![]() |
Metamath
Proof Explorer Theorem List (p. 263 of 480) | < Previous Next > |
Bad symbols? Try the
GIF version. |
||
Mirrors > Metamath Home Page > MPE Home Page > Theorem List Contents > Recent Proofs This page: Page List |
Color key: | ![]() (1-30209) |
![]() (30210-31732) |
![]() (31733-47936) |
Type | Label | Description |
---|---|---|
Statement | ||
Theorem | cxprec 26201 | Complex exponentiation of a reciprocal. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Aug-2014.) |
โข ((๐ด โ โ+ โง ๐ต โ โ) โ ((1 / ๐ด)โ๐๐ต) = (1 / (๐ดโ๐๐ต))) | ||
Theorem | divcxp 26202 | Complex exponentiation of a quotient. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Sep-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง 0 โค ๐ด) โง ๐ต โ โ+ โง ๐ถ โ โ) โ ((๐ด / ๐ต)โ๐๐ถ) = ((๐ดโ๐๐ถ) / (๐ตโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | cxpmul 26203 | Product of exponents law for complex exponentiation. Proposition 10-4.2(b) of [Gleason] p. 135. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Aug-2014.) |
โข ((๐ด โ โ+ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โ (๐ดโ๐(๐ต ยท ๐ถ)) = ((๐ดโ๐๐ต)โ๐๐ถ)) | ||
Theorem | cxpmul2 26204 | Product of exponents law for complex exponentiation. Variation on cxpmul 26203 with more general conditions on ๐ด and ๐ต when ๐ถ is an integer. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Aug-2014.) |
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ0) โ (๐ดโ๐(๐ต ยท ๐ถ)) = ((๐ดโ๐๐ต)โ๐ถ)) | ||
Theorem | cxproot 26205 | The complex power function allows to write n-th roots via the idiom ๐ดโ๐(1 / ๐). (Contributed by Mario Carneiro, 6-May-2015.) |
โข ((๐ด โ โ โง ๐ โ โ) โ ((๐ดโ๐(1 / ๐))โ๐) = ๐ด) | ||
Theorem | cxpmul2z 26206 | Generalize cxpmul2 26204 to negative integers. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Apr-2015.) |
โข (((๐ด โ โ โง ๐ด โ 0) โง (๐ต โ โ โง ๐ถ โ โค)) โ (๐ดโ๐(๐ต ยท ๐ถ)) = ((๐ดโ๐๐ต)โ๐ถ)) | ||
Theorem | abscxp 26207 | Absolute value of a power, when the base is real. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Sep-2014.) |
โข ((๐ด โ โ+ โง ๐ต โ โ) โ (absโ(๐ดโ๐๐ต)) = (๐ดโ๐(โโ๐ต))) | ||
Theorem | abscxp2 26208 | Absolute value of a power, when the exponent is real. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Sep-2014.) |
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ (absโ(๐ดโ๐๐ต)) = ((absโ๐ด)โ๐๐ต)) | ||
Theorem | cxplt 26209 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Aug-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง 1 < ๐ด) โง (๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ)) โ (๐ต < ๐ถ โ (๐ดโ๐๐ต) < (๐ดโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | cxple 26210 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Aug-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง 1 < ๐ด) โง (๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ)) โ (๐ต โค ๐ถ โ (๐ดโ๐๐ต) โค (๐ดโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | cxplea 26211 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Sep-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง 1 โค ๐ด) โง (๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ๐ต โค ๐ถ) โ (๐ดโ๐๐ต) โค (๐ดโ๐๐ถ)) | ||
Theorem | cxple2 26212 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Sep-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง 0 โค ๐ด) โง (๐ต โ โ โง 0 โค ๐ต) โง ๐ถ โ โ+) โ (๐ด โค ๐ต โ (๐ดโ๐๐ถ) โค (๐ตโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | cxplt2 26213 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Sep-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง 0 โค ๐ด) โง (๐ต โ โ โง 0 โค ๐ต) โง ๐ถ โ โ+) โ (๐ด < ๐ต โ (๐ดโ๐๐ถ) < (๐ตโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | cxple2a 26214 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Sep-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง (0 โค ๐ด โง 0 โค ๐ถ) โง ๐ด โค ๐ต) โ (๐ดโ๐๐ถ) โค (๐ตโ๐๐ถ)) | ||
Theorem | cxplt3 26215 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 2-May-2016.) |
โข (((๐ด โ โ+ โง ๐ด < 1) โง (๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ)) โ (๐ต < ๐ถ โ (๐ดโ๐๐ถ) < (๐ดโ๐๐ต))) | ||
Theorem | cxple3 26216 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 2-May-2016.) |
โข (((๐ด โ โ+ โง ๐ด < 1) โง (๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ)) โ (๐ต โค ๐ถ โ (๐ดโ๐๐ถ) โค (๐ดโ๐๐ต))) | ||
Theorem | cxpsqrtlem 26217 | Lemma for cxpsqrt 26218. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Aug-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง ๐ด โ 0) โง (๐ดโ๐(1 / 2)) = -(โโ๐ด)) โ (i ยท (โโ๐ด)) โ โ) | ||
Theorem | cxpsqrt 26218 | The complex exponential function with exponent 1 / 2 exactly matches the complex square root function (the branch cut is in the same place for both functions), and thus serves as a suitable generalization to other ๐-th roots and irrational roots. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Aug-2014.) |
โข (๐ด โ โ โ (๐ดโ๐(1 / 2)) = (โโ๐ด)) | ||
Theorem | logsqrt 26219 | Logarithm of a square root. (Contributed by Mario Carneiro, 5-May-2016.) |
โข (๐ด โ โ+ โ (logโ(โโ๐ด)) = ((logโ๐ด) / 2)) | ||
Theorem | cxp0d 26220 | Value of the complex power function when the second argument is zero. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐0) = 1) | ||
Theorem | cxp1d 26221 | Value of the complex power function at one. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐1) = ๐ด) | ||
Theorem | 1cxpd 26222 | Value of the complex power function at one. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) โ โข (๐ โ (1โ๐๐ด) = 1) | ||
Theorem | cxpcld 26223 | Closure of the complex power function. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐๐ต) โ โ) | ||
Theorem | cxpmul2d 26224 | Product of exponents law for complex exponentiation. Variation on cxpmul 26203 with more general conditions on ๐ด and ๐ต when ๐ถ is an integer. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ0) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐(๐ต ยท ๐ถ)) = ((๐ดโ๐๐ต)โ๐ถ)) | ||
Theorem | 0cxpd 26225 | Value of the complex power function when the first argument is zero. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ด โ 0) โ โข (๐ โ (0โ๐๐ด) = 0) | ||
Theorem | cxpexpzd 26226 | Relate the complex power function to the integer power function. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ด โ 0) & โข (๐ โ ๐ต โ โค) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐๐ต) = (๐ดโ๐ต)) | ||
Theorem | cxpefd 26227 | Value of the complex power function. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ด โ 0) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐๐ต) = (expโ(๐ต ยท (logโ๐ด)))) | ||
Theorem | cxpne0d 26228 | Complex exponentiation is nonzero if its base is nonzero. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ด โ 0) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐๐ต) โ 0) | ||
Theorem | cxpp1d 26229 | Value of a nonzero complex number raised to a complex power plus one. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ด โ 0) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐(๐ต + 1)) = ((๐ดโ๐๐ต) ยท ๐ด)) | ||
Theorem | cxpnegd 26230 | Value of a complex number raised to a negative power. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ด โ 0) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐-๐ต) = (1 / (๐ดโ๐๐ต))) | ||
Theorem | cxpmul2zd 26231 | Generalize cxpmul2 26204 to negative integers. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ด โ 0) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ถ โ โค) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐(๐ต ยท ๐ถ)) = ((๐ดโ๐๐ต)โ๐ถ)) | ||
Theorem | cxpaddd 26232 | Sum of exponents law for complex exponentiation. Proposition 10-4.2(a) of [Gleason] p. 135. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ด โ 0) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐(๐ต + ๐ถ)) = ((๐ดโ๐๐ต) ยท (๐ดโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | cxpsubd 26233 | Exponent subtraction law for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ด โ 0) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐(๐ต โ ๐ถ)) = ((๐ดโ๐๐ต) / (๐ดโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | cxpltd 26234 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ 1 < ๐ด) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ) โ โข (๐ โ (๐ต < ๐ถ โ (๐ดโ๐๐ต) < (๐ดโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | cxpled 26235 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ 1 < ๐ด) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ) โ โข (๐ โ (๐ต โค ๐ถ โ (๐ดโ๐๐ต) โค (๐ดโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | cxplead 26236 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ 1 โค ๐ด) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โค ๐ถ) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐๐ต) โค (๐ดโ๐๐ถ)) | ||
Theorem | divcxpd 26237 | Complex exponentiation of a quotient. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ด) & โข (๐ โ ๐ต โ โ+) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ) โ โข (๐ โ ((๐ด / ๐ต)โ๐๐ถ) = ((๐ดโ๐๐ถ) / (๐ตโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | recxpcld 26238 | Positive real closure of the complex power function. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ด) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐๐ต) โ โ) | ||
Theorem | cxpge0d 26239 | Nonnegative exponentiation with a real exponent is nonnegative. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ด) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) โ โข (๐ โ 0 โค (๐ดโ๐๐ต)) | ||
Theorem | cxple2ad 26240 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ด) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ถ) & โข (๐ โ ๐ด โค ๐ต) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐๐ถ) โค (๐ตโ๐๐ถ)) | ||
Theorem | cxplt2d 26241 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ด) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ต) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ+) โ โข (๐ โ (๐ด < ๐ต โ (๐ดโ๐๐ถ) < (๐ตโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | cxple2d 26242 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ด) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ต) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ+) โ โข (๐ โ (๐ด โค ๐ต โ (๐ดโ๐๐ถ) โค (๐ตโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | mulcxpd 26243 | Complex exponentiation of a product. Proposition 10-4.2(c) of [Gleason] p. 135. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ด) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ต) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ) โ โข (๐ โ ((๐ด ยท ๐ต)โ๐๐ถ) = ((๐ดโ๐๐ถ) ยท (๐ตโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | recxpf1lem 26244 | Complex exponentiation on positive real numbers is a one-to-one function. (Contributed by Thierry Arnoux, 1-Apr-2025.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ด) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ต) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ+) โ โข (๐ โ (๐ด = ๐ต โ (๐ดโ๐๐ถ) = (๐ตโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | cxpsqrtth 26245 | Square root theorem over the complex numbers for the complex power function. Theorem I.35 of [Apostol] p. 29. Compare with sqrtth 15313. (Contributed by AV, 23-Dec-2022.) |
โข (๐ด โ โ โ ((โโ๐ด)โ๐2) = ๐ด) | ||
Theorem | 2irrexpq 26246* | There exist irrational numbers ๐ and ๐ such that (๐โ๐๐) is rational. Statement in the Metamath book, section 1.1.5, footnote 27 on page 17, and the "classical proof" for theorem 1.2 of [Bauer], p. 483. This proof is not acceptable in intuitionistic logic, since it is based on the law of excluded middle: Either ((โโ2)โ๐(โโ2)) is rational, in which case (โโ2), being irrational (see sqrt2irr 16194), can be chosen for both ๐ and ๐, or ((โโ2)โ๐(โโ2)) is irrational, in which case ((โโ2)โ๐(โโ2)) can be chosen for ๐ and (โโ2) for ๐, since (((โโ2)โ๐(โโ2))โ๐(โโ2)) = 2 is rational. For an alternate proof, which can be used in intuitionistic logic, see 2irrexpqALT 26312. (Contributed by AV, 23-Dec-2022.) |
โข โ๐ โ (โ โ โ)โ๐ โ (โ โ โ)(๐โ๐๐) โ โ | ||
Theorem | cxprecd 26247 | Complex exponentiation of a reciprocal. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ+) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) โ โข (๐ โ ((1 / ๐ด)โ๐๐ต) = (1 / (๐ดโ๐๐ต))) | ||
Theorem | rpcxpcld 26248 | Positive real closure of the complex power function. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ+) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐๐ต) โ โ+) | ||
Theorem | logcxpd 26249 | Logarithm of a complex power. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ+) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) โ โข (๐ โ (logโ(๐ดโ๐๐ต)) = (๐ต ยท (logโ๐ด))) | ||
Theorem | cxplt3d 26250 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ+) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ด < 1) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ) โ โข (๐ โ (๐ต < ๐ถ โ (๐ดโ๐๐ถ) < (๐ดโ๐๐ต))) | ||
Theorem | cxple3d 26251 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ+) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ด < 1) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ) โ โข (๐ โ (๐ต โค ๐ถ โ (๐ดโ๐๐ถ) โค (๐ดโ๐๐ต))) | ||
Theorem | cxpmuld 26252 | Product of exponents law for complex exponentiation. Proposition 10-4.2(b) of [Gleason] p. 135. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ+) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ) โ โข (๐ โ (๐ดโ๐(๐ต ยท ๐ถ)) = ((๐ดโ๐๐ต)โ๐๐ถ)) | ||
Theorem | cxpgt0d 26253 | A positive real raised to a real power is positive. (Contributed by SN, 6-Apr-2023.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ+) & โข (๐ โ ๐ โ โ) โ โข (๐ โ 0 < (๐ดโ๐๐)) | ||
Theorem | cxpcom 26254 | Commutative law for real exponentiation. (Contributed by AV, 29-Dec-2022.) |
โข ((๐ด โ โ+ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โ ((๐ดโ๐๐ต)โ๐๐ถ) = ((๐ดโ๐๐ถ)โ๐๐ต)) | ||
Theorem | dvcxp1 26255* | The derivative of a complex power with respect to the first argument. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2015.) |
โข (๐ด โ โ โ (โ D (๐ฅ โ โ+ โฆ (๐ฅโ๐๐ด))) = (๐ฅ โ โ+ โฆ (๐ด ยท (๐ฅโ๐(๐ด โ 1))))) | ||
Theorem | dvcxp2 26256* | The derivative of a complex power with respect to the second argument. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2015.) |
โข (๐ด โ โ+ โ (โ D (๐ฅ โ โ โฆ (๐ดโ๐๐ฅ))) = (๐ฅ โ โ โฆ ((logโ๐ด) ยท (๐ดโ๐๐ฅ)))) | ||
Theorem | dvsqrt 26257 | The derivative of the real square root function. (Contributed by Mario Carneiro, 1-May-2016.) |
โข (โ D (๐ฅ โ โ+ โฆ (โโ๐ฅ))) = (๐ฅ โ โ+ โฆ (1 / (2 ยท (โโ๐ฅ)))) | ||
Theorem | dvcncxp1 26258* | Derivative of complex power with respect to first argument on the complex plane. (Contributed by Brendan Leahy, 18-Dec-2018.) |
โข ๐ท = (โ โ (-โ(,]0)) โ โข (๐ด โ โ โ (โ D (๐ฅ โ ๐ท โฆ (๐ฅโ๐๐ด))) = (๐ฅ โ ๐ท โฆ (๐ด ยท (๐ฅโ๐(๐ด โ 1))))) | ||
Theorem | dvcnsqrt 26259* | Derivative of square root function. (Contributed by Brendan Leahy, 18-Dec-2018.) |
โข ๐ท = (โ โ (-โ(,]0)) โ โข (โ D (๐ฅ โ ๐ท โฆ (โโ๐ฅ))) = (๐ฅ โ ๐ท โฆ (1 / (2 ยท (โโ๐ฅ)))) | ||
Theorem | cxpcn 26260* | Domain of continuity of the complex power function. (Contributed by Mario Carneiro, 1-May-2016.) |
โข ๐ท = (โ โ (-โ(,]0)) & โข ๐ฝ = (TopOpenโโfld) & โข ๐พ = (๐ฝ โพt ๐ท) โ โข (๐ฅ โ ๐ท, ๐ฆ โ โ โฆ (๐ฅโ๐๐ฆ)) โ ((๐พ รt ๐ฝ) Cn ๐ฝ) | ||
Theorem | cxpcn2 26261* | Continuity of the complex power function, when the base is real. (Contributed by Mario Carneiro, 1-May-2016.) |
โข ๐ฝ = (TopOpenโโfld) & โข ๐พ = (๐ฝ โพt โ+) โ โข (๐ฅ โ โ+, ๐ฆ โ โ โฆ (๐ฅโ๐๐ฆ)) โ ((๐พ รt ๐ฝ) Cn ๐ฝ) | ||
Theorem | cxpcn3lem 26262* | Lemma for cxpcn3 26263. (Contributed by Mario Carneiro, 2-May-2016.) |
โข ๐ท = (โกโ โ โ+) & โข ๐ฝ = (TopOpenโโfld) & โข ๐พ = (๐ฝ โพt (0[,)+โ)) & โข ๐ฟ = (๐ฝ โพt ๐ท) & โข ๐ = (if((โโ๐ด) โค 1, (โโ๐ด), 1) / 2) & โข ๐ = if(๐ โค (๐ธโ๐(1 / ๐)), ๐, (๐ธโ๐(1 / ๐))) โ โข ((๐ด โ ๐ท โง ๐ธ โ โ+) โ โ๐ โ โ+ โ๐ โ (0[,)+โ)โ๐ โ ๐ท (((absโ๐) < ๐ โง (absโ(๐ด โ ๐)) < ๐) โ (absโ(๐โ๐๐)) < ๐ธ)) | ||
Theorem | cxpcn3 26263* | Extend continuity of the complex power function to a base of zero, as long as the exponent has strictly positive real part. (Contributed by Mario Carneiro, 2-May-2016.) |
โข ๐ท = (โกโ โ โ+) & โข ๐ฝ = (TopOpenโโfld) & โข ๐พ = (๐ฝ โพt (0[,)+โ)) & โข ๐ฟ = (๐ฝ โพt ๐ท) โ โข (๐ฅ โ (0[,)+โ), ๐ฆ โ ๐ท โฆ (๐ฅโ๐๐ฆ)) โ ((๐พ รt ๐ฟ) Cn ๐ฝ) | ||
Theorem | resqrtcn 26264 | Continuity of the real square root function. (Contributed by Mario Carneiro, 2-May-2016.) |
โข (โ โพ (0[,)+โ)) โ ((0[,)+โ)โcnโโ) | ||
Theorem | sqrtcn 26265 | Continuity of the square root function. (Contributed by Mario Carneiro, 2-May-2016.) |
โข ๐ท = (โ โ (-โ(,]0)) โ โข (โ โพ ๐ท) โ (๐ทโcnโโ) | ||
Theorem | cxpaddlelem 26266 | Lemma for cxpaddle 26267. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Aug-2014.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ด) & โข (๐ โ ๐ด โค 1) & โข (๐ โ ๐ต โ โ+) & โข (๐ โ ๐ต โค 1) โ โข (๐ โ ๐ด โค (๐ดโ๐๐ต)) | ||
Theorem | cxpaddle 26267 | Ordering property for complex exponentiation. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Sep-2014.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ด) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ 0 โค ๐ต) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ+) & โข (๐ โ ๐ถ โค 1) โ โข (๐ โ ((๐ด + ๐ต)โ๐๐ถ) โค ((๐ดโ๐๐ถ) + (๐ตโ๐๐ถ))) | ||
Theorem | abscxpbnd 26268 | Bound on the absolute value of a complex power. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Sep-2014.) |
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ 0 โค (โโ๐ต)) & โข (๐ โ ๐ โ โ) & โข (๐ โ (absโ๐ด) โค ๐) โ โข (๐ โ (absโ(๐ดโ๐๐ต)) โค ((๐โ๐(โโ๐ต)) ยท (expโ((absโ๐ต) ยท ฯ)))) | ||
Theorem | root1id 26269 | Property of an ๐-th root of unity. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Apr-2015.) |
โข (๐ โ โ โ ((-1โ๐(2 / ๐))โ๐) = 1) | ||
Theorem | root1eq1 26270 | The only powers of an ๐-th root of unity that equal 1 are the multiples of ๐. In other words, -1โ๐(2 / ๐) has order ๐ in the multiplicative group of nonzero complex numbers. (In fact, these and their powers are the only elements of finite order in the complex numbers.) (Contributed by Mario Carneiro, 28-Apr-2016.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐พ โ โค) โ (((-1โ๐(2 / ๐))โ๐พ) = 1 โ ๐ โฅ ๐พ)) | ||
Theorem | root1cj 26271 | Within the ๐-th roots of unity, the conjugate of the ๐พ-th root is the ๐ โ ๐พ-th root. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Apr-2015.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐พ โ โค) โ (โโ((-1โ๐(2 / ๐))โ๐พ)) = ((-1โ๐(2 / ๐))โ(๐ โ ๐พ))) | ||
Theorem | cxpeq 26272* | Solve an equation involving an ๐-th power. The expression -1โ๐(2 / ๐) = exp(2ฯi / ๐) is a way to write the primitive ๐-th root of unity with the smallest positive argument. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Apr-2015.) |
โข ((๐ด โ โ โง ๐ โ โ โง ๐ต โ โ) โ ((๐ดโ๐) = ๐ต โ โ๐ โ (0...(๐ โ 1))๐ด = ((๐ตโ๐(1 / ๐)) ยท ((-1โ๐(2 / ๐))โ๐)))) | ||
Theorem | loglesqrt 26273 | An upper bound on the logarithm. (Contributed by Mario Carneiro, 2-May-2016.) (Proof shortened by AV, 2-Aug-2021.) |
โข ((๐ด โ โ โง 0 โค ๐ด) โ (logโ(๐ด + 1)) โค (โโ๐ด)) | ||
Theorem | logreclem 26274 | Symmetry of the natural logarithm range by negation. Lemma for logrec 26275. (Contributed by Saveliy Skresanov, 27-Dec-2016.) |
โข ((๐ด โ ran log โง ยฌ (โโ๐ด) = ฯ) โ -๐ด โ ran log) | ||
Theorem | logrec 26275 | Logarithm of a reciprocal changes sign. (Contributed by Saveliy Skresanov, 28-Dec-2016.) |
โข ((๐ด โ โ โง ๐ด โ 0 โง (โโ(logโ๐ด)) โ ฯ) โ (logโ๐ด) = -(logโ(1 / ๐ด))) | ||
Define "log using an arbitrary base" function and then prove some of its properties. Note that logb is generalized to an arbitrary base and arbitrary parameter in โ, but it doesn't accept infinities as arguments, unlike log. Metamath doesn't care what letters are used to represent classes. Usually classes begin with the letter "A", but here we use "B" and "X" to more clearly distinguish between "base" and "other parameter of log". There are different ways this could be defined in Metamath. The approach used here is intentionally similar to existing 2-parameter Metamath functions (operations): (๐ต logb ๐) where ๐ต is the base and ๐ is the argument of the logarithm function. An alternative would be to support the notational form (( logb โ๐ต)โ๐); that looks a little more like traditional notation. Such a function ( logb โ๐ต) for a fixed base can be obtained in Metamath (without the need for a new definition) by the curry function: (curry logb โ๐ต), see logbmpt 26300, logbf 26301 and logbfval 26302. | ||
Syntax | clogb 26276 | Extend class notation to include the logarithm generalized to an arbitrary base. |
class logb | ||
Definition | df-logb 26277* | Define the logb operator. This is the logarithm generalized to an arbitrary base. It can be used as (๐ต logb ๐) for "log base B of X". In the most common traditional notation, base B is a subscript of "log". The definition is according to Wikipedia "Complex logarithm": https://en.wikipedia.org/wiki/Complex_logarithm#Logarithms_to_other_bases (10-Jun-2020). (Contributed by David A. Wheeler, 21-Jan-2017.) |
โข logb = (๐ฅ โ (โ โ {0, 1}), ๐ฆ โ (โ โ {0}) โฆ ((logโ๐ฆ) / (logโ๐ฅ))) | ||
Theorem | logbval 26278 | Define the value of the logb function, the logarithm generalized to an arbitrary base, when used as infix. Most Metamath statements select variables in order of their use, but to make the order clearer we use "B" for base and "X" for the argument of the logarithm function here. (Contributed by David A. Wheeler, 21-Jan-2017.) (Revised by David A. Wheeler, 16-Jul-2017.) |
โข ((๐ต โ (โ โ {0, 1}) โง ๐ โ (โ โ {0})) โ (๐ต logb ๐) = ((logโ๐) / (logโ๐ต))) | ||
Theorem | logbcl 26279 | General logarithm closure. (Contributed by David A. Wheeler, 17-Jul-2017.) |
โข ((๐ต โ (โ โ {0, 1}) โง ๐ โ (โ โ {0})) โ (๐ต logb ๐) โ โ) | ||
Theorem | logbid1 26280 | General logarithm is 1 when base and arg match. Property 1(a) of [Cohen4] p. 361. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Sep-2014.) (Revised by David A. Wheeler, 22-Jul-2017.) |
โข ((๐ด โ โ โง ๐ด โ 0 โง ๐ด โ 1) โ (๐ด logb ๐ด) = 1) | ||
Theorem | logb1 26281 | The logarithm of 1 to an arbitrary base ๐ต is 0. Property 1(b) of [Cohen4] p. 361. See log1 26101. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Sep-2014.) (Revised by Thierry Arnoux, 27-Sep-2017.) |
โข ((๐ต โ โ โง ๐ต โ 0 โง ๐ต โ 1) โ (๐ต logb 1) = 0) | ||
Theorem | elogb 26282 | The general logarithm of a number to the base being Euler's constant is the natural logarithm of the number. Put another way, using e as the base in logb is the same as log. Definition in [Cohen4] p. 352. (Contributed by David A. Wheeler, 17-Oct-2017.) (Revised by David A. Wheeler and AV, 16-Jun-2020.) |
โข (๐ด โ (โ โ {0}) โ (e logb ๐ด) = (logโ๐ด)) | ||
Theorem | logbchbase 26283 | Change of base for logarithms. Property in [Cohen4] p. 367. (Contributed by AV, 11-Jun-2020.) |
โข (((๐ด โ โ โง ๐ด โ 0 โง ๐ด โ 1) โง (๐ต โ โ โง ๐ต โ 0 โง ๐ต โ 1) โง ๐ โ (โ โ {0})) โ (๐ด logb ๐) = ((๐ต logb ๐) / (๐ต logb ๐ด))) | ||
Theorem | relogbval 26284 | Value of the general logarithm with integer base. (Contributed by Thierry Arnoux, 27-Sep-2017.) |
โข ((๐ต โ (โคโฅโ2) โง ๐ โ โ+) โ (๐ต logb ๐) = ((logโ๐) / (logโ๐ต))) | ||
Theorem | relogbcl 26285 | Closure of the general logarithm with a positive real base on positive reals. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Sep-2014.) (Revised by Thierry Arnoux, 27-Sep-2017.) |
โข ((๐ต โ โ+ โง ๐ โ โ+ โง ๐ต โ 1) โ (๐ต logb ๐) โ โ) | ||
Theorem | relogbzcl 26286 | Closure of the general logarithm with integer base on positive reals. (Contributed by Thierry Arnoux, 27-Sep-2017.) (Proof shortened by AV, 9-Jun-2020.) |
โข ((๐ต โ (โคโฅโ2) โง ๐ โ โ+) โ (๐ต logb ๐) โ โ) | ||
Theorem | relogbreexp 26287 | Power law for the general logarithm for real powers: The logarithm of a positive real number to the power of a real number is equal to the product of the exponent and the logarithm of the base of the power. Property 4 of [Cohen4] p. 361. (Contributed by AV, 9-Jun-2020.) |
โข ((๐ต โ (โ โ {0, 1}) โง ๐ถ โ โ+ โง ๐ธ โ โ) โ (๐ต logb (๐ถโ๐๐ธ)) = (๐ธ ยท (๐ต logb ๐ถ))) | ||
Theorem | relogbzexp 26288 | Power law for the general logarithm for integer powers: The logarithm of a positive real number to the power of an integer is equal to the product of the exponent and the logarithm of the base of the power. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Sep-2014.) (Revised by AV, 9-Jun-2020.) |
โข ((๐ต โ (โ โ {0, 1}) โง ๐ถ โ โ+ โง ๐ โ โค) โ (๐ต logb (๐ถโ๐)) = (๐ ยท (๐ต logb ๐ถ))) | ||
Theorem | relogbmul 26289 | The logarithm of the product of two positive real numbers is the sum of logarithms. Property 2 of [Cohen4] p. 361. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Sep-2014.) (Revised by AV, 29-May-2020.) |
โข ((๐ต โ (โ โ {0, 1}) โง (๐ด โ โ+ โง ๐ถ โ โ+)) โ (๐ต logb (๐ด ยท ๐ถ)) = ((๐ต logb ๐ด) + (๐ต logb ๐ถ))) | ||
Theorem | relogbmulexp 26290 | The logarithm of the product of a positive real and a positive real number to the power of a real number is the sum of the logarithm of the first real number and the scaled logarithm of the second real number. (Contributed by AV, 29-May-2020.) |
โข ((๐ต โ (โ โ {0, 1}) โง (๐ด โ โ+ โง ๐ถ โ โ+ โง ๐ธ โ โ)) โ (๐ต logb (๐ด ยท (๐ถโ๐๐ธ))) = ((๐ต logb ๐ด) + (๐ธ ยท (๐ต logb ๐ถ)))) | ||
Theorem | relogbdiv 26291 | The logarithm of the quotient of two positive real numbers is the difference of logarithms. Property 3 of [Cohen4] p. 361. (Contributed by AV, 29-May-2020.) |
โข ((๐ต โ (โ โ {0, 1}) โง (๐ด โ โ+ โง ๐ถ โ โ+)) โ (๐ต logb (๐ด / ๐ถ)) = ((๐ต logb ๐ด) โ (๐ต logb ๐ถ))) | ||
Theorem | relogbexp 26292 | Identity law for general logarithm: the logarithm of a power to the base is the exponent. Property 6 of [Cohen4] p. 361. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Sep-2014.) (Revised by AV, 9-Jun-2020.) |
โข ((๐ต โ โ+ โง ๐ต โ 1 โง ๐ โ โค) โ (๐ต logb (๐ตโ๐)) = ๐) | ||
Theorem | nnlogbexp 26293 | Identity law for general logarithm with integer base. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Sep-2014.) (Revised by Thierry Arnoux, 27-Sep-2017.) |
โข ((๐ต โ (โคโฅโ2) โง ๐ โ โค) โ (๐ต logb (๐ตโ๐)) = ๐) | ||
Theorem | logbrec 26294 | Logarithm of a reciprocal changes sign. See logrec 26275. Particular case of Property 3 of [Cohen4] p. 361. (Contributed by Thierry Arnoux, 27-Sep-2017.) |
โข ((๐ต โ (โคโฅโ2) โง ๐ด โ โ+) โ (๐ต logb (1 / ๐ด)) = -(๐ต logb ๐ด)) | ||
Theorem | logbleb 26295 | The general logarithm function is monotone/increasing. See logleb 26118. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Oct-2014.) (Revised by AV, 31-May-2020.) |
โข ((๐ต โ (โคโฅโ2) โง ๐ โ โ+ โง ๐ โ โ+) โ (๐ โค ๐ โ (๐ต logb ๐) โค (๐ต logb ๐))) | ||
Theorem | logblt 26296 | The general logarithm function is strictly monotone/increasing. Property 2 of [Cohen4] p. 377. See logltb 26115. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Oct-2014.) (Revised by Thierry Arnoux, 27-Sep-2017.) |
โข ((๐ต โ (โคโฅโ2) โง ๐ โ โ+ โง ๐ โ โ+) โ (๐ < ๐ โ (๐ต logb ๐) < (๐ต logb ๐))) | ||
Theorem | relogbcxp 26297 | Identity law for the general logarithm for real numbers. (Contributed by AV, 22-May-2020.) |
โข ((๐ต โ (โ+ โ {1}) โง ๐ โ โ) โ (๐ต logb (๐ตโ๐๐)) = ๐) | ||
Theorem | cxplogb 26298 | Identity law for the general logarithm. (Contributed by AV, 22-May-2020.) |
โข ((๐ต โ (โ โ {0, 1}) โง ๐ โ (โ โ {0})) โ (๐ตโ๐(๐ต logb ๐)) = ๐) | ||
Theorem | relogbcxpb 26299 | The logarithm is the inverse of the exponentiation. Observation in [Cohen4] p. 348. (Contributed by AV, 11-Jun-2020.) |
โข (((๐ต โ โ+ โง ๐ต โ 1) โง ๐ โ โ+ โง ๐ โ โ) โ ((๐ต logb ๐) = ๐ โ (๐ตโ๐๐) = ๐)) | ||
Theorem | logbmpt 26300* | The general logarithm to a fixed base regarded as mapping. (Contributed by AV, 11-Jun-2020.) |
โข ((๐ต โ โ โง ๐ต โ 0 โง ๐ต โ 1) โ (curry logb โ๐ต) = (๐ฆ โ (โ โ {0}) โฆ ((logโ๐ฆ) / (logโ๐ต)))) |
< Previous Next > |
Copyright terms: Public domain | < Previous Next > |