Theorem dvcncxp1 26096

Description: Derivative of complex power with respect to first argument on the complex plane. (Contributed by Brendan Leahy, 18-Dec-2018.)

Hypothesis

Ref	Expression
dvcncxp1.d	⊢ 𝐷 = (ℂ ∖ (-∞(,]0))

Assertion

Ref	Expression
dvcncxp1	⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℂ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝑥↑𝑐𝐴))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝐴 · (𝑥↑𝑐(𝐴 − 1)))))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐷

Proof of Theorem dvcncxp1

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cnelprrecn 11144	. . . 4 ⊢ ℂ ∈ {ℝ, ℂ}
2	1	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ℂ ∈ {ℝ, ℂ})
3		dvcncxp1.d	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 = (ℂ ∖ (-∞(,]0))
4		difss 4091	. . . . . . 7 ⊢ (ℂ ∖ (-∞(,]0)) ⊆ ℂ
5	3, 4	eqsstri 3978	. . . . . 6 ⊢ 𝐷 ⊆ ℂ
6	5	sseli 3940	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → 𝑥 ∈ ℂ)
7	3	logdmn0 25995	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → 𝑥 ≠ 0)
8	6, 7	logcld 25926	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (log‘𝑥) ∈ ℂ)
9	8	adantl 482	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (log‘𝑥) ∈ ℂ)
10	6, 7	reccld 11924	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (1 / 𝑥) ∈ ℂ)
11	10	adantl 482	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (1 / 𝑥) ∈ ℂ)
12		mulcl 11135	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝐴 · 𝑦) ∈ ℂ)
13		efcl 15965	. . . 4 ⊢ ((𝐴 · 𝑦) ∈ ℂ → (exp‘(𝐴 · 𝑦)) ∈ ℂ)
14	12, 13	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (exp‘(𝐴 · 𝑦)) ∈ ℂ)
15		ovexd 7392	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((exp‘(𝐴 · 𝑦)) · 𝐴) ∈ V)
16	3	logcn 26002	. . . . . . . 8 ⊢ (log ↾ 𝐷) ∈ (𝐷–cn→ℂ)
17		cncff 24256	. . . . . . . 8 ⊢ ((log ↾ 𝐷) ∈ (𝐷–cn→ℂ) → (log ↾ 𝐷):𝐷⟶ℂ)
18	16, 17	mp1i 13	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (log ↾ 𝐷):𝐷⟶ℂ)
19	18	feqmptd 6910	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (log ↾ 𝐷) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((log ↾ 𝐷)‘𝑥)))
20		fvres 6861	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → ((log ↾ 𝐷)‘𝑥) = (log‘𝑥))
21	20	mpteq2ia 5208	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((log ↾ 𝐷)‘𝑥)) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (log‘𝑥))
22	19, 21	eqtrdi 2792	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (log ↾ 𝐷) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (log‘𝑥)))
23	22	oveq2d 7373	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℂ D (log ↾ 𝐷)) = (ℂ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (log‘𝑥))))
24	3	dvlog 26006	. . . 4 ⊢ (ℂ D (log ↾ 𝐷)) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (1 / 𝑥))
25	23, 24	eqtr3di 2791	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℂ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (log‘𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (1 / 𝑥)))
26		simpl 483	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → 𝐴 ∈ ℂ)
27		efcl 15965	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ℂ → (exp‘𝑥) ∈ ℂ)
28	27	adantl 482	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (exp‘𝑥) ∈ ℂ)
29		simpr 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → 𝑦 ∈ ℂ)
30		1cnd 11150	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → 1 ∈ ℂ)
31	2	dvmptid 25321	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℂ D (𝑦 ∈ ℂ ↦ 𝑦)) = (𝑦 ∈ ℂ ↦ 1))
32		id 22	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → 𝐴 ∈ ℂ)
33	2, 29, 30, 31, 32	dvmptcmul 25328	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℂ D (𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝐴 · 𝑦))) = (𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝐴 · 1)))
34		mulid1 11153	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴 · 1) = 𝐴)
35	34	mpteq2dv 5207	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝐴 · 1)) = (𝑦 ∈ ℂ ↦ 𝐴))
36	33, 35	eqtrd 2776	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℂ D (𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝐴 · 𝑦))) = (𝑦 ∈ ℂ ↦ 𝐴))
37		dvef 25344	. . . . 5 ⊢ (ℂ D exp) = exp
38		eff 15964	. . . . . . . 8 ⊢ exp:ℂ⟶ℂ
39	38	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → exp:ℂ⟶ℂ)
40	39	feqmptd 6910	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → exp = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (exp‘𝑥)))
41	40	oveq2d 7373	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℂ D exp) = (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (exp‘𝑥))))
42	37, 41, 40	3eqtr3a 2800	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (exp‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (exp‘𝑥)))
43		fveq2 6842	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (𝐴 · 𝑦) → (exp‘𝑥) = (exp‘(𝐴 · 𝑦)))
44	2, 2, 12, 26, 28, 28, 36, 42, 43, 43	dvmptco 25336	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℂ D (𝑦 ∈ ℂ ↦ (exp‘(𝐴 · 𝑦)))) = (𝑦 ∈ ℂ ↦ ((exp‘(𝐴 · 𝑦)) · 𝐴)))
45		oveq2 7365	. . . 4 ⊢ (𝑦 = (log‘𝑥) → (𝐴 · 𝑦) = (𝐴 · (log‘𝑥)))
46	45	fveq2d 6846	. . 3 ⊢ (𝑦 = (log‘𝑥) → (exp‘(𝐴 · 𝑦)) = (exp‘(𝐴 · (log‘𝑥))))
47	46	oveq1d 7372	. . 3 ⊢ (𝑦 = (log‘𝑥) → ((exp‘(𝐴 · 𝑦)) · 𝐴) = ((exp‘(𝐴 · (log‘𝑥))) · 𝐴))
48	2, 2, 9, 11, 14, 15, 25, 44, 46, 47	dvmptco 25336	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℂ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (exp‘(𝐴 · (log‘𝑥))))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (((exp‘(𝐴 · (log‘𝑥))) · 𝐴) · (1 / 𝑥))))
49	6	adantl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 𝑥 ∈ ℂ)
50	7	adantl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 𝑥 ≠ 0)
51		simpl 483	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 𝐴 ∈ ℂ)
52	49, 50, 51	cxpefd 26067	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑥↑𝑐𝐴) = (exp‘(𝐴 · (log‘𝑥))))
53	52	mpteq2dva 5205	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝑥↑𝑐𝐴)) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (exp‘(𝐴 · (log‘𝑥)))))
54	53	oveq2d 7373	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℂ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝑥↑𝑐𝐴))) = (ℂ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (exp‘(𝐴 · (log‘𝑥))))))
55		1cnd 11150	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 1 ∈ ℂ)
56	49, 50, 51, 55	cxpsubd 26073	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑥↑𝑐(𝐴 − 1)) = ((𝑥↑𝑐𝐴) / (𝑥↑𝑐1)))
57	49	cxp1d 26061	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑥↑𝑐1) = 𝑥)
58	57	oveq2d 7373	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → ((𝑥↑𝑐𝐴) / (𝑥↑𝑐1)) = ((𝑥↑𝑐𝐴) / 𝑥))
59	49, 51	cxpcld 26063	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑥↑𝑐𝐴) ∈ ℂ)
60	59, 49, 50	divrecd 11934	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → ((𝑥↑𝑐𝐴) / 𝑥) = ((𝑥↑𝑐𝐴) · (1 / 𝑥)))
61	56, 58, 60	3eqtrd 2780	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑥↑𝑐(𝐴 − 1)) = ((𝑥↑𝑐𝐴) · (1 / 𝑥)))
62	61	oveq2d 7373	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝐴 · (𝑥↑𝑐(𝐴 − 1))) = (𝐴 · ((𝑥↑𝑐𝐴) · (1 / 𝑥))))
63	51, 59, 11	mul12d 11364	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝐴 · ((𝑥↑𝑐𝐴) · (1 / 𝑥))) = ((𝑥↑𝑐𝐴) · (𝐴 · (1 / 𝑥))))
64	59, 51, 11	mulassd 11178	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (((𝑥↑𝑐𝐴) · 𝐴) · (1 / 𝑥)) = ((𝑥↑𝑐𝐴) · (𝐴 · (1 / 𝑥))))
65	63, 64	eqtr4d 2779	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝐴 · ((𝑥↑𝑐𝐴) · (1 / 𝑥))) = (((𝑥↑𝑐𝐴) · 𝐴) · (1 / 𝑥)))
66	52	oveq1d 7372	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → ((𝑥↑𝑐𝐴) · 𝐴) = ((exp‘(𝐴 · (log‘𝑥))) · 𝐴))
67	66	oveq1d 7372	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (((𝑥↑𝑐𝐴) · 𝐴) · (1 / 𝑥)) = (((exp‘(𝐴 · (log‘𝑥))) · 𝐴) · (1 / 𝑥)))
68	62, 65, 67	3eqtrd 2780	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝐴 · (𝑥↑𝑐(𝐴 − 1))) = (((exp‘(𝐴 · (log‘𝑥))) · 𝐴) · (1 / 𝑥)))
69	68	mpteq2dva 5205	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝐴 · (𝑥↑𝑐(𝐴 − 1)))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (((exp‘(𝐴 · (log‘𝑥))) · 𝐴) · (1 / 𝑥))))
70	48, 54, 69	3eqtr4d 2786	1 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℂ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝑥↑𝑐𝐴))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝐴 · (𝑥↑𝑐(𝐴 − 1)))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2943  Vcvv 3445   ∖ cdif 3907  {cpr 4588   ↦ cmpt 5188   ↾ cres 5635  ⟶wf 6492  ‘cfv 6496  (class class class)co 7357  ℂcc 11049  ℝcr 11050  0cc0 11051  1c1 11052   · cmul 11056  -∞cmnf 11187   − cmin 11385   / cdiv 11812  (,]cioc 13265  expce 15944  –cn→ccncf 24239   D cdv 25227  logclog 25910  ↑_𝑐ccxp 25911

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-inf2 9577  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-pre-sup 11129  ax-addf 11130  ax-mulf 11131

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-tp 4591  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-se 5589  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-isom 6505  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-of 7617  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-supp 8093  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-2o 8413  df-er 8648  df-map 8767  df-pm 8768  df-ixp 8836  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-fsupp 9306  df-fi 9347  df-sup 9378  df-inf 9379  df-oi 9446  df-card 9875  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-div 11813  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-4 12218  df-5 12219  df-6 12220  df-7 12221  df-8 12222  df-9 12223  df-n0 12414  df-z 12500  df-dec 12619  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12916  df-xneg 13033  df-xadd 13034  df-xmul 13035  df-ioo 13268  df-ioc 13269  df-ico 13270  df-icc 13271  df-fz 13425  df-fzo 13568  df-fl 13697  df-mod 13775  df-seq 13907  df-exp 13968  df-fac 14174  df-bc 14203  df-hash 14231  df-shft 14952  df-cj 14984  df-re 14985  df-im 14986  df-sqrt 15120  df-abs 15121  df-limsup 15353  df-clim 15370  df-rlim 15371  df-sum 15571  df-ef 15950  df-sin 15952  df-cos 15953  df-tan 15954  df-pi 15955  df-struct 17019  df-sets 17036  df-slot 17054  df-ndx 17066  df-base 17084  df-ress 17113  df-plusg 17146  df-mulr 17147  df-starv 17148  df-sca 17149  df-vsca 17150  df-ip 17151  df-tset 17152  df-ple 17153  df-ds 17155  df-unif 17156  df-hom 17157  df-cco 17158  df-rest 17304  df-topn 17305  df-0g 17323  df-gsum 17324  df-topgen 17325  df-pt 17326  df-prds 17329  df-xrs 17384  df-qtop 17389  df-imas 17390  df-xps 17392  df-mre 17466  df-mrc 17467  df-acs 17469  df-mgm 18497  df-sgrp 18546  df-mnd 18557  df-submnd 18602  df-mulg 18873  df-cntz 19097  df-cmn 19564  df-psmet 20788  df-xmet 20789  df-met 20790  df-bl 20791  df-mopn 20792  df-fbas 20793  df-fg 20794  df-cnfld 20797  df-top 22243  df-topon 22260  df-topsp 22282  df-bases 22296  df-cld 22370  df-ntr 22371  df-cls 22372  df-nei 22449  df-lp 22487  df-perf 22488  df-cn 22578  df-cnp 22579  df-haus 22666  df-cmp 22738  df-tx 22913  df-hmeo 23106  df-fil 23197  df-fm 23289  df-flim 23290  df-flf 23291  df-xms 23673  df-ms 23674  df-tms 23675  df-cncf 24241  df-limc 25230  df-dv 25231  df-log 25912  df-cxp 25913

This theorem is referenced by:  dvcnsqrt  26097  binomcxplemdvbinom  42623