Theorem gg-cxpcn 35172

Description: Domain of continuity of the complex power function. (Contributed by Mario Carneiro, 1-May-2016.) Use mpomulcn 35150 instead of mulcn 24374 as direct dependency. (Revised by GG, 16-Mar-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
gg-cxpcn.d	⊢ 𝐷 = (ℂ ∖ (-∞(,]0))
gg-cxpcn.j	⊢ 𝐽 = (TopOpen‘ℂfld)
gg-cxpcn.k	⊢ 𝐾 = (𝐽 ↾t 𝐷)

Assertion

Ref	Expression
gg-cxpcn	⊢ (𝑥 ∈ 𝐷, 𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑐𝑦)) ∈ ((𝐾 ×t 𝐽) Cn 𝐽)

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐷   𝑥,𝐽,𝑦   𝑥,𝐾,𝑦

Proof of Theorem gg-cxpcn

Dummy variables 𝑢 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		gg-cxpcn.d	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 = (ℂ ∖ (-∞(,]0))
2	1	ellogdm 26138	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↔ (𝑥 ∈ ℂ ∧ (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℝ+)))
3	2	simplbi 498	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → 𝑥 ∈ ℂ)
4	3	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → 𝑥 ∈ ℂ)
5	1	logdmn0 26139	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → 𝑥 ≠ 0)
6	5	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → 𝑥 ≠ 0)
7		simpr 485	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → 𝑦 ∈ ℂ)
8	4, 6, 7	cxpefd 26211	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑥↑𝑐𝑦) = (exp‘(𝑦 · (log‘𝑥))))
9	8	mpoeq3ia 7483	. 2 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷, 𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑐𝑦)) = (𝑥 ∈ 𝐷, 𝑦 ∈ ℂ ↦ (exp‘(𝑦 · (log‘𝑥))))
10		gg-cxpcn.k	. . . . 5 ⊢ 𝐾 = (𝐽 ↾t 𝐷)
11		gg-cxpcn.j	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐽 = (TopOpen‘ℂfld)
12	11	cnfldtopon 24290	. . . . . . 7 ⊢ 𝐽 ∈ (TopOn‘ℂ)
13	12	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → 𝐽 ∈ (TopOn‘ℂ))
14	3	ssriv 3985	. . . . . 6 ⊢ 𝐷 ⊆ ℂ
15		resttopon 22656	. . . . . 6 ⊢ ((𝐽 ∈ (TopOn‘ℂ) ∧ 𝐷 ⊆ ℂ) → (𝐽 ↾t 𝐷) ∈ (TopOn‘𝐷))
16	13, 14, 15	sylancl 586	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (𝐽 ↾t 𝐷) ∈ (TopOn‘𝐷))
17	10, 16	eqeltrid 2837	. . . 4 ⊢ (⊤ → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐷))
18	17, 13	cnmpt2nd 23164	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (𝑥 ∈ 𝐷, 𝑦 ∈ ℂ ↦ 𝑦) ∈ ((𝐾 ×t 𝐽) Cn 𝐽))
19		fvres 6907	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → ((log ↾ 𝐷)‘𝑥) = (log‘𝑥))
20	19	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((log ↾ 𝐷)‘𝑥) = (log‘𝑥))
21	20	mpoeq3ia 7483	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷, 𝑦 ∈ ℂ ↦ ((log ↾ 𝐷)‘𝑥)) = (𝑥 ∈ 𝐷, 𝑦 ∈ ℂ ↦ (log‘𝑥))
22	17, 13	cnmpt1st 23163	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → (𝑥 ∈ 𝐷, 𝑦 ∈ ℂ ↦ 𝑥) ∈ ((𝐾 ×t 𝐽) Cn 𝐾))
23	1	logcn 26146	. . . . . . . . 9 ⊢ (log ↾ 𝐷) ∈ (𝐷–cn→ℂ)
24		ssid 4003	. . . . . . . . . 10 ⊢ ℂ ⊆ ℂ
25	12	toponrestid 22414	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝐽 = (𝐽 ↾t ℂ)
26	11, 10, 25	cncfcn 24417	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐷 ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (𝐷–cn→ℂ) = (𝐾 Cn 𝐽))
27	14, 24, 26	mp2an 690	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐷–cn→ℂ) = (𝐾 Cn 𝐽)
28	23, 27	eleqtri 2831	. . . . . . . 8 ⊢ (log ↾ 𝐷) ∈ (𝐾 Cn 𝐽)
29	28	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → (log ↾ 𝐷) ∈ (𝐾 Cn 𝐽))
30	17, 13, 22, 29	cnmpt21f 23167	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (𝑥 ∈ 𝐷, 𝑦 ∈ ℂ ↦ ((log ↾ 𝐷)‘𝑥)) ∈ ((𝐾 ×t 𝐽) Cn 𝐽))
31	21, 30	eqeltrrid 2838	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (𝑥 ∈ 𝐷, 𝑦 ∈ ℂ ↦ (log‘𝑥)) ∈ ((𝐾 ×t 𝐽) Cn 𝐽))
32	11	mpomulcn 35150	. . . . . 6 ⊢ (𝑢 ∈ ℂ, 𝑣 ∈ ℂ ↦ (𝑢 · 𝑣)) ∈ ((𝐽 ×t 𝐽) Cn 𝐽)
33	32	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (𝑢 ∈ ℂ, 𝑣 ∈ ℂ ↦ (𝑢 · 𝑣)) ∈ ((𝐽 ×t 𝐽) Cn 𝐽))
34		oveq12 7414	. . . . 5 ⊢ ((𝑢 = 𝑦 ∧ 𝑣 = (log‘𝑥)) → (𝑢 · 𝑣) = (𝑦 · (log‘𝑥)))
35	17, 13, 18, 31, 13, 13, 33, 34	cnmpt22 23169	. . . 4 ⊢ (⊤ → (𝑥 ∈ 𝐷, 𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝑦 · (log‘𝑥))) ∈ ((𝐾 ×t 𝐽) Cn 𝐽))
36		efcn 25946	. . . . . 6 ⊢ exp ∈ (ℂ–cn→ℂ)
37	11	cncfcn1 24418	. . . . . 6 ⊢ (ℂ–cn→ℂ) = (𝐽 Cn 𝐽)
38	36, 37	eleqtri 2831	. . . . 5 ⊢ exp ∈ (𝐽 Cn 𝐽)
39	38	a1i 11	. . . 4 ⊢ (⊤ → exp ∈ (𝐽 Cn 𝐽))
40	17, 13, 35, 39	cnmpt21f 23167	. . 3 ⊢ (⊤ → (𝑥 ∈ 𝐷, 𝑦 ∈ ℂ ↦ (exp‘(𝑦 · (log‘𝑥)))) ∈ ((𝐾 ×t 𝐽) Cn 𝐽))
41	40	mptru 1548	. 2 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷, 𝑦 ∈ ℂ ↦ (exp‘(𝑦 · (log‘𝑥)))) ∈ ((𝐾 ×t 𝐽) Cn 𝐽)
42	9, 41	eqeltri 2829	1 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷, 𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑐𝑦)) ∈ ((𝐾 ×t 𝐽) Cn 𝐽)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541  ⊤wtru 1542   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2940   ∖ cdif 3944   ⊆ wss 3947   ↾ cres 5677  ‘cfv 6540  (class class class)co 7405   ∈ cmpo 7407  ℂcc 11104  ℝcr 11105  0cc0 11106   · cmul 11111  -∞cmnf 11242  ℝ⁺crp 12970  (,]cioc 13321  expce 16001   ↾_t crest 17362  TopOpenctopn 17363  ℂ_fldccnfld 20936  TopOnctopon 22403   Cn ccn 22719   ×_t ctx 23055  –cn→ccncf 24383  logclog 26054  ↑_𝑐ccxp 26055

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 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-inf2 9632  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184  ax-addf 11185  ax-mulf 11186

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 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7666  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-fi 9402  df-sup 9433  df-inf 9434  df-oi 9501  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-ioo 13324  df-ioc 13325  df-ico 13326  df-icc 13327  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-fl 13753  df-mod 13831  df-seq 13963  df-exp 14024  df-fac 14230  df-bc 14259  df-hash 14287  df-shft 15010  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-limsup 15411  df-clim 15428  df-rlim 15429  df-sum 15629  df-ef 16007  df-sin 16009  df-cos 16010  df-tan 16011  df-pi 16012  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-hom 17217  df-cco 17218  df-rest 17364  df-topn 17365  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-topgen 17385  df-pt 17386  df-prds 17389  df-xrs 17444  df-qtop 17449  df-imas 17450  df-xps 17452  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-submnd 18668  df-mulg 18945  df-cntz 19175  df-cmn 19644  df-psmet 20928  df-xmet 20929  df-met 20930  df-bl 20931  df-mopn 20932  df-fbas 20933  df-fg 20934  df-cnfld 20937  df-top 22387  df-topon 22404  df-topsp 22426  df-bases 22440  df-cld 22514  df-ntr 22515  df-cls 22516  df-nei 22593  df-lp 22631  df-perf 22632  df-cn 22722  df-cnp 22723  df-haus 22810  df-cmp 22882  df-tx 23057  df-hmeo 23250  df-fil 23341  df-fm 23433  df-flim 23434  df-flf 23435  df-xms 23817  df-ms 23818  df-tms 23819  df-cncf 24385  df-limc 25374  df-dv 25375  df-log 26056  df-cxp 26057

This theorem is referenced by: (None)