Theorem expeq1d 42756

Description: A nonnegative real number is one if and only if it is one when raised to a positive integer. (Contributed by SN, 3-Jul-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
expeq1d.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
expeq1d.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
expeq1d.0	⊢ (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)

Assertion

Ref	Expression
expeq1d	⊢ (𝜑 → ((𝐴↑𝑁) = 1 ↔ 𝐴 = 1))

Proof of Theorem expeq1d

Step	Hyp	Ref	Expression
1		expeq1d.n	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
2	1	nnzd 12550	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
3		1exp 14053	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (1↑𝑁) = 1)
4	2, 3	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (1↑𝑁) = 1)
5	4	eqeq2d 2747	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁) ↔ (𝐴↑𝑁) = 1))
6		expeq1d.a	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
7	6	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁)) → 𝐴 ∈ ℝ)
8		expeq1d.0	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
9	8	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁)) → 0 ≤ 𝐴)
10		0ne1 12252	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 0 ≠ 1
11	10	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 0 ≠ 1)
12	1	0expd 14101	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (0↑𝑁) = 0)
13	11, 12, 4	3netr4d 3009	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (0↑𝑁) ≠ (1↑𝑁))
14	13	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁)) → (0↑𝑁) ≠ (1↑𝑁))
15		oveq1 7374	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐴 = 0 → (𝐴↑𝑁) = (0↑𝑁))
16	15	eqeq1d 2738	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 = 0 → ((𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁) ↔ (0↑𝑁) = (1↑𝑁)))
17	16	biimpac 478	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁) ∧ 𝐴 = 0) → (0↑𝑁) = (1↑𝑁))
18	17	adantll 715	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁)) ∧ 𝐴 = 0) → (0↑𝑁) = (1↑𝑁))
19	14, 18	mteqand 3023	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁)) → 𝐴 ≠ 0)
20	7, 9, 19	ne0gt0d 11283	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁)) → 0 < 𝐴)
21	7, 20	elrpd 12983	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁)) → 𝐴 ∈ ℝ+)
22		1rp 12946	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ ℝ+
23	22	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁)) → 1 ∈ ℝ+)
24	1	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ)
25		simpr 484	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁)) → (𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁))
26	21, 23, 24, 25	exp11nnd 14223	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁)) → 𝐴 = 1)
27	26	ex 412	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁) → 𝐴 = 1))
28	5, 27	sylbird 260	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐴↑𝑁) = 1 → 𝐴 = 1))
29		oveq1 7374	. . . 4 ⊢ (𝐴 = 1 → (𝐴↑𝑁) = (1↑𝑁))
30	29	eqeq1d 2738	. . 3 ⊢ (𝐴 = 1 → ((𝐴↑𝑁) = 1 ↔ (1↑𝑁) = 1))
31	4, 30	syl5ibrcom 247	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐴 = 1 → (𝐴↑𝑁) = 1))
32	28, 31	impbid 212	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐴↑𝑁) = 1 ↔ 𝐴 = 1))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2932   class class class wbr 5085  (class class class)co 7367  ℝcr 11037  0cc0 11038  1c1 11039   ≤ cle 11180  ℕcn 12174  ℤcz 12524  ℝ⁺crp 12942  ↑cexp 14023

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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-rmo 3342  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4851  df-iun 4935  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-om 7818  df-2nd 7943  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-er 8643  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-div 11808  df-nn 12175  df-n0 12438  df-z 12525  df-uz 12789  df-rp 12943  df-seq 13964  df-exp 14024

This theorem is referenced by:  expeqidd  42757  fiabv  42981