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

Theorem expcllem 10487
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 9137 . 2  |-  ( B  e.  NN0  <->  ( B  e.  NN  \/  B  =  0 ) )
2 oveq2 5861 . . . . . . 7  |-  ( z  =  1  ->  ( A ^ z )  =  ( A ^ 1 ) )
32eleq1d 2239 . . . . . 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 5861 . . . . . . 7  |-  ( z  =  w  ->  ( A ^ z )  =  ( A ^ w
) )
65eleq1d 2239 . . . . . 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 5861 . . . . . . 7  |-  ( z  =  ( w  + 
1 )  ->  ( A ^ z )  =  ( A ^ (
w  +  1 ) ) )
98eleq1d 2239 . . . . . 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 5861 . . . . . . 7  |-  ( z  =  B  ->  ( A ^ z )  =  ( A ^ B
) )
1211eleq1d 2239 . . . . . 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 3143 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  F  ->  A  e.  CC )
16 exp1 10482 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  CC  ->  ( A ^ 1 )  =  A )
1715, 16syl 14 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  F  ->  ( A ^ 1 )  =  A )
1817eleq1d 2239 . . . . . 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 6007 . . . . . . . . . . 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 474 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  F  /\  w  e.  NN )  /\  ( A ^
w )  e.  F
)  ->  ( ( A ^ w )  x.  A )  e.  F
)
24 nnnn0 9142 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( w  e.  NN  ->  w  e.  NN0 )
25 expp1 10483 . . . . . . . . . . . 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 2239 . . . . . . . . . 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 362 . . . . . . 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 8894 . . . 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 5861 . . . . 5  |-  ( B  =  0  ->  ( A ^ B )  =  ( A ^ 0 ) )
36 exp0 10480 . . . . . 6  |-  ( A  e.  CC  ->  ( A ^ 0 )  =  1 )
3715, 36syl 14 . . . . 5  |-  ( A  e.  F  ->  ( A ^ 0 )  =  1 )
3835, 37sylan9eqr 2225 . . . 4  |-  ( ( A  e.  F  /\  B  =  0 )  ->  ( A ^ B )  =  1 )
39 expcllem.3 . . . 4  |-  1  e.  F
4038, 39eqeltrdi 2261 . . 3  |-  ( ( A  e.  F  /\  B  =  0 )  ->  ( A ^ B )  e.  F
)
4134, 40jaodan 792 . 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 703    = wceq 1348    e. wcel 2141    C_ wss 3121  (class class class)co 5853   CCcc 7772   0cc0 7774   1c1 7775    + caddc 7777    x. cmul 7779   NNcn 8878   NN0cn0 9135   ^cexp 10475
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 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-coll 4104  ax-sep 4107  ax-nul 4115  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418  ax-setind 4521  ax-iinf 4572  ax-cnex 7865  ax-resscn 7866  ax-1cn 7867  ax-1re 7868  ax-icn 7869  ax-addcl 7870  ax-addrcl 7871  ax-mulcl 7872  ax-mulrcl 7873  ax-addcom 7874  ax-mulcom 7875  ax-addass 7876  ax-mulass 7877  ax-distr 7878  ax-i2m1 7879  ax-0lt1 7880  ax-1rid 7881  ax-0id 7882  ax-rnegex 7883  ax-precex 7884  ax-cnre 7885  ax-pre-ltirr 7886  ax-pre-ltwlin 7887  ax-pre-lttrn 7888  ax-pre-apti 7889  ax-pre-ltadd 7890  ax-pre-mulgt0 7891  ax-pre-mulext 7892
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 830  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ne 2341  df-nel 2436  df-ral 2453  df-rex 2454  df-reu 2455  df-rmo 2456  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-csb 3050  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-if 3527  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-int 3832  df-iun 3875  df-br 3990  df-opab 4051  df-mpt 4052  df-tr 4088  df-id 4278  df-po 4281  df-iso 4282  df-iord 4351  df-on 4353  df-ilim 4354  df-suc 4356  df-iom 4575  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-rn 4622  df-res 4623  df-ima 4624  df-iota 5160  df-fun 5200  df-fn 5201  df-f 5202  df-f1 5203  df-fo 5204  df-f1o 5205  df-fv 5206  df-riota 5809  df-ov 5856  df-oprab 5857  df-mpo 5858  df-1st 6119  df-2nd 6120  df-recs 6284  df-frec 6370  df-pnf 7956  df-mnf 7957  df-xr 7958  df-ltxr 7959  df-le 7960  df-sub 8092  df-neg 8093  df-reap 8494  df-ap 8501  df-div 8590  df-inn 8879  df-n0 9136  df-z 9213  df-uz 9488  df-seqfrec 10402  df-exp 10476
This theorem is referenced by:  expcl2lemap  10488  nnexpcl  10489  nn0expcl  10490  zexpcl  10491  qexpcl  10492  reexpcl  10493  expcl  10494  expge0  10512  expge1  10513  lgsfcl2  13701
  Copyright terms: Public domain W3C validator