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

Theorem expcllem 10624
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 9245 . 2  |-  ( B  e.  NN0  <->  ( B  e.  NN  \/  B  =  0 ) )
2 oveq2 5927 . . . . . . 7  |-  ( z  =  1  ->  ( A ^ z )  =  ( A ^ 1 ) )
32eleq1d 2262 . . . . . 6  |-  ( z  =  1  ->  (
( A ^ z
)  e.  F  <->  ( A ^ 1 )  e.  F ) )
43imbi2d 230 . . . . 5  |-  ( z  =  1  ->  (
( A  e.  F  ->  ( A ^ z
)  e.  F )  <-> 
( A  e.  F  ->  ( A ^ 1 )  e.  F ) ) )
5 oveq2 5927 . . . . . . 7  |-  ( z  =  w  ->  ( A ^ z )  =  ( A ^ w
) )
65eleq1d 2262 . . . . . 6  |-  ( z  =  w  ->  (
( A ^ z
)  e.  F  <->  ( A ^ w )  e.  F ) )
76imbi2d 230 . . . . 5  |-  ( z  =  w  ->  (
( A  e.  F  ->  ( A ^ z
)  e.  F )  <-> 
( A  e.  F  ->  ( A ^ w
)  e.  F ) ) )
8 oveq2 5927 . . . . . . 7  |-  ( z  =  ( w  + 
1 )  ->  ( A ^ z )  =  ( A ^ (
w  +  1 ) ) )
98eleq1d 2262 . . . . . 6  |-  ( z  =  ( w  + 
1 )  ->  (
( A ^ z
)  e.  F  <->  ( A ^ ( w  + 
1 ) )  e.  F ) )
109imbi2d 230 . . . . 5  |-  ( z  =  ( w  + 
1 )  ->  (
( A  e.  F  ->  ( A ^ z
)  e.  F )  <-> 
( A  e.  F  ->  ( A ^ (
w  +  1 ) )  e.  F ) ) )
11 oveq2 5927 . . . . . . 7  |-  ( z  =  B  ->  ( A ^ z )  =  ( A ^ B
) )
1211eleq1d 2262 . . . . . 6  |-  ( z  =  B  ->  (
( A ^ z
)  e.  F  <->  ( A ^ B )  e.  F
) )
1312imbi2d 230 . . . . 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 3176 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  F  ->  A  e.  CC )
16 exp1 10619 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  CC  ->  ( A ^ 1 )  =  A )
1715, 16syl 14 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  F  ->  ( A ^ 1 )  =  A )
1817eleq1d 2262 . . . . . 6  |-  ( A  e.  F  ->  (
( A ^ 1 )  e.  F  <->  A  e.  F ) )
1918ibir 177 . . . . 5  |-  ( A  e.  F  ->  ( A ^ 1 )  e.  F )
20 expcllem.2 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  e.  F  /\  y  e.  F )  ->  ( x  x.  y
)  e.  F )
2120caovcl 6075 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A ^ w
)  e.  F  /\  A  e.  F )  ->  ( ( A ^
w )  x.  A
)  e.  F )
2221ancoms 268 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  F  /\  ( A ^ w )  e.  F )  -> 
( ( A ^
w )  x.  A
)  e.  F )
2322adantlr 477 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  F  /\  w  e.  NN )  /\  ( A ^
w )  e.  F
)  ->  ( ( A ^ w )  x.  A )  e.  F
)
24 nnnn0 9250 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( w  e.  NN  ->  w  e.  NN0 )
25 expp1 10620 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( A  e.  CC  /\  w  e.  NN0 )  -> 
( A ^ (
w  +  1 ) )  =  ( ( A ^ w )  x.  A ) )
2615, 24, 25syl2an 289 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  e.  F  /\  w  e.  NN )  ->  ( A ^ (
w  +  1 ) )  =  ( ( A ^ w )  x.  A ) )
2726eleq1d 2262 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  F  /\  w  e.  NN )  ->  ( ( A ^
( w  +  1 ) )  e.  F  <->  ( ( A ^ w
)  x.  A )  e.  F ) )
2827adantr 276 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  F  /\  w  e.  NN )  /\  ( A ^
w )  e.  F
)  ->  ( ( A ^ ( w  + 
1 ) )  e.  F  <->  ( ( A ^ w )  x.  A )  e.  F
) )
2923, 28mpbird 167 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  F  /\  w  e.  NN )  /\  ( A ^
w )  e.  F
)  ->  ( A ^ ( w  + 
1 ) )  e.  F )
3029exp31 364 . . . . . . 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 9000 . . . 4  |-  ( B  e.  NN  ->  ( A  e.  F  ->  ( A ^ B )  e.  F ) )
3433impcom 125 . . 3  |-  ( ( A  e.  F  /\  B  e.  NN )  ->  ( A ^ B
)  e.  F )
35 oveq2 5927 . . . . 5  |-  ( B  =  0  ->  ( A ^ B )  =  ( A ^ 0 ) )
36 exp0 10617 . . . . . 6  |-  ( A  e.  CC  ->  ( A ^ 0 )  =  1 )
3715, 36syl 14 . . . . 5  |-  ( A  e.  F  ->  ( A ^ 0 )  =  1 )
3835, 37sylan9eqr 2248 . . . 4  |-  ( ( A  e.  F  /\  B  =  0 )  ->  ( A ^ B )  =  1 )
39 expcllem.3 . . . 4  |-  1  e.  F
4038, 39eqeltrdi 2284 . . 3  |-  ( ( A  e.  F  /\  B  =  0 )  ->  ( A ^ B )  e.  F
)
4134, 40jaodan 798 . 2  |-  ( ( A  e.  F  /\  ( B  e.  NN  \/  B  =  0
) )  ->  ( A ^ B )  e.  F )
421, 41sylan2b 287 1  |-  ( ( A  e.  F  /\  B  e.  NN0 )  -> 
( A ^ B
)  e.  F )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 104    <-> wb 105    \/ wo 709    = wceq 1364    e. wcel 2164    C_ wss 3154  (class class class)co 5919   CCcc 7872   0cc0 7874   1c1 7875    + caddc 7877    x. cmul 7879   NNcn 8984   NN0cn0 9243   ^cexp 10612
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4145  ax-sep 4148  ax-nul 4156  ax-pow 4204  ax-pr 4239  ax-un 4465  ax-setind 4570  ax-iinf 4621  ax-cnex 7965  ax-resscn 7966  ax-1cn 7967  ax-1re 7968  ax-icn 7969  ax-addcl 7970  ax-addrcl 7971  ax-mulcl 7972  ax-mulrcl 7973  ax-addcom 7974  ax-mulcom 7975  ax-addass 7976  ax-mulass 7977  ax-distr 7978  ax-i2m1 7979  ax-0lt1 7980  ax-1rid 7981  ax-0id 7982  ax-rnegex 7983  ax-precex 7984  ax-cnre 7985  ax-pre-ltirr 7986  ax-pre-ltwlin 7987  ax-pre-lttrn 7988  ax-pre-apti 7989  ax-pre-ltadd 7990  ax-pre-mulgt0 7991  ax-pre-mulext 7992
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2987  df-csb 3082  df-dif 3156  df-un 3158  df-in 3160  df-ss 3167  df-nul 3448  df-if 3559  df-pw 3604  df-sn 3625  df-pr 3626  df-op 3628  df-uni 3837  df-int 3872  df-iun 3915  df-br 4031  df-opab 4092  df-mpt 4093  df-tr 4129  df-id 4325  df-po 4328  df-iso 4329  df-iord 4398  df-on 4400  df-ilim 4401  df-suc 4403  df-iom 4624  df-xp 4666  df-rel 4667  df-cnv 4668  df-co 4669  df-dm 4670  df-rn 4671  df-res 4672  df-ima 4673  df-iota 5216  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-riota 5874  df-ov 5922  df-oprab 5923  df-mpo 5924  df-1st 6195  df-2nd 6196  df-recs 6360  df-frec 6446  df-pnf 8058  df-mnf 8059  df-xr 8060  df-ltxr 8061  df-le 8062  df-sub 8194  df-neg 8195  df-reap 8596  df-ap 8603  df-div 8694  df-inn 8985  df-n0 9244  df-z 9321  df-uz 9596  df-seqfrec 10522  df-exp 10613
This theorem is referenced by:  expcl2lemap  10625  nnexpcl  10626  nn0expcl  10627  zexpcl  10628  qexpcl  10629  reexpcl  10630  expcl  10631  expge0  10649  expge1  10650  lgsfcl2  15163
  Copyright terms: Public domain W3C validator