) ) ) )
93, 8eqeq12d 2418 . 2  |-  ( n  =  1  ->  (
( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  <->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ 1 ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  (
x ^ ( 1  -  1 ) ) ) ) ) )
10 oveq2 6048 . . . . 5  |-  ( n  =  k  ->  (
x ^ n )  =  ( x ^
k ) )
1110mpteq2dv 4256 . . . 4  |-  ( n  =  k  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )
1211oveq2d 6056 . . 3  |-  ( n  =  k  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
n ) ) )  =  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) )
13 id 20 . . . . 5  |-  ( n  =  k  ->  n  =  k )
14 oveq1 6047 . . . . . 6  |-  ( n  =  k  ->  (
n  -  1 )  =  ( k  - 
1 ) )
1514oveq2d 6056 . . . . 5  |-  ( n  =  k  ->  (
x ^ ( n  -  1 ) )  =  ( x ^
( k  -  1 ) ) )
1613, 15oveq12d 6058 . . . 4  |-  ( n  =  k  ->  (
n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) )  =  ( k  x.  ( x ^ (
k  -  1 ) ) ) )
1716mpteq2dv 4256 . . 3  |-  ( n  =  k  ->  (
x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) ) )
1812, 17eqeq12d 2418 . 2  |-  ( n  =  k  ->  (
( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  <->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) ) ) )
19 oveq2 6048 . . . . 5  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
x ^ n )  =  ( x ^
( k  +  1 ) ) )
2019mpteq2dv 4256 . . . 4  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ ( k  +  1 ) ) ) )
2120oveq2d 6056 . . 3  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
n ) ) )  =  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ (
k  +  1 ) ) ) ) )
22 id 20 . . . . 5  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  n  =  ( k  +  1 ) )
23 oveq1 6047 . . . . . 6  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
n  -  1 )  =  ( ( k  +  1 )  - 
1 ) )
2423oveq2d 6056 . . . . 5  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
x ^ ( n  -  1 ) )  =  ( x ^
( ( k  +  1 )  -  1 ) ) )
2522, 24oveq12d 6058 . . . 4  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) )  =  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^ (
( k  +  1 )  -  1 ) ) ) )
2625mpteq2dv 4256 . . 3  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^
( ( k  +  1 )  -  1 ) ) ) ) )
2721, 26eqeq12d 2418 . 2  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  <->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ (
k  +  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  (
x ^ ( ( k  +  1 )  -  1 ) ) ) ) ) )
28 oveq2 6048 . . . . 5  |-  ( n  =  N  ->  (
x ^ n )  =  ( x ^ N ) )
2928mpteq2dv 4256 . . . 4  |-  ( n  =  N  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ N ) ) )
3029oveq2d 6056 . . 3  |-  ( n  =  N  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
n ) ) )  =  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ N
) ) ) )
31 id 20 . . . . 5  |-  ( n  =  N  ->  n  =  N )
32 oveq1 6047 . . . . . 6  |-  ( n  =  N  ->  (
n  -  1 )  =  ( N  - 
1 ) )
3332oveq2d 6056 . . . . 5  |-  ( n  =  N  ->  (
x ^ ( n  -  1 ) )  =  ( x ^
( N  -  1 ) ) )
3431, 33oveq12d 6058 . . . 4  |-  ( n  =  N  ->  (
n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) )  =  ( N  x.  ( x ^ ( N  -  1 ) ) ) )
3534mpteq2dv 4256 . . 3  |-  ( n  =  N  ->  (
x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( N  x.  ( x ^
( N  -  1 ) ) ) ) )
3630, 35eqeq12d 2418 . 2  |-  ( n  =  N  ->  (
( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  <->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ N
) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( N  x.  (
x ^ ( N  -  1 ) ) ) ) ) )
37 exp1 11342 . . . . . 6  |-  ( x  e.  CC  ->  (
x ^ 1 )  =  x )
3837mpteq2ia 4251 . . . . 5  |-  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ 1 ) )  =  ( x  e.  CC  |->  x )
39 mptresid 5154 . . . . 5  |-  ( x  e.  CC  |->  x )  =  (  _I  |`  CC )
4038, 39eqtri 2424 . . . 4  |-  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ 1 ) )  =  (  _I  |`  CC )
4140oveq2i 6051 . . 3  |-  ( CC 
_D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
1 ) ) )  =  ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )
42 1m1e0 10024 . . . . . . . . . 10  |-  ( 1  -  1 )  =  0
4342oveq2i 6051 . . . . . . . . 9  |-  ( x ^ ( 1  -  1 ) )  =  ( x ^ 0 )
44 exp0 11341 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  CC  ->  (
x ^ 0 )  =  1 )
4543, 44syl5eq 2448 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  CC  ->  (
x ^ ( 1  -  1 ) )  =  1 )
4645oveq2d 6056 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  CC  ->  (
1  x.  ( x ^ ( 1  -  1 ) ) )  =  ( 1  x.  1 ) )
47 1t1e1 10082 . . . . . . 7  |-  ( 1  x.  1 )  =  1
4846, 47syl6eq 2452 . . . . . 6  |-  ( x  e.  CC  ->  (
1  x.  ( x ^ ( 1  -  1 ) ) )  =  1 )
4948mpteq2ia 4251 . . . . 5  |-  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^
( 1  -  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  1 )
50 fconstmpt 4880 . . . . 5  |-  ( CC 
X.  { 1 } )  =  ( x  e.  CC  |->  1 )
5149, 50eqtr4i 2427 . . . 4  |-  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^
( 1  -  1 ) ) ) )  =  ( CC  X.  { 1 } )
52 dvid 19757 . . . 4  |-  ( CC 
_D  (  _I  |`  CC ) )  =  ( CC 
X.  { 1 } )
5351, 52eqtr4i 2427 . . 3  |-  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^
( 1  -  1 ) ) ) )  =  ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )
5441, 53eqtr4i 2427 . 2  |-  ( CC 
_D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
1 ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^ (
1  -  1 ) ) ) )
55 nncn 9964 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN  ->  k  e.  CC )
5655adantr 452 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  k  e.  CC )
57 ax-1cn 9004 . . . . . . . . . . 11  |-  1  e.  CC
58 pncan 9267 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( k  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  ( ( k  +  1 )  -  1 )  =  k )
5956, 57, 58sylancl 644 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  +  1 )  -  1 )  =  k )
6059oveq2d 6056 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( x ^ (
( k  +  1 )  -  1 ) )  =  ( x ^ k ) )
6160oveq2d 6056 . . . . . . . 8  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  +  1 )  x.  (
x ^ ( ( k  +  1 )  -  1 ) ) )  =  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^
k ) ) )
6257a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  1  e.  CC )
63 id 20 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  CC  ->  x  e.  CC )
64 nnnn0 10184 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN  ->  k  e.  NN0 )
65 expcl 11354 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  CC  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( x ^ k
)  e.  CC )
6663, 64, 65syl2anr 465 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( x ^ k
)  e.  CC )
6756, 62, 66adddird 9069 . . . . . . . 8  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  +  1 )  x.  (
x ^ k ) )  =  ( ( k  x.  ( x ^ k ) )  +  ( 1  x.  ( x ^ k
) ) ) )
6866mulid2d 9062 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( 1  x.  (
x ^ k ) )  =  ( x ^ k ) )
6968oveq2d 6056 . . . . . . . 8  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  x.  ( x ^ k
) )  +  ( 1  x.  ( x ^ k ) ) )  =  ( ( k  x.  ( x ^ k ) )  +  ( x ^
k ) ) )
7061, 67, 693eqtrd 2440 . . . . . . 7  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  +  1 )  x.  (
x ^ ( ( k  +  1 )  -  1 ) ) )  =  ( ( k  x.  ( x ^ k ) )  +  ( x ^
k ) ) )
7170mpteq2dva 4255 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^ ( ( k  +  1 )  - 
1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  x.  ( x ^ k ) )  +  ( x ^
k ) ) ) )
72 cnex 9027 . . . . . . . 8  |-  CC  e.  _V
7372a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  CC  e.  _V )
7456, 66mulcld 9064 . . . . . . 7  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( k  x.  (
x ^ k ) )  e.  CC )
75 nnm1nn0 10217 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  (
k  -  1 )  e.  NN0 )
76 expcl 11354 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  CC  /\  ( k  -  1 )  e.  NN0 )  ->  ( x ^ (
k  -  1 ) )  e.  CC )
7763, 75, 76syl2anr 465 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( x ^ (
k  -  1 ) )  e.  CC )
7856, 77mulcld 9064 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) )  e.  CC )
79 simpr 448 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  x  e.  CC )
80 eqidd 2405 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) ) )
8139eqcomi 2408 . . . . . . . . . 10  |-  (  _I  |`  CC )  =  ( x  e.  CC  |->  x )
8281a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (  _I  |`  CC )  =  ( x  e.  CC  |->  x ) )
8373, 78, 79, 80, 82offval2 6281 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) )  x.  x ) ) )
8456, 77, 79mulassd 9067 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  x.  ( x ^ (
k  -  1 ) ) )  x.  x
)  =  ( k  x.  ( ( x ^ ( k  - 
1 ) )  x.  x ) ) )
85 expm1t 11363 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  e.  CC  /\  k  e.  NN )  ->  ( x ^ k
)  =  ( ( x ^ ( k  -  1 ) )  x.  x ) )
8685ancoms 440 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( x ^ k
)  =  ( ( x ^ ( k  -  1 ) )  x.  x ) )
8786oveq2d 6056 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( k  x.  (
x ^ k ) )  =  ( k  x.  ( ( x ^ ( k  - 
1 ) )  x.  x ) ) )
8884, 87eqtr4d 2439 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  x.  ( x ^ (
k  -  1 ) ) )  x.  x
)  =  ( k  x.  ( x ^
k ) ) )
8988mpteq2dva 4255 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) )  x.  x ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
k ) ) ) )
9083, 89eqtrd 2436 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
k ) ) ) )
9152, 50eqtri 2424 . . . . . . . . . 10  |-  ( CC 
_D  (  _I  |`  CC ) )  =  ( x  e.  CC  |->  1 )
9291a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  =  ( x  e.  CC  |->  1 ) )
93 eqidd 2405 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )
9473, 62, 66, 92, 93offval2 6281 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^ k ) ) ) )
9568mpteq2dva 4255 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )
9694, 95eqtrd 2436 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )
9773, 74, 66, 90, 96offval2 6281 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ (
k  -  1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  x.  (
x ^ k ) )  +  ( x ^ k ) ) ) )
9871, 97eqtr4d 2439 . . . . 5  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^ ( ( k  +  1 )  - 
1 ) ) ) )  =  ( ( ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) ) )
99 oveq1 6047 . . . . . . 7  |-  ( ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) )  ->  ( ( CC 
_D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
k ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  =  ( ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) ) )
10099oveq1d 6055 . . . . . 6  |-  ( ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) )  ->  ( ( ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) )  =  ( ( ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) ) )
101100eqcomd 2409 . . . . 5  |-  ( ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) )  ->  ( ( ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) )  =  ( ( ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) ) )
10298, 101sylan9eq 2456 . . . 4  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  (
x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^ ( ( k  +  1 )  - 
1 ) ) ) )  =  ( ( ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) ) )
10372prid2 3873 . . . . . 6  |-  CC  e.  { RR ,  CC }
104103a1i 11 . . . . 5  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  CC  e.  { RR ,  CC } )
105 eqid 2404 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
k ) )
10666, 105fmptd 5852 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) : CC --> CC )
107106adantr 452 . . . . 5  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) : CC --> CC )
108 f1oi 5672 . . . . . 6  |-  (  _I  |`  CC ) : CC -1-1-onto-> CC
109 f1of 5633 . . . . . 6  |-  ( (  _I  |`  CC ) : CC -1-1-onto-> CC  ->  (  _I  |`  CC ) : CC --> CC )
110108, 109mp1i 12 . . . . 5  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  (  _I  |`  CC ) : CC --> CC )
111 simpr 448 . . . . . . 7  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ (
k  -  1 ) ) ) ) )
112111dmeqd 5031 . . . . . 6  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  dom  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  dom  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) ) )
113 eqid 2404 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ (
k  -  1 ) ) ) )
11478, 113fmptd 5852 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) : CC --> CC )
115114adantr 452 . . . . . . 7  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  (
x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) : CC --> CC )
116 fdm 5554 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) : CC --> CC  ->  dom  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) )  =  CC )
117115, 116syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  dom  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) )  =  CC )
118112, 117eqtrd 2436 . . . . 5  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  dom  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  CC )
119 1ex 9042 . . . . . . . . 9  |-  1  e.  _V
120119fconst 5588 . . . . . . . 8  |-  ( CC 
X.  { 1 } ) : CC --> { 1 }
12152feq1i 5544 . . . . . . . 8  |-  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) ) : CC --> { 1 }  <-> 
( CC  X.  {
1 } ) : CC --> { 1 } )
122120, 121mpbir 201 . . . . . . 7  |-  ( CC 
_D  (  _I  |`  CC ) ) : CC --> { 1 }
123122fdmi 5555 . . . . . 6  |-  dom  ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  =  CC
124123a1i 11 . . . . 5  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  dom  ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  =  CC )
125104, 107, 110, 118, 124dvmulf 19782 . . . 4  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  ( CC  _D  ( ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) ) )  =  ( ( ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) ) )
12673, 66, 79, 93, 82offval2 6281 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( x ^ k )  x.  x ) ) )
127 expp1 11343 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  CC  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( x ^ (
k  +  1 ) )  =  ( ( x ^ k )  x.  x ) )
12863, 64, 127syl2anr 465 . . . . . . . 8  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( x ^ (
k  +  1 ) )  =  ( ( x ^ k )  x.  x ) )
129128mpteq2dva 4255 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ ( k  +  1 ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( x ^ k )  x.  x ) ) )
130126, 129eqtr4d 2439 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ ( k  +  1 ) ) ) )
131130oveq2d 6056 . . . . 5  |-  ( k  e.  NN  ->  ( CC  _D  ( ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) ) )  =  ( CC 
_D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
( k  +  1 ) ) ) ) )
132131adantr 452 . . . 4  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  ( CC  _D  ( ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) ) )  =  ( CC 
_D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
( k  +  1 ) ) ) ) )
133102, 125, 1323eqtr2rd 2443 . . 3  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
( k  +  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^ (
( k  +  1 )  -  1 ) ) ) ) )
134133ex 424 . 2  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) )  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ (
k  +  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  (
x ^ ( ( k  +  1 )  -  1 ) ) ) ) ) )
1359, 18, 27, 36, 54, 134nnind 9974 1  |-  ( N  e.  NN  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ N ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( N  x.  ( x ^ ( N  -  1 ) ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 359    = wceq 1649    e. wcel 1721   _Vcvv 2916   {csn 3774   {cpr 3775    e. cmpt 4226    _I cid 4453    X. cxp 4835   dom cdm 4837    |` cres 4839   -->wf 5409   -1-1-onto->wf1o 5412  (class class class)co 6040    o Fcof 6262   CCcc 8944   RRcr 8945   0cc0 8946   1c1 8947    + caddc 8949    x. cmul 8951    - cmin 9247   NNcn 9956   NN0cn0 10177   ^cexp 11337    _D cdv 19703
This theorem is referenced by:  dvexp2  19793  dvexp3  19815  taylthlem2  20243  advlogexp  20499  logdivsum  21180  log2sumbnd  21191  dvreasin  26179  areacirclem2  26181  areacirclem3  26182  lhe4.4ex1a  27414  dvsinexp  27607
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-rep 4280  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660  ax-inf2 7552  ax-cnex 9002  ax-resscn 9003  ax-1cn 9004  ax-icn 9005  ax-addcl 9006  ax-addrcl 9007  ax-mulcl 9008  ax-mulrcl 9009  ax-mulcom 9010  ax-addass 9011  ax-mulass 9012  ax-distr 9013  ax-i2m1 9014  ax-1ne0 9015  ax-1rid 9016  ax-rnegex 9017  ax-rrecex 9018  ax-cnre 9019  ax-pre-lttri 9020  ax-pre-lttrn 9021  ax-pre-ltadd 9022  ax-pre-mulgt0 9023  ax-pre-sup 9024  ax-addf 9025  ax-mulf 9026
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-nel 2570  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  df-rmo 2674  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-pss 3296  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-tp 3782  df-op 3783  df-uni 3976  df-int 4011  df-iun 4055  df-iin 4056  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-tr 4263  df-eprel 4454  df-id 4458  df-po 4463  df-so 4464  df-fr 4501  df-se 4502  df-we 4503  df-ord 4544  df-on 4545  df-lim 4546  df-suc 4547  df-om 4805  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-isom 5422  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-of 6264  df-1st 6308  df-2nd 6309  df-riota 6508  df-recs 6592  df-rdg 6627  df-1o 6683  df-2o 6684  df-oadd 6687  df-er 6864  df-map 6979  df-pm 6980  df-ixp 7023  df-en 7069  df-dom 7070  df-sdom 7071  df-fin 7072  df-fi 7374  df-sup 7404  df-oi 7435  df-card 7782  df-cda 8004  df-pnf 9078  df-mnf 9079  df-xr 9080  df-ltxr 9081  df-le 9082  df-sub 9249  df-neg 9250  df-div 9634  df-nn 9957  df-2 10014  df-3 10015  df-4 10016  df-5 10017  df-6 10018  df-7 10019  df-8 10020  df-9 10021  df-10 10022  df-n0 10178  df-z 10239  df-dec 10339  df-uz 10445  df-q 10531  df-rp 10569  df-xneg 10666  df-xadd 10667  df-xmul 10668  df-icc 10879  df-fz 11000  df-fzo 11091  df-seq 11279  df-exp 11338  df-hash 11574  df-cj 11859  df-re 11860  df-im 11861  df-sqr 11995  df-abs 11996  df-struct 13426  df-ndx 13427  df-slot 13428  df-base 13429  df-sets 13430  df-ress 13431  df-plusg 13497  df-mulr 13498  df-starv 13499  df-sca 13500  df-vsca 13501  df-tset 13503  df-ple 13504  df-ds 13506  df-unif 13507  df-hom 13508  df-cco 13509  df-rest 13605  df-topn 13606  df-topgen 13622  df-pt 13623  df-prds 13626  df-xrs 13681  df-0g 13682  df-gsum 13683  df-qtop 13688  df-imas 13689  df-xps 13691  df-mre 13766  df-mrc 13767  df-acs 13769  df-mnd 14645  df-submnd 14694  df-mulg 14770  df-cntz 15071  df-cmn 15369  df-psmet 16649  df-xmet 16650  df-met 16651  df-bl 16652  df-mopn 16653  df-fbas 16654  df-fg 16655  df-cnfld 16659  df-top 16918  df-bases 16920  df-topon 16921  df-topsp 16922  df-cld 17038  df-ntr 17039  df-cls 17040  df-nei 17117  df-lp 17155  df-perf 17156  df-cn 17245  df-cnp 17246  df-haus 17333  df-tx 17547  df-hmeo 17740  df-fil 17831  df-fm 17923  df-flim 17924  df-flf 17925  df-xms 18303  df-ms 18304  df-tms 18305  df-cncf 18861  df-limc 19706  df-dv 19707
  Copyright terms: Public domain W3C validator