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Theorem ostth 20784
Description: Ostrowski's theorem, which classifies all absolute values on  QQ. Any such absolute value must either be the trivial absolute value  K, a constant exponent  0  <  a  <_  1 times the regular absolute value, or a positive exponent times the p-adic absolute value. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
qrng.q  |-  Q  =  (flds  QQ )
qabsabv.a  |-  A  =  (AbsVal `  Q )
padic.j  |-  J  =  ( q  e.  Prime  |->  ( x  e.  QQ  |->  if ( x  =  0 ,  0 ,  ( q ^ -u (
q  pCnt  x )
) ) ) )
ostth.k  |-  K  =  ( x  e.  QQ  |->  if ( x  =  0 ,  0 ,  1 ) )
Assertion
Ref Expression
ostth  |-  ( F  e.  A  <->  ( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1
) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) )  \/  E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y )  ^ c 
a ) ) ) )
Distinct variable groups:    q, a, x, y    g, a, J, y    A, a, q, x, y    x, Q, y    F, a    g, q, F, y    x, F
Dummy variables  k  n  p  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
Allowed substitution groups:    A( g)    Q( g, q, a)    J( x, q)    K( x, y, g, q, a)

Proof of Theorem ostth
StepHypRef Expression
1 qrng.q . . . . . . 7  |-  Q  =  (flds  QQ )
2 qabsabv.a . . . . . . 7  |-  A  =  (AbsVal `  Q )
3 padic.j . . . . . . 7  |-  J  =  ( q  e.  Prime  |->  ( x  e.  QQ  |->  if ( x  =  0 ,  0 ,  ( q ^ -u (
q  pCnt  x )
) ) ) )
4 ostth.k . . . . . . 7  |-  K  =  ( x  e.  QQ  |->  if ( x  =  0 ,  0 ,  1 ) )
5 simpl 445 . . . . . . 7  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( n  e.  NN  /\  1  <  ( F `
 n ) ) )  ->  F  e.  A )
6 1re 8834 . . . . . . . . . . . 12  |-  1  e.  RR
76ltnri 8926 . . . . . . . . . . 11  |-  -.  1  <  1
8 ax-1ne0 8803 . . . . . . . . . . . . 13  |-  1  =/=  0
91qrng1 20767 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  1  =  ( 1r `  Q )
101qrng0 20766 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  0  =  ( 0g `  Q )
112, 9, 10abv1z 15593 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( F  e.  A  /\  1  =/=  0 )  -> 
( F `  1
)  =  1 )
128, 11mpan2 654 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( F  e.  A  ->  ( F `  1 )  =  1 )
1312breq2d 4038 . . . . . . . . . . 11  |-  ( F  e.  A  ->  (
1  <  ( F `  1 )  <->  1  <  1 ) )
147, 13mtbiri 296 . . . . . . . . . 10  |-  ( F  e.  A  ->  -.  1  <  ( F ` 
1 ) )
1514adantr 453 . . . . . . . . 9  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( n  e.  NN  /\  1  <  ( F `
 n ) ) )  ->  -.  1  <  ( F `  1
) )
16 simprr 735 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( n  e.  NN  /\  1  <  ( F `
 n ) ) )  ->  1  <  ( F `  n ) )
17 fveq2 5487 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  =  1  ->  ( F `  n )  =  ( F ` 
1 ) )
1817breq2d 4038 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  =  1  ->  (
1  <  ( F `  n )  <->  1  <  ( F `  1 ) ) )
1916, 18syl5ibcom 213 . . . . . . . . 9  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( n  e.  NN  /\  1  <  ( F `
 n ) ) )  ->  ( n  =  1  ->  1  <  ( F `  1
) ) )
2015, 19mtod 170 . . . . . . . 8  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( n  e.  NN  /\  1  <  ( F `
 n ) ) )  ->  -.  n  =  1 )
21 simprl 734 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( n  e.  NN  /\  1  <  ( F `
 n ) ) )  ->  n  e.  NN )
22 elnn1uz2 10291 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  <->  ( n  =  1  \/  n  e.  ( ZZ>= `  2 )
) )
2321, 22sylib 190 . . . . . . . . 9  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( n  e.  NN  /\  1  <  ( F `
 n ) ) )  ->  ( n  =  1  \/  n  e.  ( ZZ>= `  2 )
) )
2423ord 368 . . . . . . . 8  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( n  e.  NN  /\  1  <  ( F `
 n ) ) )  ->  ( -.  n  =  1  ->  n  e.  ( ZZ>= `  2
) ) )
2520, 24mpd 16 . . . . . . 7  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( n  e.  NN  /\  1  <  ( F `
 n ) ) )  ->  n  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
26 eqid 2286 . . . . . . 7  |-  ( ( log `  ( F `
 n ) )  /  ( log `  n
) )  =  ( ( log `  ( F `  n )
)  /  ( log `  n ) )
271, 2, 3, 4, 5, 25, 16, 26ostth2 20782 . . . . . 6  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( n  e.  NN  /\  1  <  ( F `
 n ) ) )  ->  E. a  e.  ( 0 (,] 1
) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) ) )
2827expr 600 . . . . 5  |-  ( ( F  e.  A  /\  n  e.  NN )  ->  ( 1  <  ( F `  n )  ->  E. a  e.  ( 0 (,] 1 ) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c  a ) ) ) )
2928rexlimdva 2670 . . . 4  |-  ( F  e.  A  ->  ( E. n  e.  NN  1  <  ( F `  n )  ->  E. a  e.  ( 0 (,] 1
) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) ) ) )
30 3mix2 1127 . . . 4  |-  ( E. a  e.  ( 0 (,] 1 ) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c 
a ) )  -> 
( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1
) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) )  \/  E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y )  ^ c 
a ) ) ) )
3129, 30syl6 31 . . 3  |-  ( F  e.  A  ->  ( E. n  e.  NN  1  <  ( F `  n )  ->  ( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1 ) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c 
a ) )  \/ 
E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `
 y )  ^ c  a ) ) ) ) )
32 ralnex 2556 . . . 4  |-  ( A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `  n )  <->  -.  E. n  e.  NN  1  <  ( F `  n )
)
33 simpll 732 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( F  e.  A  /\  A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n ) )  /\  ( p  e. 
Prime  /\  ( F `  p )  <  1
) )  ->  F  e.  A )
34 simplr 733 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( F  e.  A  /\  A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n ) )  /\  ( p  e. 
Prime  /\  ( F `  p )  <  1
) )  ->  A. n  e.  NN  -.  1  < 
( F `  n
) )
35 fveq2 5487 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  =  k  ->  ( F `  n )  =  ( F `  k ) )
3635breq2d 4038 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  =  k  ->  (
1  <  ( F `  n )  <->  1  <  ( F `  k ) ) )
3736notbid 287 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  =  k  ->  ( -.  1  <  ( F `
 n )  <->  -.  1  <  ( F `  k
) ) )
3837cbvralv 2767 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `  n )  <->  A. k  e.  NN  -.  1  < 
( F `  k
) )
3934, 38sylib 190 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( F  e.  A  /\  A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n ) )  /\  ( p  e. 
Prime  /\  ( F `  p )  <  1
) )  ->  A. k  e.  NN  -.  1  < 
( F `  k
) )
40 simprl 734 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( F  e.  A  /\  A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n ) )  /\  ( p  e. 
Prime  /\  ( F `  p )  <  1
) )  ->  p  e.  Prime )
41 simprr 735 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( F  e.  A  /\  A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n ) )  /\  ( p  e. 
Prime  /\  ( F `  p )  <  1
) )  ->  ( F `  p )  <  1 )
42 eqid 2286 . . . . . . . . . 10  |-  -u (
( log `  ( F `  p )
)  /  ( log `  p ) )  = 
-u ( ( log `  ( F `  p
) )  /  ( log `  p ) )
43 eqid 2286 . . . . . . . . . 10  |-  if ( ( F `  p
)  <_  ( F `  z ) ,  ( F `  z ) ,  ( F `  p ) )  =  if ( ( F `
 p )  <_ 
( F `  z
) ,  ( F `
 z ) ,  ( F `  p
) )
441, 2, 3, 4, 33, 39, 40, 41, 42, 43ostth3 20783 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( F  e.  A  /\  A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n ) )  /\  ( p  e. 
Prime  /\  ( F `  p )  <  1
) )  ->  E. a  e.  RR+  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `  y
)  ^ c  a ) ) )
4544expr 600 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F  e.  A  /\  A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n ) )  /\  p  e.  Prime )  ->  ( ( F `
 p )  <  1  ->  E. a  e.  RR+  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `  y
)  ^ c  a ) ) ) )
4645reximdva 2658 . . . . . . 7  |-  ( ( F  e.  A  /\  A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `  n ) )  -> 
( E. p  e. 
Prime  ( F `  p
)  <  1  ->  E. p  e.  Prime  E. a  e.  RR+  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `  y
)  ^ c  a ) ) ) )
471, 2, 3padicabvf 20776 . . . . . . . . . . 11  |-  J : Prime --> A
48 ffn 5356 . . . . . . . . . . 11  |-  ( J : Prime --> A  ->  J  Fn  Prime )
49 fveq1 5486 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( g  =  ( J `  p )  ->  (
g `  y )  =  ( ( J `
 p ) `  y ) )
5049oveq1d 5836 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( g  =  ( J `  p )  ->  (
( g `  y
)  ^ c  a )  =  ( ( ( J `  p
) `  y )  ^ c  a )
)
5150mpteq2dv 4110 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( g  =  ( J `  p )  ->  (
y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y
)  ^ c  a ) )  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `  y
)  ^ c  a ) ) )
5251eqeq2d 2297 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( g  =  ( J `  p )  ->  ( F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `
 y )  ^ c  a ) )  <-> 
F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p
) `  y )  ^ c  a )
) ) )
5352rexrn 5630 . . . . . . . . . . 11  |-  ( J  Fn  Prime  ->  ( E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `
 y )  ^ c  a ) )  <->  E. p  e.  Prime  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `
 y )  ^ c  a ) ) ) )
5447, 48, 53mp2b 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `
 y )  ^ c  a ) )  <->  E. p  e.  Prime  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `
 y )  ^ c  a ) ) )
5554rexbii 2571 . . . . . . . . 9  |-  ( E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y )  ^ c 
a ) )  <->  E. a  e.  RR+  E. p  e. 
Prime  F  =  (
y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `  y
)  ^ c  a ) ) )
56 rexcom 2704 . . . . . . . . 9  |-  ( E. a  e.  RR+  E. p  e.  Prime  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `  y
)  ^ c  a ) )  <->  E. p  e.  Prime  E. a  e.  RR+  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `
 y )  ^ c  a ) ) )
5755, 56bitri 242 . . . . . . . 8  |-  ( E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y )  ^ c 
a ) )  <->  E. p  e.  Prime  E. a  e.  RR+  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `
 y )  ^ c  a ) ) )
58 3mix3 1128 . . . . . . . 8  |-  ( E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y )  ^ c 
a ) )  -> 
( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1
) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) )  \/  E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y )  ^ c 
a ) ) ) )
5957, 58sylbir 206 . . . . . . 7  |-  ( E. p  e.  Prime  E. a  e.  RR+  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `  y
)  ^ c  a ) )  ->  ( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1 ) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c 
a ) )  \/ 
E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `
 y )  ^ c  a ) ) ) )
6046, 59syl6 31 . . . . . 6  |-  ( ( F  e.  A  /\  A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `  n ) )  -> 
( E. p  e. 
Prime  ( F `  p
)  <  1  ->  ( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1 ) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c 
a ) )  \/ 
E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `
 y )  ^ c  a ) ) ) ) )
61 ralnex 2556 . . . . . . 7  |-  ( A. p  e.  Prime  -.  ( F `  p )  <  1  <->  -.  E. p  e.  Prime  ( F `  p )  <  1
)
62 simpl 445 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n )  /\  A. p  e.  Prime  -.  ( F `  p )  <  1 ) )  ->  F  e.  A )
63 simprl 734 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n )  /\  A. p  e.  Prime  -.  ( F `  p )  <  1 ) )  ->  A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n ) )
6463, 38sylib 190 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n )  /\  A. p  e.  Prime  -.  ( F `  p )  <  1 ) )  ->  A. k  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 k ) )
65 simprr 735 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n )  /\  A. p  e.  Prime  -.  ( F `  p )  <  1 ) )  ->  A. p  e.  Prime  -.  ( F `  p
)  <  1 )
66 fveq2 5487 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( p  =  k  ->  ( F `  p )  =  ( F `  k ) )
6766breq1d 4036 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( p  =  k  ->  (
( F `  p
)  <  1  <->  ( F `  k )  <  1
) )
6867notbid 287 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( p  =  k  ->  ( -.  ( F `  p
)  <  1  <->  -.  ( F `  k )  <  1 ) )
6968cbvralv 2767 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A. p  e.  Prime  -.  ( F `  p )  <  1  <->  A. k  e.  Prime  -.  ( F `  k
)  <  1 )
7065, 69sylib 190 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n )  /\  A. p  e.  Prime  -.  ( F `  p )  <  1 ) )  ->  A. k  e.  Prime  -.  ( F `  k
)  <  1 )
711, 2, 3, 4, 62, 64, 70ostth1 20778 . . . . . . . . 9  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n )  /\  A. p  e.  Prime  -.  ( F `  p )  <  1 ) )  ->  F  =  K )
72 3mix1 1126 . . . . . . . . 9  |-  ( F  =  K  ->  ( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1 ) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c 
a ) )  \/ 
E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `
 y )  ^ c  a ) ) ) )
7371, 72syl 17 . . . . . . . 8  |-  ( ( F  e.  A  /\  ( A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n )  /\  A. p  e.  Prime  -.  ( F `  p )  <  1 ) )  -> 
( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1
) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) )  \/  E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y )  ^ c 
a ) ) ) )
7473expr 600 . . . . . . 7  |-  ( ( F  e.  A  /\  A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `  n ) )  -> 
( A. p  e. 
Prime  -.  ( F `  p )  <  1  ->  ( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1
) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) )  \/  E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y )  ^ c 
a ) ) ) ) )
7561, 74syl5bir 211 . . . . . 6  |-  ( ( F  e.  A  /\  A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `  n ) )  -> 
( -.  E. p  e.  Prime  ( F `  p )  <  1  ->  ( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1
) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) )  \/  E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y )  ^ c 
a ) ) ) ) )
7660, 75pm2.61d 152 . . . . 5  |-  ( ( F  e.  A  /\  A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `  n ) )  -> 
( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1
) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) )  \/  E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y )  ^ c 
a ) ) ) )
7776ex 425 . . . 4  |-  ( F  e.  A  ->  ( A. n  e.  NN  -.  1  <  ( F `
 n )  -> 
( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1
) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) )  \/  E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y )  ^ c 
a ) ) ) ) )
7832, 77syl5bir 211 . . 3  |-  ( F  e.  A  ->  ( -.  E. n  e.  NN  1  <  ( F `  n )  ->  ( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1 ) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c 
a ) )  \/ 
E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `
 y )  ^ c  a ) ) ) ) )
7931, 78pm2.61d 152 . 2  |-  ( F  e.  A  ->  ( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1 ) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c 
a ) )  \/ 
E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `
 y )  ^ c  a ) ) ) )
80 id 21 . . . 4  |-  ( F  =  K  ->  F  =  K )
811qdrng 20765 . . . . 5  |-  Q  e.  DivRing
821qrngbas 20764 . . . . . 6  |-  QQ  =  ( Base `  Q )
832, 82, 10, 4abvtriv 15602 . . . . 5  |-  ( Q  e.  DivRing  ->  K  e.  A
)
8481, 83ax-mp 10 . . . 4  |-  K  e.  A
8580, 84syl6eqel 2374 . . 3  |-  ( F  =  K  ->  F  e.  A )
861, 2qabsabv 20774 . . . . . 6  |-  ( abs  |`  QQ )  e.  A
87 fvres 5504 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  QQ  ->  (
( abs  |`  QQ ) `
 y )  =  ( abs `  y
) )
8887oveq1d 5836 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  QQ  ->  (
( ( abs  |`  QQ ) `
 y )  ^ c  a )  =  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) )
8988mpteq2ia 4105 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( abs  |`  QQ ) `
 y )  ^ c  a ) )  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c 
a ) )
9089eqcomi 2290 . . . . . . 7  |-  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c  a ) )  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( abs  |`  QQ ) `
 y )  ^ c  a ) )
912, 82, 90abvcxp 20760 . . . . . 6  |-  ( ( ( abs  |`  QQ )  e.  A  /\  a  e.  ( 0 (,] 1
) )  ->  (
y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) )  e.  A
)
9286, 91mpan 653 . . . . 5  |-  ( a  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) )  e.  A
)
93 eleq1 2346 . . . . 5  |-  ( F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c 
a ) )  -> 
( F  e.  A  <->  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) )  e.  A
) )
9492, 93syl5ibrcom 215 . . . 4  |-  ( a  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c 
a ) )  ->  F  e.  A )
)
9594rexlimiv 2664 . . 3  |-  ( E. a  e.  ( 0 (,] 1 ) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c 
a ) )  ->  F  e.  A )
961, 2, 3padicabvcxp 20777 . . . . . . 7  |-  ( ( p  e.  Prime  /\  a  e.  RR+ )  ->  (
y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `  y
)  ^ c  a ) )  e.  A
)
9796ancoms 441 . . . . . 6  |-  ( ( a  e.  RR+  /\  p  e.  Prime )  ->  (
y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `  y
)  ^ c  a ) )  e.  A
)
98 eleq1 2346 . . . . . 6  |-  ( F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `
 y )  ^ c  a ) )  ->  ( F  e.  A  <->  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `
 y )  ^ c  a ) )  e.  A ) )
9997, 98syl5ibrcom 215 . . . . 5  |-  ( ( a  e.  RR+  /\  p  e.  Prime )  ->  ( F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `
 y )  ^ c  a ) )  ->  F  e.  A
) )
10099rexlimivv 2675 . . . 4  |-  ( E. a  e.  RR+  E. p  e.  Prime  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( ( J `  p ) `  y
)  ^ c  a ) )  ->  F  e.  A )
10155, 100sylbi 189 . . 3  |-  ( E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y )  ^ c 
a ) )  ->  F  e.  A )
10285, 95, 1013jaoi 1247 . 2  |-  ( ( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1 ) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y )  ^ c 
a ) )  \/ 
E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `
 y )  ^ c  a ) ) )  ->  F  e.  A )
10379, 102impbii 182 1  |-  ( F  e.  A  <->  ( F  =  K  \/  E. a  e.  ( 0 (,] 1
) F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( abs `  y
)  ^ c  a ) )  \/  E. a  e.  RR+  E. g  e.  ran  J  F  =  ( y  e.  QQ  |->  ( ( g `  y )  ^ c 
a ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 5    <-> wb 178    \/ wo 359    /\ wa 360    \/ w3o 935    = wceq 1625    e. wcel 1687    =/= wne 2449   A.wral 2546   E.wrex 2547   ifcif 3568   class class class wbr 4026    e. cmpt 4080   ran crn 4691    |` cres 4692    Fn wfn 5218   -->wf 5219   ` cfv 5223  (class class class)co 5821   0cc0 8734   1c1 8735    < clt 8864    <_ cle 8865   -ucneg 9035    / cdiv 9420   NNcn 9743   2c2 9792   ZZ>=cuz 10227   QQcq 10313   RR+crp 10351   (,]cioc 10653   ^cexp 11100   abscabs 11715   Primecprime 12754    pCnt cpc 12885   ↾s cress 13145   DivRingcdr 15508  AbsValcabv 15577  ℂfldccnfld 16373   logclog 19908    ^ c ccxp 19909
This theorem was proved from axioms:  ax-1 7  ax-2 8  ax-3 9  ax-mp 10  ax-gen 1535  ax-5 1546  ax-17 1605  ax-9 1638  ax-8 1646  ax-13 1689  ax-14 1691  ax-6 1706  ax-7 1711  ax-11 1718  ax-12 1870  ax-ext 2267  ax-rep 4134  ax-sep 4144  ax-nul 4152  ax-pow 4189  ax-pr 4215  ax-un 4513  ax-inf2 7339  ax-cnex 8790  ax-resscn 8791  ax-1cn 8792  ax-icn 8793  ax-addcl 8794  ax-addrcl 8795  ax-mulcl 8796  ax-mulrcl 8797  ax-mulcom 8798  ax-addass 8799  ax-mulass 8800  ax-distr 8801  ax-i2m1 8802  ax-1ne0 8803  ax-1rid 8804  ax-rnegex 8805  ax-rrecex 8806  ax-cnre 8807  ax-pre-lttri 8808  ax-pre-lttrn 8809  ax-pre-ltadd 8810  ax-pre-mulgt0 8811  ax-pre-sup 8812  ax-addf 8813  ax-mulf 8814
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1312  df-ex 1531  df-nf 1534  df-sb 1633  df-eu 2150  df-mo 2151  df-clab 2273  df-cleq 2279  df-clel 2282  df-nfc 2411  df-ne 2451  df-nel 2452  df-ral 2551  df-rex 2552  df-reu 2553  df-rmo 2554  df-rab 2555  df-v 2793  df-sbc 2995  df-csb 3085  df-dif 3158  df-un 3160  df-in 3162  df-ss 3169  df-pss 3171  df-nul 3459  df-if 3569  df-pw 3630  df-sn 3649  df-pr 3650  df-tp 3651  df-op 3652  df-uni 3831  df-int 3866  df-iun 3910  df-iin 3911  df-br 4027  df-opab 4081  df-mpt 4082  df-tr 4117  df-eprel 4306  df-id 4310  df-po 4315  df-so 4316  df-fr 4353  df-se 4354  df-we 4355  df-ord 4396  df-on 4397  df-lim 4398  df-suc 4399  df-om 4658  df-xp 4696  df-rel 4697  df-cnv 4698  df-co 4699  df-dm 4700  df-rn 4701  df-res 4702  df-ima 4703  df-fun 5225  df-fn 5226  df-f 5227  df-f1 5228  df-fo 5229  df-f1o 5230  df-fv 5231  df-isom 5232  df-ov 5824  df-oprab 5825  df-mpt2 5826  df-of 6041  df-1st 6085  df-2nd 6086  df-tpos 6197  df-iota 6254  df-riota 6301  df-recs 6385  df-rdg 6420  df-1o 6476  df-2o 6477  df-oadd 6480  df-er 6657  df-map 6771  df-pm 6772  df-ixp 6815  df-en 6861  df-dom 6862  df-sdom 6863  df-fin 6864  df-fi 7162  df-sup 7191  df-oi 7222  df-card 7569  df-cda 7791  df-pnf 8866  df-mnf 8867  df-xr 8868  df-ltxr 8869  df-le 8870  df-sub 9036  df-neg 9037  df-div 9421  df-nn 9744  df-2 9801  df-3 9802  df-4 9803  df-5 9804  df-6 9805  df-7 9806  df-8 9807  df-9 9808  df-10 9809  df-n0 9963  df-z 10022  df-dec 10122  df-uz 10228  df-q 10314  df-rp 10352  df-xneg 10449  df-xadd 10450  df-xmul 10451  df-ioo 10656  df-ioc 10657  df-ico 10658  df-icc 10659  df-fz 10779  df-fzo 10867  df-fl 10921  df-mod 10970  df-seq 11043  df-exp 11101  df-fac 11285  df-bc 11312  df-hash 11334  df-shft 11558  df-cj 11580  df-re 11581  df-im 11582  df-sqr 11716  df-abs 11717  df-limsup 11941  df-clim 11958  df-rlim 11959  df-sum 12155  df-ef 12345  df-sin 12347  df-cos 12348  df-pi 12350  df-dvds 12528  df-gcd 12682  df-prm 12755  df-pc 12886  df-struct 13146  df-ndx 13147  df-slot 13148  df-base 13149  df-sets 13150  df-ress 13151  df-plusg 13217  df-mulr 13218  df-starv 13219  df-sca 13220  df-vsca 13221  df-tset 13223  df-ple 13224  df-ds 13226  df-hom 13228  df-cco 13229  df-rest 13323  df-topn 13324  df-topgen 13340  df-pt 13341  df-prds 13344  df-xrs 13399  df-0g 13400  df-gsum 13401  df-qtop 13406  df-imas 13407  df-xps 13409  df-mre 13484  df-mrc 13485  df-acs 13487  df-mnd 14363  df-submnd 14412  df-grp 14485  df-minusg 14486  df-mulg 14488  df-subg 14614  df-cntz 14789  df-cmn 15087  df-mgp 15322  df-rng 15336  df-cring 15337  df-ur 15338  df-oppr 15401  df-dvdsr 15419  df-unit 15420  df-invr 15450  df-dvr 15461  df-drng 15510  df-subrg 15539  df-abv 15578  df-xmet 16369  df-met 16370  df-bl 16371  df-mopn 16372  df-cnfld 16374  df-top 16632  df-bases 16634  df-topon 16635  df-topsp 16636  df-cld 16752  df-ntr 16753  df-cls 16754  df-nei 16831  df-lp 16864  df-perf 16865  df-cn 16953  df-cnp 16954  df-haus 17039  df-tx 17253  df-hmeo 17442  df-fbas 17516  df-fg 17517  df-fil 17537  df-fm 17629  df-flim 17630  df-flf 17631  df-xms 17881  df-ms 17882  df-tms 17883  df-cncf 18378  df-limc 19212  df-dv 19213  df-log 19910  df-cxp 19911
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