Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  expcllem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem expcllem 12733
 Description: Lemma for proving nonnegative integer exponentiation closure laws. (Contributed by NM, 14-Dec-2005.)
Hypotheses
Ref Expression
expcllem.1 𝐹 ⊆ ℂ
expcllem.2 ((𝑥𝐹𝑦𝐹) → (𝑥 · 𝑦) ∈ 𝐹)
expcllem.3 1 ∈ 𝐹
Assertion
Ref Expression
expcllem ((𝐴𝐹𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐴𝐵) ∈ 𝐹)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐹,𝑦
Allowed substitution hint:   𝐵(𝑦)

Proof of Theorem expcllem
Dummy variables 𝑧 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elnn0 11171 . 2 (𝐵 ∈ ℕ0 ↔ (𝐵 ∈ ℕ ∨ 𝐵 = 0))
2 oveq2 6557 . . . . . . 7 (𝑧 = 1 → (𝐴𝑧) = (𝐴↑1))
32eleq1d 2672 . . . . . 6 (𝑧 = 1 → ((𝐴𝑧) ∈ 𝐹 ↔ (𝐴↑1) ∈ 𝐹))
43imbi2d 329 . . . . 5 (𝑧 = 1 → ((𝐴𝐹 → (𝐴𝑧) ∈ 𝐹) ↔ (𝐴𝐹 → (𝐴↑1) ∈ 𝐹)))
5 oveq2 6557 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝑤 → (𝐴𝑧) = (𝐴𝑤))
65eleq1d 2672 . . . . . 6 (𝑧 = 𝑤 → ((𝐴𝑧) ∈ 𝐹 ↔ (𝐴𝑤) ∈ 𝐹))
76imbi2d 329 . . . . 5 (𝑧 = 𝑤 → ((𝐴𝐹 → (𝐴𝑧) ∈ 𝐹) ↔ (𝐴𝐹 → (𝐴𝑤) ∈ 𝐹)))
8 oveq2 6557 . . . . . . 7 (𝑧 = (𝑤 + 1) → (𝐴𝑧) = (𝐴↑(𝑤 + 1)))
98eleq1d 2672 . . . . . 6 (𝑧 = (𝑤 + 1) → ((𝐴𝑧) ∈ 𝐹 ↔ (𝐴↑(𝑤 + 1)) ∈ 𝐹))
109imbi2d 329 . . . . 5 (𝑧 = (𝑤 + 1) → ((𝐴𝐹 → (𝐴𝑧) ∈ 𝐹) ↔ (𝐴𝐹 → (𝐴↑(𝑤 + 1)) ∈ 𝐹)))
11 oveq2 6557 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝐵 → (𝐴𝑧) = (𝐴𝐵))
1211eleq1d 2672 . . . . . 6 (𝑧 = 𝐵 → ((𝐴𝑧) ∈ 𝐹 ↔ (𝐴𝐵) ∈ 𝐹))
1312imbi2d 329 . . . . 5 (𝑧 = 𝐵 → ((𝐴𝐹 → (𝐴𝑧) ∈ 𝐹) ↔ (𝐴𝐹 → (𝐴𝐵) ∈ 𝐹)))
14 expcllem.1 . . . . . . . . 9 𝐹 ⊆ ℂ
1514sseli 3564 . . . . . . . 8 (𝐴𝐹𝐴 ∈ ℂ)
16 exp1 12728 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴↑1) = 𝐴)
1715, 16syl 17 . . . . . . 7 (𝐴𝐹 → (𝐴↑1) = 𝐴)
1817eleq1d 2672 . . . . . 6 (𝐴𝐹 → ((𝐴↑1) ∈ 𝐹𝐴𝐹))
1918ibir 256 . . . . 5 (𝐴𝐹 → (𝐴↑1) ∈ 𝐹)
20 expcllem.2 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥𝐹𝑦𝐹) → (𝑥 · 𝑦) ∈ 𝐹)
2120caovcl 6726 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴𝑤) ∈ 𝐹𝐴𝐹) → ((𝐴𝑤) · 𝐴) ∈ 𝐹)
2221ancoms 468 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝐹 ∧ (𝐴𝑤) ∈ 𝐹) → ((𝐴𝑤) · 𝐴) ∈ 𝐹)
2322adantlr 747 . . . . . . . . 9 (((𝐴𝐹𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝐴𝑤) ∈ 𝐹) → ((𝐴𝑤) · 𝐴) ∈ 𝐹)
24 nnnn0 11176 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 ∈ ℕ → 𝑤 ∈ ℕ0)
25 expp1 12729 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑤 ∈ ℕ0) → (𝐴↑(𝑤 + 1)) = ((𝐴𝑤) · 𝐴))
2615, 24, 25syl2an 493 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝐹𝑤 ∈ ℕ) → (𝐴↑(𝑤 + 1)) = ((𝐴𝑤) · 𝐴))
2726eleq1d 2672 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝐹𝑤 ∈ ℕ) → ((𝐴↑(𝑤 + 1)) ∈ 𝐹 ↔ ((𝐴𝑤) · 𝐴) ∈ 𝐹))
2827adantr 480 . . . . . . . . 9 (((𝐴𝐹𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝐴𝑤) ∈ 𝐹) → ((𝐴↑(𝑤 + 1)) ∈ 𝐹 ↔ ((𝐴𝑤) · 𝐴) ∈ 𝐹))
2923, 28mpbird 246 . . . . . . . 8 (((𝐴𝐹𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝐴𝑤) ∈ 𝐹) → (𝐴↑(𝑤 + 1)) ∈ 𝐹)
3029exp31 628 . . . . . . 7 (𝐴𝐹 → (𝑤 ∈ ℕ → ((𝐴𝑤) ∈ 𝐹 → (𝐴↑(𝑤 + 1)) ∈ 𝐹)))
3130com12 32 . . . . . 6 (𝑤 ∈ ℕ → (𝐴𝐹 → ((𝐴𝑤) ∈ 𝐹 → (𝐴↑(𝑤 + 1)) ∈ 𝐹)))
3231a2d 29 . . . . 5 (𝑤 ∈ ℕ → ((𝐴𝐹 → (𝐴𝑤) ∈ 𝐹) → (𝐴𝐹 → (𝐴↑(𝑤 + 1)) ∈ 𝐹)))
334, 7, 10, 13, 19, 32nnind 10915 . . . 4 (𝐵 ∈ ℕ → (𝐴𝐹 → (𝐴𝐵) ∈ 𝐹))
3433impcom 445 . . 3 ((𝐴𝐹𝐵 ∈ ℕ) → (𝐴𝐵) ∈ 𝐹)
35 oveq2 6557 . . . . 5 (𝐵 = 0 → (𝐴𝐵) = (𝐴↑0))
36 exp0 12726 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴↑0) = 1)
3715, 36syl 17 . . . . 5 (𝐴𝐹 → (𝐴↑0) = 1)
3835, 37sylan9eqr 2666 . . . 4 ((𝐴𝐹𝐵 = 0) → (𝐴𝐵) = 1)
39 expcllem.3 . . . 4 1 ∈ 𝐹
4038, 39syl6eqel 2696 . . 3 ((𝐴𝐹𝐵 = 0) → (𝐴𝐵) ∈ 𝐹)
4134, 40jaodan 822 . 2 ((𝐴𝐹 ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∨ 𝐵 = 0)) → (𝐴𝐵) ∈ 𝐹)
421, 41sylan2b 491 1 ((𝐴𝐹𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐴𝐵) ∈ 𝐹)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∨ wo 382   ∧ wa 383   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ⊆ wss 3540  (class class class)co 6549  ℂcc 9813  0cc0 9815  1c1 9816   + caddc 9818   · cmul 9820  ℕcn 10897  ℕ0cn0 11169  ↑cexp 12722 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-nn 10898  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-seq 12664  df-exp 12723 This theorem is referenced by:  expcl2lem  12734  nnexpcl  12735  nn0expcl  12736  zexpcl  12737  qexpcl  12738  reexpcl  12739  expcl  12740  expge0  12758  expge1  12759  lgsfcl2  24828
 Copyright terms: Public domain W3C validator