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Theorem digexp 43002
Description: The 𝐾 th digit of a power to the base is either 1 or 0. (Contributed by AV, 24-May-2020.)
Assertion
Ref Expression
digexp ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐾(digit‘𝐵)(𝐵𝑁)) = if(𝐾 = 𝑁, 1, 0))

Proof of Theorem digexp
StepHypRef Expression
1 eluzelcn 11897 . . . . . . . 8 (𝐵 ∈ (ℤ‘2) → 𝐵 ∈ ℂ)
2 eluz2nn 11925 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ (ℤ‘2) → 𝐵 ∈ ℕ)
32nnne0d 11321 . . . . . . . 8 (𝐵 ∈ (ℤ‘2) → 𝐵 ≠ 0)
41, 3jca 507 . . . . . . 7 (𝐵 ∈ (ℤ‘2) → (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0))
543ad2ant1 1163 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0))
6 nn0z 11646 . . . . . . . . 9 (𝐾 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ)
7 nn0z 11646 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ)
86, 7anim12i 606 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ))
98ancomd 453 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ))
1093adant1 1160 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ))
11 expsub 13114 . . . . . 6 (((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ)) → (𝐵↑(𝑁𝐾)) = ((𝐵𝑁) / (𝐵𝐾)))
125, 10, 11syl2anc 579 . . . . 5 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐵↑(𝑁𝐾)) = ((𝐵𝑁) / (𝐵𝐾)))
1312eqcomd 2770 . . . 4 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝐵𝑁) / (𝐵𝐾)) = (𝐵↑(𝑁𝐾)))
1413fveq2d 6378 . . 3 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (⌊‘((𝐵𝑁) / (𝐵𝐾))) = (⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))))
1514oveq1d 6856 . 2 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → ((⌊‘((𝐵𝑁) / (𝐵𝐾))) mod 𝐵) = ((⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) mod 𝐵))
1623ad2ant1 1163 . . 3 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℕ)
17 simp2 1167 . . 3 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐾 ∈ ℕ0)
18 eluzelre 11896 . . . . . . 7 (𝐵 ∈ (ℤ‘2) → 𝐵 ∈ ℝ)
19 reexpcl 13083 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐵𝑁) ∈ ℝ)
2018, 19sylan 575 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐵𝑁) ∈ ℝ)
2118adantr 472 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℝ)
22 simpr 477 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
23 eluzge2nn0 11926 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ (ℤ‘2) → 𝐵 ∈ ℕ0)
2423nn0ge0d 11600 . . . . . . . 8 (𝐵 ∈ (ℤ‘2) → 0 ≤ 𝐵)
2524adantr 472 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 0 ≤ 𝐵)
2621, 22, 25expge0d 13232 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 0 ≤ (𝐵𝑁))
2720, 26jca 507 . . . . 5 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝐵𝑁) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝐵𝑁)))
28273adant2 1161 . . . 4 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝐵𝑁) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝐵𝑁)))
29 elrege0 12481 . . . 4 ((𝐵𝑁) ∈ (0[,)+∞) ↔ ((𝐵𝑁) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝐵𝑁)))
3028, 29sylibr 225 . . 3 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐵𝑁) ∈ (0[,)+∞))
31 nn0digval 42995 . . 3 ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℕ0 ∧ (𝐵𝑁) ∈ (0[,)+∞)) → (𝐾(digit‘𝐵)(𝐵𝑁)) = ((⌊‘((𝐵𝑁) / (𝐵𝐾))) mod 𝐵))
3216, 17, 30, 31syl3anc 1490 . 2 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐾(digit‘𝐵)(𝐵𝑁)) = ((⌊‘((𝐵𝑁) / (𝐵𝐾))) mod 𝐵))
33 simpr 477 . . . . . . . . . . 11 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → 𝐾 = 𝑁)
3433eqcomd 2770 . . . . . . . . . 10 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → 𝑁 = 𝐾)
35 nn0cn 11548 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℂ)
36353ad2ant3 1165 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℂ)
37 nn0cn 11548 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℂ)
38373ad2ant2 1164 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐾 ∈ ℂ)
3936, 38subeq0ad 10655 . . . . . . . . . . 11 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑁𝐾) = 0 ↔ 𝑁 = 𝐾))
4039adantr 472 . . . . . . . . . 10 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → ((𝑁𝐾) = 0 ↔ 𝑁 = 𝐾))
4134, 40mpbird 248 . . . . . . . . 9 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → (𝑁𝐾) = 0)
4241oveq2d 6857 . . . . . . . 8 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → (𝐵↑(𝑁𝐾)) = (𝐵↑0))
431exp0d 13208 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ (ℤ‘2) → (𝐵↑0) = 1)
44433ad2ant1 1163 . . . . . . . . 9 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐵↑0) = 1)
4544adantr 472 . . . . . . . 8 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → (𝐵↑0) = 1)
4642, 45eqtrd 2798 . . . . . . 7 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → (𝐵↑(𝑁𝐾)) = 1)
4746fveq2d 6378 . . . . . 6 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → (⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) = (⌊‘1))
48 1zzd 11654 . . . . . . 7 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → 1 ∈ ℤ)
49 flid 12816 . . . . . . 7 (1 ∈ ℤ → (⌊‘1) = 1)
5048, 49syl 17 . . . . . 6 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → (⌊‘1) = 1)
5147, 50eqtrd 2798 . . . . 5 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → (⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) = 1)
5251oveq1d 6856 . . . 4 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → ((⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) mod 𝐵) = (1 mod 𝐵))
53 eluz2gt1 11960 . . . . . . 7 (𝐵 ∈ (ℤ‘2) → 1 < 𝐵)
54 1mod 12909 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐵) → (1 mod 𝐵) = 1)
5518, 53, 54syl2anc 579 . . . . . 6 (𝐵 ∈ (ℤ‘2) → (1 mod 𝐵) = 1)
56553ad2ant1 1163 . . . . 5 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (1 mod 𝐵) = 1)
5756adantr 472 . . . 4 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → (1 mod 𝐵) = 1)
5852, 57eqtr2d 2799 . . 3 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐾 = 𝑁) → 1 = ((⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) mod 𝐵))
59 simprl1 1281 . . . . . . . . 9 ((𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → 𝐵 ∈ (ℤ‘2))
607adantl 473 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℤ)
616adantr 472 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐾 ∈ ℤ)
6260, 61zsubcld 11733 . . . . . . . . . . 11 ((𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁𝐾) ∈ ℤ)
63623adant1 1160 . . . . . . . . . 10 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁𝐾) ∈ ℤ)
6463ad2antrl 719 . . . . . . . . 9 ((𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (𝑁𝐾) ∈ ℤ)
65 nn0re 11547 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℝ)
66653ad2ant3 1165 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℝ)
67 nn0re 11547 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℝ)
68673ad2ant2 1164 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐾 ∈ ℝ)
6966, 68sublt0d 10906 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑁𝐾) < 0 ↔ 𝑁 < 𝐾))
7069biimprd 239 . . . . . . . . . . 11 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝐾 → (𝑁𝐾) < 0))
7170adantr 472 . . . . . . . . . 10 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁) → (𝑁 < 𝐾 → (𝑁𝐾) < 0))
7271impcom 396 . . . . . . . . 9 ((𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (𝑁𝐾) < 0)
73 expnegico01 42909 . . . . . . . . 9 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℤ ∧ (𝑁𝐾) < 0) → (𝐵↑(𝑁𝐾)) ∈ (0[,)1))
7459, 64, 72, 73syl3anc 1490 . . . . . . . 8 ((𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (𝐵↑(𝑁𝐾)) ∈ (0[,)1))
75 ico01fl0 12827 . . . . . . . 8 ((𝐵↑(𝑁𝐾)) ∈ (0[,)1) → (⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) = 0)
7674, 75syl 17 . . . . . . 7 ((𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) = 0)
7776oveq1d 6856 . . . . . 6 ((𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → ((⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) mod 𝐵) = (0 mod 𝐵))
782nnrpd 12067 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ (ℤ‘2) → 𝐵 ∈ ℝ+)
79 0mod 12908 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ ℝ+ → (0 mod 𝐵) = 0)
8078, 79syl 17 . . . . . . . 8 (𝐵 ∈ (ℤ‘2) → (0 mod 𝐵) = 0)
81803ad2ant1 1163 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (0 mod 𝐵) = 0)
8281ad2antrl 719 . . . . . 6 ((𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (0 mod 𝐵) = 0)
8377, 82eqtrd 2798 . . . . 5 ((𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → ((⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) mod 𝐵) = 0)
84 eluzelz 11895 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ (ℤ‘2) → 𝐵 ∈ ℤ)
85843ad2ant1 1163 . . . . . . . . . 10 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℤ)
8685ad2antrl 719 . . . . . . . . 9 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → 𝐵 ∈ ℤ)
8767, 65anim12i 606 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ))
88 lenlt 10369 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (𝐾𝑁 ↔ ¬ 𝑁 < 𝐾))
8988bicomd 214 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (¬ 𝑁 < 𝐾𝐾𝑁))
9087, 89syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (¬ 𝑁 < 𝐾𝐾𝑁))
9190biimpd 220 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (¬ 𝑁 < 𝐾𝐾𝑁))
92913adant1 1160 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (¬ 𝑁 < 𝐾𝐾𝑁))
9392adantr 472 . . . . . . . . . . 11 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁) → (¬ 𝑁 < 𝐾𝐾𝑁))
9493impcom 396 . . . . . . . . . 10 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → 𝐾𝑁)
95 3simpc 1182 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0))
9695ad2antrl 719 . . . . . . . . . . 11 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0))
97 nn0sub 11589 . . . . . . . . . . 11 ((𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐾𝑁 ↔ (𝑁𝐾) ∈ ℕ0))
9896, 97syl 17 . . . . . . . . . 10 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (𝐾𝑁 ↔ (𝑁𝐾) ∈ ℕ0))
9994, 98mpbid 223 . . . . . . . . 9 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (𝑁𝐾) ∈ ℕ0)
100 zexpcl 13081 . . . . . . . . 9 ((𝐵 ∈ ℤ ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ0) → (𝐵↑(𝑁𝐾)) ∈ ℤ)
10186, 99, 100syl2anc 579 . . . . . . . 8 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (𝐵↑(𝑁𝐾)) ∈ ℤ)
102 flid 12816 . . . . . . . 8 ((𝐵↑(𝑁𝐾)) ∈ ℤ → (⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) = (𝐵↑(𝑁𝐾)))
103101, 102syl 17 . . . . . . 7 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) = (𝐵↑(𝑁𝐾)))
104103oveq1d 6856 . . . . . 6 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → ((⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) mod 𝐵) = ((𝐵↑(𝑁𝐾)) mod 𝐵))
10513ad2ant1 1163 . . . . . . . . . . 11 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℂ)
10633ad2ant1 1163 . . . . . . . . . . 11 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐵 ≠ 0)
107105, 106, 63expm1d 13224 . . . . . . . . . 10 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐵↑((𝑁𝐾) − 1)) = ((𝐵↑(𝑁𝐾)) / 𝐵))
108107eqcomd 2770 . . . . . . . . 9 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝐵↑(𝑁𝐾)) / 𝐵) = (𝐵↑((𝑁𝐾) − 1)))
109108ad2antrl 719 . . . . . . . 8 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → ((𝐵↑(𝑁𝐾)) / 𝐵) = (𝐵↑((𝑁𝐾) − 1)))
110 pm4.56 1011 . . . . . . . . . . . . . 14 ((¬ 𝐾 = 𝑁 ∧ ¬ 𝑁 < 𝐾) ↔ ¬ (𝐾 = 𝑁𝑁 < 𝐾))
111873adant1 1160 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ))
112 axlttri 10362 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (𝐾 < 𝑁 ↔ ¬ (𝐾 = 𝑁𝑁 < 𝐾)))
113111, 112syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐾 < 𝑁 ↔ ¬ (𝐾 = 𝑁𝑁 < 𝐾)))
114113biimprd 239 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (¬ (𝐾 = 𝑁𝑁 < 𝐾) → 𝐾 < 𝑁))
115110, 114syl5bi 233 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → ((¬ 𝐾 = 𝑁 ∧ ¬ 𝑁 < 𝐾) → 𝐾 < 𝑁))
116115expdimp 444 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁) → (¬ 𝑁 < 𝐾𝐾 < 𝑁))
117116impcom 396 . . . . . . . . . . 11 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → 𝐾 < 𝑁)
11883adant1 1160 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ))
119118ad2antrl 719 . . . . . . . . . . . 12 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ))
120 znnsub 11669 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐾 < 𝑁 ↔ (𝑁𝐾) ∈ ℕ))
121119, 120syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (𝐾 < 𝑁 ↔ (𝑁𝐾) ∈ ℕ))
122117, 121mpbid 223 . . . . . . . . . 10 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (𝑁𝐾) ∈ ℕ)
123 nnm1nn0 11580 . . . . . . . . . 10 ((𝑁𝐾) ∈ ℕ → ((𝑁𝐾) − 1) ∈ ℕ0)
124122, 123syl 17 . . . . . . . . 9 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → ((𝑁𝐾) − 1) ∈ ℕ0)
125 zexpcl 13081 . . . . . . . . 9 ((𝐵 ∈ ℤ ∧ ((𝑁𝐾) − 1) ∈ ℕ0) → (𝐵↑((𝑁𝐾) − 1)) ∈ ℤ)
12686, 124, 125syl2anc 579 . . . . . . . 8 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (𝐵↑((𝑁𝐾) − 1)) ∈ ℤ)
127109, 126eqeltrd 2843 . . . . . . 7 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → ((𝐵↑(𝑁𝐾)) / 𝐵) ∈ ℤ)
128183ad2ant1 1163 . . . . . . . . . 10 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℝ)
129128, 106, 63reexpclzd 13240 . . . . . . . . 9 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐵↑(𝑁𝐾)) ∈ ℝ)
130783ad2ant1 1163 . . . . . . . . 9 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℝ+)
131 mod0 12882 . . . . . . . . 9 (((𝐵↑(𝑁𝐾)) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ+) → (((𝐵↑(𝑁𝐾)) mod 𝐵) = 0 ↔ ((𝐵↑(𝑁𝐾)) / 𝐵) ∈ ℤ))
132129, 130, 131syl2anc 579 . . . . . . . 8 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (((𝐵↑(𝑁𝐾)) mod 𝐵) = 0 ↔ ((𝐵↑(𝑁𝐾)) / 𝐵) ∈ ℤ))
133132ad2antrl 719 . . . . . . 7 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → (((𝐵↑(𝑁𝐾)) mod 𝐵) = 0 ↔ ((𝐵↑(𝑁𝐾)) / 𝐵) ∈ ℤ))
134127, 133mpbird 248 . . . . . 6 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → ((𝐵↑(𝑁𝐾)) mod 𝐵) = 0)
135104, 134eqtrd 2798 . . . . 5 ((¬ 𝑁 < 𝐾 ∧ ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁)) → ((⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) mod 𝐵) = 0)
13683, 135pm2.61ian 846 . . . 4 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁) → ((⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) mod 𝐵) = 0)
137136eqcomd 2770 . . 3 (((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝐾 = 𝑁) → 0 = ((⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) mod 𝐵))
13858, 137ifeqda 4277 . 2 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → if(𝐾 = 𝑁, 1, 0) = ((⌊‘(𝐵↑(𝑁𝐾))) mod 𝐵))
13915, 32, 1383eqtr4d 2808 1 ((𝐵 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐾(digit‘𝐵)(𝐵𝑁)) = if(𝐾 = 𝑁, 1, 0))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 197  wa 384  wo 873  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2936  ifcif 4242   class class class wbr 4808  cfv 6067  (class class class)co 6841  cc 10186  cr 10187  0cc0 10188  1c1 10189  +∞cpnf 10324   < clt 10327  cle 10328  cmin 10519   / cdiv 10937  cn 11273  2c2 11326  0cn0 11537  cz 11623  cuz 11885  +crp 12027  [,)cico 12378  cfl 12798   mod cmo 12875  cexp 13066  digitcdig 42990
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2069  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2349  ax-ext 2742  ax-rep 4929  ax-sep 4940  ax-nul 4948  ax-pow 5000  ax-pr 5061  ax-un 7146  ax-cnex 10244  ax-resscn 10245  ax-1cn 10246  ax-icn 10247  ax-addcl 10248  ax-addrcl 10249  ax-mulcl 10250  ax-mulrcl 10251  ax-mulcom 10252  ax-addass 10253  ax-mulass 10254  ax-distr 10255  ax-i2m1 10256  ax-1ne0 10257  ax-1rid 10258  ax-rnegex 10259  ax-rrecex 10260  ax-cnre 10261  ax-pre-lttri 10262  ax-pre-lttrn 10263  ax-pre-ltadd 10264  ax-pre-mulgt0 10265  ax-pre-sup 10266
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2062  df-mo 2564  df-eu 2581  df-clab 2751  df-cleq 2757  df-clel 2760  df-nfc 2895  df-ne 2937  df-nel 3040  df-ral 3059  df-rex 3060  df-reu 3061  df-rmo 3062  df-rab 3063  df-v 3351  df-sbc 3596  df-csb 3691  df-dif 3734  df-un 3736  df-in 3738  df-ss 3745  df-pss 3747  df-nul 4079  df-if 4243  df-pw 4316  df-sn 4334  df-pr 4336  df-tp 4338  df-op 4340  df-uni 4594  df-iun 4677  df-br 4809  df-opab 4871  df-mpt 4888  df-tr 4911  df-id 5184  df-eprel 5189  df-po 5197  df-so 5198  df-fr 5235  df-we 5237  df-xp 5282  df-rel 5283  df-cnv 5284  df-co 5285  df-dm 5286  df-rn 5287  df-res 5288  df-ima 5289  df-pred 5864  df-ord 5910  df-on 5911  df-lim 5912  df-suc 5913  df-iota 6030  df-fun 6069  df-fn 6070  df-f 6071  df-f1 6072  df-fo 6073  df-f1o 6074  df-fv 6075  df-riota 6802  df-ov 6844  df-oprab 6845  df-mpt2 6846  df-om 7263  df-1st 7365  df-2nd 7366  df-wrecs 7609  df-recs 7671  df-rdg 7709  df-er 7946  df-en 8160  df-dom 8161  df-sdom 8162  df-sup 8554  df-inf 8555  df-pnf 10329  df-mnf 10330  df-xr 10331  df-ltxr 10332  df-le 10333  df-sub 10521  df-neg 10522  df-div 10938  df-nn 11274  df-2 11334  df-n0 11538  df-z 11624  df-uz 11886  df-rp 12028  df-ico 12382  df-fl 12800  df-mod 12876  df-seq 13008  df-exp 13067  df-dig 42991
This theorem is referenced by:  dig1  43003
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