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

Theorem qexpz 12350
Description: If a power of a rational number is an integer, then the number is an integer. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
qexpz ((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค)

Proof of Theorem qexpz
Dummy variable ๐‘ is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 0z 9264 . . . 4 0 โˆˆ โ„ค
2 eleq1 2240 . . . 4 (๐ด = 0 โ†’ (๐ด โˆˆ โ„ค โ†” 0 โˆˆ โ„ค))
31, 2mpbiri 168 . . 3 (๐ด = 0 โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค)
43adantl 277 . 2 (((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด = 0) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค)
5 simpll2 1037 . . . . . . . 8 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
65nncnd 8933 . . . . . . 7 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚)
76mul01d 8350 . . . . . 6 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐‘ ยท 0) = 0)
8 simpr 110 . . . . . . . . 9 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„™)
9 simpll3 1038 . . . . . . . . 9 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค)
10 simpll1 1036 . . . . . . . . . . . 12 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„š)
11 qcn 9634 . . . . . . . . . . . 12 (๐ด โˆˆ โ„š โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)
1210, 11syl 14 . . . . . . . . . . 11 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)
13 simplr 528 . . . . . . . . . . . 12 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐ด โ‰  0)
14 zq 9626 . . . . . . . . . . . . . 14 (0 โˆˆ โ„ค โ†’ 0 โˆˆ โ„š)
151, 14ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 0 โˆˆ โ„š
16 qapne 9639 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐ด โˆˆ โ„š โˆง 0 โˆˆ โ„š) โ†’ (๐ด # 0 โ†” ๐ด โ‰  0))
1710, 15, 16sylancl 413 . . . . . . . . . . . 12 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐ด # 0 โ†” ๐ด โ‰  0))
1813, 17mpbird 167 . . . . . . . . . . 11 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐ด # 0)
195nnzd 9374 . . . . . . . . . . 11 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
2012, 18, 19expap0d 10660 . . . . . . . . . 10 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐ดโ†‘๐‘) # 0)
21 0zd 9265 . . . . . . . . . . 11 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ 0 โˆˆ โ„ค)
22 zapne 9327 . . . . . . . . . . 11 (((๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค โˆง 0 โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐ดโ†‘๐‘) # 0 โ†” (๐ดโ†‘๐‘) โ‰  0))
239, 21, 22syl2anc 411 . . . . . . . . . 10 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ ((๐ดโ†‘๐‘) # 0 โ†” (๐ดโ†‘๐‘) โ‰  0))
2420, 23mpbid 147 . . . . . . . . 9 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐ดโ†‘๐‘) โ‰  0)
25 pczcl 12298 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ((๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โ‰  0)) โ†’ (๐‘ pCnt (๐ดโ†‘๐‘)) โˆˆ โ„•0)
268, 9, 24, 25syl12anc 1236 . . . . . . . 8 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐‘ pCnt (๐ดโ†‘๐‘)) โˆˆ โ„•0)
2726nn0ge0d 9232 . . . . . . 7 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ 0 โ‰ค (๐‘ pCnt (๐ดโ†‘๐‘)))
28 pcexp 12309 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง (๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ pCnt (๐ดโ†‘๐‘)) = (๐‘ ยท (๐‘ pCnt ๐ด)))
298, 10, 13, 19, 28syl121anc 1243 . . . . . . 7 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐‘ pCnt (๐ดโ†‘๐‘)) = (๐‘ ยท (๐‘ pCnt ๐ด)))
3027, 29breqtrd 4030 . . . . . 6 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ 0 โ‰ค (๐‘ ยท (๐‘ pCnt ๐ด)))
317, 30eqbrtrd 4026 . . . . 5 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐‘ ยท 0) โ‰ค (๐‘ ยท (๐‘ pCnt ๐ด)))
32 0red 7958 . . . . . 6 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ 0 โˆˆ โ„)
33 pcqcl 12306 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง (๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐ด โ‰  0)) โ†’ (๐‘ pCnt ๐ด) โˆˆ โ„ค)
348, 10, 13, 33syl12anc 1236 . . . . . . 7 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐‘ pCnt ๐ด) โˆˆ โ„ค)
3534zred 9375 . . . . . 6 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐‘ pCnt ๐ด) โˆˆ โ„)
365nnred 8932 . . . . . 6 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„)
375nngt0d 8963 . . . . . 6 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ 0 < ๐‘)
38 lemul2 8814 . . . . . 6 ((0 โˆˆ โ„ โˆง (๐‘ pCnt ๐ด) โˆˆ โ„ โˆง (๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐‘)) โ†’ (0 โ‰ค (๐‘ pCnt ๐ด) โ†” (๐‘ ยท 0) โ‰ค (๐‘ ยท (๐‘ pCnt ๐ด))))
3932, 35, 36, 37, 38syl112anc 1242 . . . . 5 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ (0 โ‰ค (๐‘ pCnt ๐ด) โ†” (๐‘ ยท 0) โ‰ค (๐‘ ยท (๐‘ pCnt ๐ด))))
4031, 39mpbird 167 . . . 4 ((((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ 0 โ‰ค (๐‘ pCnt ๐ด))
4140ralrimiva 2550 . . 3 (((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โ†’ โˆ€๐‘ โˆˆ โ„™ 0 โ‰ค (๐‘ pCnt ๐ด))
42 simpl1 1000 . . . 4 (((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„š)
43 pcz 12331 . . . 4 (๐ด โˆˆ โ„š โ†’ (๐ด โˆˆ โ„ค โ†” โˆ€๐‘ โˆˆ โ„™ 0 โ‰ค (๐‘ pCnt ๐ด)))
4442, 43syl 14 . . 3 (((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โ†’ (๐ด โˆˆ โ„ค โ†” โˆ€๐‘ โˆˆ โ„™ 0 โ‰ค (๐‘ pCnt ๐ด)))
4541, 44mpbird 167 . 2 (((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โ‰  0) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค)
46 simp1 997 . . . 4 ((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„š)
47 qdceq 10247 . . . 4 ((๐ด โˆˆ โ„š โˆง 0 โˆˆ โ„š) โ†’ DECID ๐ด = 0)
4846, 15, 47sylancl 413 . . 3 ((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โ†’ DECID ๐ด = 0)
49 dcne 2358 . . 3 (DECID ๐ด = 0 โ†” (๐ด = 0 โˆจ ๐ด โ‰  0))
5048, 49sylib 122 . 2 ((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐ด = 0 โˆจ ๐ด โ‰  0))
514, 45, 50mpjaodan 798 1 ((๐ด โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐ดโ†‘๐‘) โˆˆ โ„ค) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 104   โ†” wb 105   โˆจ wo 708  DECID wdc 834   โˆง w3a 978   = wceq 1353   โˆˆ wcel 2148   โ‰  wne 2347  โˆ€wral 2455   class class class wbr 4004  (class class class)co 5875  โ„‚cc 7809  โ„cr 7810  0cc0 7811   ยท cmul 7816   < clt 7992   โ‰ค cle 7993   # cap 8538  โ„•cn 8919  โ„•0cn0 9176  โ„คcz 9253  โ„šcq 9619  โ†‘cexp 10519  โ„™cprime 12107   pCnt cpc 12284
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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4119  ax-sep 4122  ax-nul 4130  ax-pow 4175  ax-pr 4210  ax-un 4434  ax-setind 4537  ax-iinf 4588  ax-cnex 7902  ax-resscn 7903  ax-1cn 7904  ax-1re 7905  ax-icn 7906  ax-addcl 7907  ax-addrcl 7908  ax-mulcl 7909  ax-mulrcl 7910  ax-addcom 7911  ax-mulcom 7912  ax-addass 7913  ax-mulass 7914  ax-distr 7915  ax-i2m1 7916  ax-0lt1 7917  ax-1rid 7918  ax-0id 7919  ax-rnegex 7920  ax-precex 7921  ax-cnre 7922  ax-pre-ltirr 7923  ax-pre-ltwlin 7924  ax-pre-lttrn 7925  ax-pre-apti 7926  ax-pre-ltadd 7927  ax-pre-mulgt0 7928  ax-pre-mulext 7929  ax-arch 7930  ax-caucvg 7931
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 831  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2740  df-sbc 2964  df-csb 3059  df-dif 3132  df-un 3134  df-in 3136  df-ss 3143  df-nul 3424  df-if 3536  df-pw 3578  df-sn 3599  df-pr 3600  df-op 3602  df-uni 3811  df-int 3846  df-iun 3889  df-br 4005  df-opab 4066  df-mpt 4067  df-tr 4103  df-id 4294  df-po 4297  df-iso 4298  df-iord 4367  df-on 4369  df-ilim 4370  df-suc 4372  df-iom 4591  df-xp 4633  df-rel 4634  df-cnv 4635  df-co 4636  df-dm 4637  df-rn 4638  df-res 4639  df-ima 4640  df-iota 5179  df-fun 5219  df-fn 5220  df-f 5221  df-f1 5222  df-fo 5223  df-f1o 5224  df-fv 5225  df-isom 5226  df-riota 5831  df-ov 5878  df-oprab 5879  df-mpo 5880  df-1st 6141  df-2nd 6142  df-recs 6306  df-frec 6392  df-1o 6417  df-2o 6418  df-er 6535  df-en 6741  df-sup 6983  df-inf 6984  df-pnf 7994  df-mnf 7995  df-xr 7996  df-ltxr 7997  df-le 7998  df-sub 8130  df-neg 8131  df-reap 8532  df-ap 8539  df-div 8630  df-inn 8920  df-2 8978  df-3 8979  df-4 8980  df-n0 9177  df-xnn0 9240  df-z 9254  df-uz 9529  df-q 9620  df-rp 9654  df-fz 10009  df-fzo 10143  df-fl 10270  df-mod 10323  df-seqfrec 10446  df-exp 10520  df-cj 10851  df-re 10852  df-im 10853  df-rsqrt 11007  df-abs 11008  df-dvds 11795  df-gcd 11944  df-prm 12108  df-pc 12285
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator