Theorem cxpi11d 42331

Description: i to the powers of 𝐴 and 𝐵 are equal iff 𝐴 and 𝐵 are a multiple of 4 apart. EDITORIAL: This theorem may be revised to a more convenient form. (Contributed by SN, 25-Apr-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
cxpi11d.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
cxpi11d.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)

Assertion

Ref	Expression
cxpi11d	⊢ (𝜑 → ((i↑𝑐𝐴) = (i↑𝑐𝐵) ↔ ∃𝑛 ∈ ℤ 𝐴 = (𝐵 + (4 · 𝑛))))

Distinct variable groups:   𝜑,𝑛   𝐴,𝑛   𝐵,𝑛

Proof of Theorem cxpi11d

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ax-icn 11243	. . . 4 ⊢ i ∈ ℂ
2	1	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → i ∈ ℂ)
3		cxpi11d.a	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
4		cxpi11d.b	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
5		ine0 11725	. . . 4 ⊢ i ≠ 0
6	5	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → i ≠ 0)
7		ine1 42303	. . . 4 ⊢ i ≠ 1
8	7	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → i ≠ 1)
9	2, 3, 4, 6, 8	cxp112d 42329	. 2 ⊢ (𝜑 → ((i↑𝑐𝐴) = (i↑𝑐𝐵) ↔ ∃𝑛 ∈ ℤ 𝐴 = (𝐵 + (((i · (2 · π)) · 𝑛) / (log‘i)))))
10		2cn 12368	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 ∈ ℂ
11		picn 26519	. . . . . . . . . 10 ⊢ π ∈ ℂ
12	10, 11	mulcli 11297	. . . . . . . . 9 ⊢ (2 · π) ∈ ℂ
13	1, 12	mulcli 11297	. . . . . . . 8 ⊢ (i · (2 · π)) ∈ ℂ
14	13	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℤ → (i · (2 · π)) ∈ ℂ)
15		zcn 12644	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℤ → 𝑛 ∈ ℂ)
16		logcl 26628	. . . . . . . . 9 ⊢ ((i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0) → (log‘i) ∈ ℂ)
17	1, 5, 16	mp2an 691	. . . . . . . 8 ⊢ (log‘i) ∈ ℂ
18	17	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℤ → (log‘i) ∈ ℂ)
19		logccne0 26638	. . . . . . . . 9 ⊢ ((i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0 ∧ i ≠ 1) → (log‘i) ≠ 0)
20	1, 5, 7, 19	mp3an 1461	. . . . . . . 8 ⊢ (log‘i) ≠ 0
21	20	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℤ → (log‘i) ≠ 0)
22	14, 15, 18, 21	div23d 12107	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ ℤ → (((i · (2 · π)) · 𝑛) / (log‘i)) = (((i · (2 · π)) / (log‘i)) · 𝑛))
23		logi 26647	. . . . . . . . 9 ⊢ (log‘i) = (i · (π / 2))
24	23	oveq2i 7459	. . . . . . . 8 ⊢ ((i · (2 · π)) / (log‘i)) = ((i · (2 · π)) / (i · (π / 2)))
25	12	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (⊤ → (2 · π) ∈ ℂ)
26		2ne0 12397	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 2 ≠ 0
27	11, 10, 26	divcli 12036	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (π / 2) ∈ ℂ
28	27	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (⊤ → (π / 2) ∈ ℂ)
29	1	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (⊤ → i ∈ ℂ)
30		pine0 42302	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ π ≠ 0
31	11, 10, 30, 26	divne0i 12042	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (π / 2) ≠ 0
32	31	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (⊤ → (π / 2) ≠ 0)
33	5	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (⊤ → i ≠ 0)
34	25, 28, 29, 32, 33	divcan5d 12096	. . . . . . . . 9 ⊢ (⊤ → ((i · (2 · π)) / (i · (π / 2))) = ((2 · π) / (π / 2)))
35	34	mptru 1544	. . . . . . . 8 ⊢ ((i · (2 · π)) / (i · (π / 2))) = ((2 · π) / (π / 2))
36	10, 11, 27, 31	divassi 12050	. . . . . . . . 9 ⊢ ((2 · π) / (π / 2)) = (2 · (π / (π / 2)))
37	11	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (⊤ → π ∈ ℂ)
38		2cnd 12371	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (⊤ → 2 ∈ ℂ)
39	30	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (⊤ → π ≠ 0)
40	26	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (⊤ → 2 ≠ 0)
41	37, 38, 39, 40	ddcand 12090	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (⊤ → (π / (π / 2)) = 2)
42	41	mptru 1544	. . . . . . . . . 10 ⊢ (π / (π / 2)) = 2
43	42	oveq2i 7459	. . . . . . . . 9 ⊢ (2 · (π / (π / 2))) = (2 · 2)
44		2t2e4 12457	. . . . . . . . 9 ⊢ (2 · 2) = 4
45	36, 43, 44	3eqtri 2772	. . . . . . . 8 ⊢ ((2 · π) / (π / 2)) = 4
46	24, 35, 45	3eqtri 2772	. . . . . . 7 ⊢ ((i · (2 · π)) / (log‘i)) = 4
47	46	oveq1i 7458	. . . . . 6 ⊢ (((i · (2 · π)) / (log‘i)) · 𝑛) = (4 · 𝑛)
48	22, 47	eqtrdi 2796	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℤ → (((i · (2 · π)) · 𝑛) / (log‘i)) = (4 · 𝑛))
49	48	oveq2d 7464	. . . 4 ⊢ (𝑛 ∈ ℤ → (𝐵 + (((i · (2 · π)) · 𝑛) / (log‘i))) = (𝐵 + (4 · 𝑛)))
50	49	eqeq2d 2751	. . 3 ⊢ (𝑛 ∈ ℤ → (𝐴 = (𝐵 + (((i · (2 · π)) · 𝑛) / (log‘i))) ↔ 𝐴 = (𝐵 + (4 · 𝑛))))
51	50	rexbiia 3098	. 2 ⊢ (∃𝑛 ∈ ℤ 𝐴 = (𝐵 + (((i · (2 · π)) · 𝑛) / (log‘i))) ↔ ∃𝑛 ∈ ℤ 𝐴 = (𝐵 + (4 · 𝑛)))
52	9, 51	bitrdi 287	1 ⊢ (𝜑 → ((i↑𝑐𝐴) = (i↑𝑐𝐵) ↔ ∃𝑛 ∈ ℤ 𝐴 = (𝐵 + (4 · 𝑛))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   = wceq 1537  ⊤wtru 1538   ∈ wcel 2108   ≠ wne 2946  ∃wrex 3076  ‘cfv 6573  (class class class)co 7448  ℂcc 11182  0cc0 11184  1c1 11185  ici 11186   + caddc 11187   · cmul 11189   / cdiv 11947  2c2 12348  4c4 12350  ℤcz 12639  πcpi 16114  logclog 26614  ↑_𝑐ccxp 26615

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-rep 5303  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770  ax-inf2 9710  ax-cnex 11240  ax-resscn 11241  ax-1cn 11242  ax-icn 11243  ax-addcl 11244  ax-addrcl 11245  ax-mulcl 11246  ax-mulrcl 11247  ax-mulcom 11248  ax-addass 11249  ax-mulass 11250  ax-distr 11251  ax-i2m1 11252  ax-1ne0 11253  ax-1rid 11254  ax-rnegex 11255  ax-rrecex 11256  ax-cnre 11257  ax-pre-lttri 11258  ax-pre-lttrn 11259  ax-pre-ltadd 11260  ax-pre-mulgt0 11261  ax-pre-sup 11262  ax-addf 11263

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-nel 3053  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rmo 3388  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-pss 3996  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-tp 4653  df-op 4655  df-uni 4932  df-int 4971  df-iun 5017  df-iin 5018  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-tr 5284  df-id 5593  df-eprel 5599  df-po 5607  df-so 5608  df-fr 5652  df-se 5653  df-we 5654  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-pred 6332  df-ord 6398  df-on 6399  df-lim 6400  df-suc 6401  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-isom 6582  df-riota 7404  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-of 7714  df-om 7904  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-supp 8202  df-frecs 8322  df-wrecs 8353  df-recs 8427  df-rdg 8466  df-1o 8522  df-2o 8523  df-er 8763  df-map 8886  df-pm 8887  df-ixp 8956  df-en 9004  df-dom 9005  df-sdom 9006  df-fin 9007  df-fsupp 9432  df-fi 9480  df-sup 9511  df-inf 9512  df-oi 9579  df-card 10008  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11522  df-neg 11523  df-div 11948  df-nn 12294  df-2 12356  df-3 12357  df-4 12358  df-5 12359  df-6 12360  df-7 12361  df-8 12362  df-9 12363  df-n0 12554  df-z 12640  df-dec 12759  df-uz 12904  df-q 13014  df-rp 13058  df-xneg 13175  df-xadd 13176  df-xmul 13177  df-ioo 13411  df-ioc 13412  df-ico 13413  df-icc 13414  df-fz 13568  df-fzo 13712  df-fl 13843  df-mod 13921  df-seq 14053  df-exp 14113  df-fac 14323  df-bc 14352  df-hash 14380  df-shft 15116  df-cj 15148  df-re 15149  df-im 15150  df-sqrt 15284  df-abs 15285  df-limsup 15517  df-clim 15534  df-rlim 15535  df-sum 15735  df-ef 16115  df-sin 16117  df-cos 16118  df-pi 16120  df-struct 17194  df-sets 17211  df-slot 17229  df-ndx 17241  df-base 17259  df-ress 17288  df-plusg 17324  df-mulr 17325  df-starv 17326  df-sca 17327  df-vsca 17328  df-ip 17329  df-tset 17330  df-ple 17331  df-ds 17333  df-unif 17334  df-hom 17335  df-cco 17336  df-rest 17482  df-topn 17483  df-0g 17501  df-gsum 17502  df-topgen 17503  df-pt 17504  df-prds 17507  df-xrs 17562  df-qtop 17567  df-imas 17568  df-xps 17570  df-mre 17644  df-mrc 17645  df-acs 17647  df-mgm 18678  df-sgrp 18757  df-mnd 18773  df-submnd 18819  df-mulg 19108  df-cntz 19357  df-cmn 19824  df-psmet 21379  df-xmet 21380  df-met 21381  df-bl 21382  df-mopn 21383  df-fbas 21384  df-fg 21385  df-cnfld 21388  df-top 22921  df-topon 22938  df-topsp 22960  df-bases 22974  df-cld 23048  df-ntr 23049  df-cls 23050  df-nei 23127  df-lp 23165  df-perf 23166  df-cn 23256  df-cnp 23257  df-haus 23344  df-tx 23591  df-hmeo 23784  df-fil 23875  df-fm 23967  df-flim 23968  df-flf 23969  df-xms 24351  df-ms 24352  df-tms 24353  df-cncf 24923  df-limc 25921  df-dv 25922  df-log 26616  df-cxp 26617

This theorem is referenced by: (None)