Theorem expcnfg 42807

Description: If 𝐹 is a complex continuous function and N is a fixed number, then F^N is continuous too. A generalization of expcncf 23823. (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
expcnfg.1	⊢ Ⅎ𝑥𝐹
expcnfg.2	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐴–cn→ℂ))
expcnfg.3	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)

Assertion

Ref	Expression
expcnfg	⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ ((𝐹‘𝑥)↑𝑁)) ∈ (𝐴–cn→ℂ))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝑁   𝜑,𝑥

Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem expcnfg

Dummy variable 𝑡 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nfcv 2904	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑡((𝐹‘𝑥)↑𝑁)
2		expcnfg.1	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑥𝐹
3		nfcv 2904	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑥𝑡
4	2, 3	nffv 6727	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑥(𝐹‘𝑡)
5		nfcv 2904	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑥↑
6		nfcv 2904	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑥𝑁
7	4, 5, 6	nfov 7243	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑥((𝐹‘𝑡)↑𝑁)
8		fveq2 6717	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑡 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑡))
9	8	oveq1d 7228	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑡 → ((𝐹‘𝑥)↑𝑁) = ((𝐹‘𝑡)↑𝑁))
10	1, 7, 9	cbvmpt 5156	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ ((𝐹‘𝑥)↑𝑁)) = (𝑡 ∈ 𝐴 ↦ ((𝐹‘𝑡)↑𝑁))
11		expcnfg.2	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐴–cn→ℂ))
12		cncff 23790	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹 ∈ (𝐴–cn→ℂ) → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
13	11, 12	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
14	13	ffvelrnda 6904	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐴) → (𝐹‘𝑡) ∈ ℂ)
15		expcnfg.3	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
16	15	adantr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐴) → 𝑁 ∈ ℕ0)
17	14, 16	expcld 13716	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘𝑡)↑𝑁) ∈ ℂ)
18		oveq1 7220	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = (𝐹‘𝑡) → (𝑥↑𝑁) = ((𝐹‘𝑡)↑𝑁))
19		eqid 2737	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁))
20	4, 7, 18, 19	fvmptf 6839	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹‘𝑡) ∈ ℂ ∧ ((𝐹‘𝑡)↑𝑁) ∈ ℂ) → ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁))‘(𝐹‘𝑡)) = ((𝐹‘𝑡)↑𝑁))
21	14, 17, 20	syl2anc 587	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐴) → ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁))‘(𝐹‘𝑡)) = ((𝐹‘𝑡)↑𝑁))
22	21	eqcomd 2743	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘𝑡)↑𝑁) = ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁))‘(𝐹‘𝑡)))
23	22	mpteq2dva 5150	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝐴 ↦ ((𝐹‘𝑡)↑𝑁)) = (𝑡 ∈ 𝐴 ↦ ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁))‘(𝐹‘𝑡))))
24	10, 23	syl5eq 2790	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ ((𝐹‘𝑥)↑𝑁)) = (𝑡 ∈ 𝐴 ↦ ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁))‘(𝐹‘𝑡))))
25		simpr 488	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → 𝑥 ∈ ℂ)
26	15	adantr 484	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → 𝑁 ∈ ℕ0)
27	25, 26	expcld 13716	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝑥↑𝑁) ∈ ℂ)
28	27	fmpttd 6932	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)):ℂ⟶ℂ)
29		fcompt 6948	. . . 4 ⊢ (((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)):ℂ⟶ℂ ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ) → ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)) ∘ 𝐹) = (𝑡 ∈ 𝐴 ↦ ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁))‘(𝐹‘𝑡))))
30	28, 13, 29	syl2anc 587	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)) ∘ 𝐹) = (𝑡 ∈ 𝐴 ↦ ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁))‘(𝐹‘𝑡))))
31	24, 30	eqtr4d 2780	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ ((𝐹‘𝑥)↑𝑁)) = ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)) ∘ 𝐹))
32		expcncf 23823	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
33	15, 32	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
34	11, 33	cncfco 23804	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)) ∘ 𝐹) ∈ (𝐴–cn→ℂ))
35	31, 34	eqeltrd 2838	1 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ ((𝐹‘𝑥)↑𝑁)) ∈ (𝐴–cn→ℂ))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1543   ∈ wcel 2110  Ⅎwnfc 2884   ↦ cmpt 5135   ∘ ccom 5555  ⟶wf 6376  ‘cfv 6380  (class class class)co 7213  ℂcc 10727  ℕ₀cn0 12090  ↑cexp 13635  –cn→ccncf 23773

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2016  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2708  ax-rep 5179  ax-sep 5192  ax-nul 5199  ax-pow 5258  ax-pr 5322  ax-un 7523  ax-cnex 10785  ax-resscn 10786  ax-1cn 10787  ax-icn 10788  ax-addcl 10789  ax-addrcl 10790  ax-mulcl 10791  ax-mulrcl 10792  ax-mulcom 10793  ax-addass 10794  ax-mulass 10795  ax-distr 10796  ax-i2m1 10797  ax-1ne0 10798  ax-1rid 10799  ax-rnegex 10800  ax-rrecex 10801  ax-cnre 10802  ax-pre-lttri 10803  ax-pre-lttrn 10804  ax-pre-ltadd 10805  ax-pre-mulgt0 10806  ax-pre-sup 10807  ax-mulf 10809

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2071  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3410  df-sbc 3695  df-csb 3812  df-dif 3869  df-un 3871  df-in 3873  df-ss 3883  df-pss 3885  df-nul 4238  df-if 4440  df-pw 4515  df-sn 4542  df-pr 4544  df-tp 4546  df-op 4548  df-uni 4820  df-int 4860  df-iun 4906  df-iin 4907  df-br 5054  df-opab 5116  df-mpt 5136  df-tr 5162  df-id 5455  df-eprel 5460  df-po 5468  df-so 5469  df-fr 5509  df-se 5510  df-we 5511  df-xp 5557  df-rel 5558  df-cnv 5559  df-co 5560  df-dm 5561  df-rn 5562  df-res 5563  df-ima 5564  df-pred 6160  df-ord 6216  df-on 6217  df-lim 6218  df-suc 6219  df-iota 6338  df-fun 6382  df-fn 6383  df-f 6384  df-f1 6385  df-fo 6386  df-f1o 6387  df-fv 6388  df-isom 6389  df-riota 7170  df-ov 7216  df-oprab 7217  df-mpo 7218  df-of 7469  df-om 7645  df-1st 7761  df-2nd 7762  df-supp 7904  df-wrecs 8047  df-recs 8108  df-rdg 8146  df-1o 8202  df-2o 8203  df-er 8391  df-map 8510  df-ixp 8579  df-en 8627  df-dom 8628  df-sdom 8629  df-fin 8630  df-fsupp 8986  df-fi 9027  df-sup 9058  df-inf 9059  df-oi 9126  df-card 9555  df-pnf 10869  df-mnf 10870  df-xr 10871  df-ltxr 10872  df-le 10873  df-sub 11064  df-neg 11065  df-div 11490  df-nn 11831  df-2 11893  df-3 11894  df-4 11895  df-5 11896  df-6 11897  df-7 11898  df-8 11899  df-9 11900  df-n0 12091  df-z 12177  df-dec 12294  df-uz 12439  df-q 12545  df-rp 12587  df-xneg 12704  df-xadd 12705  df-xmul 12706  df-icc 12942  df-fz 13096  df-fzo 13239  df-seq 13575  df-exp 13636  df-hash 13897  df-cj 14662  df-re 14663  df-im 14664  df-sqrt 14798  df-abs 14799  df-struct 16700  df-sets 16717  df-slot 16735  df-ndx 16745  df-base 16761  df-ress 16785  df-plusg 16815  df-mulr 16816  df-starv 16817  df-sca 16818  df-vsca 16819  df-ip 16820  df-tset 16821  df-ple 16822  df-ds 16824  df-unif 16825  df-hom 16826  df-cco 16827  df-rest 16927  df-topn 16928  df-0g 16946  df-gsum 16947  df-topgen 16948  df-pt 16949  df-prds 16952  df-xrs 17007  df-qtop 17012  df-imas 17013  df-xps 17015  df-mre 17089  df-mrc 17090  df-acs 17092  df-mgm 18114  df-sgrp 18163  df-mnd 18174  df-submnd 18219  df-mulg 18489  df-cntz 18711  df-cmn 19172  df-psmet 20355  df-xmet 20356  df-met 20357  df-bl 20358  df-mopn 20359  df-cnfld 20364  df-top 21791  df-topon 21808  df-topsp 21830  df-bases 21843  df-cn 22124  df-cnp 22125  df-tx 22459  df-hmeo 22652  df-xms 23218  df-ms 23219  df-tms 23220  df-cncf 23775

This theorem is referenced by:  ibliccsinexp  43167  itgsinexplem1  43170  itgsinexp  43171