ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  expcllem Unicode version

Theorem expcllem 10297
Description: Lemma for proving nonnegative integer exponentiation closure laws. (Contributed by NM, 14-Dec-2005.)
Hypotheses
Ref Expression
expcllem.1  |-  F  C_  CC
expcllem.2  |-  ( ( x  e.  F  /\  y  e.  F )  ->  ( x  x.  y
)  e.  F )
expcllem.3  |-  1  e.  F
Assertion
Ref Expression
expcllem  |-  ( ( A  e.  F  /\  B  e.  NN0 )  -> 
( A ^ B
)  e.  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 8972 . 2  |-  ( B  e.  NN0  <->  ( B  e.  NN  \/  B  =  0 ) )
2 oveq2 5775 . . . . . . 7  |-  ( z  =  1  ->  ( A ^ z )  =  ( A ^ 1 ) )
32eleq1d 2206 . . . . . 6  |-  ( z  =  1  ->  (
( A ^ z
)  e.  F  <->  ( A ^ 1 )  e.  F ) )
43imbi2d 229 . . . . 5  |-  ( z  =  1  ->  (
( A  e.  F  ->  ( A ^ z
)  e.  F )  <-> 
( A  e.  F  ->  ( A ^ 1 )  e.  F ) ) )
5 oveq2 5775 . . . . . . 7  |-  ( z  =  w  ->  ( A ^ z )  =  ( A ^ w
) )
65eleq1d 2206 . . . . . 6  |-  ( z  =  w  ->  (
( A ^ z
)  e.  F  <->  ( A ^ w )  e.  F ) )
76imbi2d 229 . . . . 5  |-  ( z  =  w  ->  (
( A  e.  F  ->  ( A ^ z
)  e.  F )  <-> 
( A  e.  F  ->  ( A ^ w
)  e.  F ) ) )
8 oveq2 5775 . . . . . . 7  |-  ( z  =  ( w  + 
1 )  ->  ( A ^ z )  =  ( A ^ (
w  +  1 ) ) )
98eleq1d 2206 . . . . . 6  |-  ( z  =  ( w  + 
1 )  ->  (
( A ^ z
)  e.  F  <->  ( A ^ ( w  + 
1 ) )  e.  F ) )
109imbi2d 229 . . . . 5  |-  ( z  =  ( w  + 
1 )  ->  (
( A  e.  F  ->  ( A ^ z
)  e.  F )  <-> 
( A  e.  F  ->  ( A ^ (
w  +  1 ) )  e.  F ) ) )
11 oveq2 5775 . . . . . . 7  |-  ( z  =  B  ->  ( A ^ z )  =  ( A ^ B
) )
1211eleq1d 2206 . . . . . 6  |-  ( z  =  B  ->  (
( A ^ z
)  e.  F  <->  ( A ^ B )  e.  F
) )
1312imbi2d 229 . . . . 5  |-  ( z  =  B  ->  (
( A  e.  F  ->  ( A ^ z
)  e.  F )  <-> 
( A  e.  F  ->  ( A ^ B
)  e.  F ) ) )
14 expcllem.1 . . . . . . . . 9  |-  F  C_  CC
1514sseli 3088 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  F  ->  A  e.  CC )
16 exp1 10292 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  CC  ->  ( A ^ 1 )  =  A )
1715, 16syl 14 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  F  ->  ( A ^ 1 )  =  A )
1817eleq1d 2206 . . . . . 6  |-  ( A  e.  F  ->  (
( A ^ 1 )  e.  F  <->  A  e.  F ) )
1918ibir 176 . . . . 5  |-  ( A  e.  F  ->  ( A ^ 1 )  e.  F )
20 expcllem.2 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  e.  F  /\  y  e.  F )  ->  ( x  x.  y
)  e.  F )
2120caovcl 5918 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A ^ w
)  e.  F  /\  A  e.  F )  ->  ( ( A ^
w )  x.  A
)  e.  F )
2221ancoms 266 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  F  /\  ( A ^ w )  e.  F )  -> 
( ( A ^
w )  x.  A
)  e.  F )
2322adantlr 468 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  F  /\  w  e.  NN )  /\  ( A ^
w )  e.  F
)  ->  ( ( A ^ w )  x.  A )  e.  F
)
24 nnnn0 8977 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( w  e.  NN  ->  w  e.  NN0 )
25 expp1 10293 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( A  e.  CC  /\  w  e.  NN0 )  -> 
( A ^ (
w  +  1 ) )  =  ( ( A ^ w )  x.  A ) )
2615, 24, 25syl2an 287 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  e.  F  /\  w  e.  NN )  ->  ( A ^ (
w  +  1 ) )  =  ( ( A ^ w )  x.  A ) )
2726eleq1d 2206 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  F  /\  w  e.  NN )  ->  ( ( A ^
( w  +  1 ) )  e.  F  <->  ( ( A ^ w
)  x.  A )  e.  F ) )
2827adantr 274 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  F  /\  w  e.  NN )  /\  ( A ^
w )  e.  F
)  ->  ( ( A ^ ( w  + 
1 ) )  e.  F  <->  ( ( A ^ w )  x.  A )  e.  F
) )
2923, 28mpbird 166 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  F  /\  w  e.  NN )  /\  ( A ^
w )  e.  F
)  ->  ( A ^ ( w  + 
1 ) )  e.  F )
3029exp31 361 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  F  ->  (
w  e.  NN  ->  ( ( A ^ w
)  e.  F  -> 
( A ^ (
w  +  1 ) )  e.  F ) ) )
3130com12 30 . . . . . 6  |-  ( w  e.  NN  ->  ( A  e.  F  ->  ( ( A ^ w
)  e.  F  -> 
( A ^ (
w  +  1 ) )  e.  F ) ) )
3231a2d 26 . . . . 5  |-  ( w  e.  NN  ->  (
( A  e.  F  ->  ( A ^ w
)  e.  F )  ->  ( A  e.  F  ->  ( A ^ ( w  + 
1 ) )  e.  F ) ) )
334, 7, 10, 13, 19, 32nnind 8729 . . . 4  |-  ( B  e.  NN  ->  ( A  e.  F  ->  ( A ^ B )  e.  F ) )
3433impcom 124 . . 3  |-  ( ( A  e.  F  /\  B  e.  NN )  ->  ( A ^ B
)  e.  F )
35 oveq2 5775 . . . . 5  |-  ( B  =  0  ->  ( A ^ B )  =  ( A ^ 0 ) )
36 exp0 10290 . . . . . 6  |-  ( A  e.  CC  ->  ( A ^ 0 )  =  1 )
3715, 36syl 14 . . . . 5  |-  ( A  e.  F  ->  ( A ^ 0 )  =  1 )
3835, 37sylan9eqr 2192 . . . 4  |-  ( ( A  e.  F  /\  B  =  0 )  ->  ( A ^ B )  =  1 )
39 expcllem.3 . . . 4  |-  1  e.  F
4038, 39eqeltrdi 2228 . . 3  |-  ( ( A  e.  F  /\  B  =  0 )  ->  ( A ^ B )  e.  F
)
4134, 40jaodan 786 . 2  |-  ( ( A  e.  F  /\  ( B  e.  NN  \/  B  =  0
) )  ->  ( A ^ B )  e.  F )
421, 41sylan2b 285 1  |-  ( ( A  e.  F  /\  B  e.  NN0 )  -> 
( A ^ B
)  e.  F )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 103    <-> wb 104    \/ wo 697    = wceq 1331    e. wcel 1480    C_ wss 3066  (class class class)co 5767   CCcc 7611   0cc0 7613   1c1 7614    + caddc 7616    x. cmul 7618   NNcn 8713   NN0cn0 8970   ^cexp 10285
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2119  ax-coll 4038  ax-sep 4041  ax-nul 4049  ax-pow 4093  ax-pr 4126  ax-un 4350  ax-setind 4447  ax-iinf 4497  ax-cnex 7704  ax-resscn 7705  ax-1cn 7706  ax-1re 7707  ax-icn 7708  ax-addcl 7709  ax-addrcl 7710  ax-mulcl 7711  ax-mulrcl 7712  ax-addcom 7713  ax-mulcom 7714  ax-addass 7715  ax-mulass 7716  ax-distr 7717  ax-i2m1 7718  ax-0lt1 7719  ax-1rid 7720  ax-0id 7721  ax-rnegex 7722  ax-precex 7723  ax-cnre 7724  ax-pre-ltirr 7725  ax-pre-ltwlin 7726  ax-pre-lttrn 7727  ax-pre-apti 7728  ax-pre-ltadd 7729  ax-pre-mulgt0 7730  ax-pre-mulext 7731
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 820  df-3or 963  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2000  df-mo 2001  df-clab 2124  df-cleq 2130  df-clel 2133  df-nfc 2268  df-ne 2307  df-nel 2402  df-ral 2419  df-rex 2420  df-reu 2421  df-rmo 2422  df-rab 2423  df-v 2683  df-sbc 2905  df-csb 2999  df-dif 3068  df-un 3070  df-in 3072  df-ss 3079  df-nul 3359  df-if 3470  df-pw 3507  df-sn 3528  df-pr 3529  df-op 3531  df-uni 3732  df-int 3767  df-iun 3810  df-br 3925  df-opab 3985  df-mpt 3986  df-tr 4022  df-id 4210  df-po 4213  df-iso 4214  df-iord 4283  df-on 4285  df-ilim 4286  df-suc 4288  df-iom 4500  df-xp 4540  df-rel 4541  df-cnv 4542  df-co 4543  df-dm 4544  df-rn 4545  df-res 4546  df-ima 4547  df-iota 5083  df-fun 5120  df-fn 5121  df-f 5122  df-f1 5123  df-fo 5124  df-f1o 5125  df-fv 5126  df-riota 5723  df-ov 5770  df-oprab 5771  df-mpo 5772  df-1st 6031  df-2nd 6032  df-recs 6195  df-frec 6281  df-pnf 7795  df-mnf 7796  df-xr 7797  df-ltxr 7798  df-le 7799  df-sub 7928  df-neg 7929  df-reap 8330  df-ap 8337  df-div 8426  df-inn 8714  df-n0 8971  df-z 9048  df-uz 9320  df-seqfrec 10212  df-exp 10286
This theorem is referenced by:  expcl2lemap  10298  nnexpcl  10299  nn0expcl  10300  zexpcl  10301  qexpcl  10302  reexpcl  10303  expcl  10304  expge0  10322  expge1  10323
  Copyright terms: Public domain W3C validator