Users' Mathboxes Mathbox for Richard Penner < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  relexpmulg Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem relexpmulg 43279
Description: With ordered exponents, the composition of powers of a relation is the relation raised to the product of exponents. (Contributed by RP, 13-Jun-2020.)
Assertion
Ref Expression
relexpmulg (((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) ∧ (𝐽 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ0)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼))

Proof of Theorem relexpmulg
StepHypRef Expression
1 elnn0 12507 . . . 4 (𝐽 ∈ ℕ0 ↔ (𝐽 ∈ ℕ ∨ 𝐽 = 0))
2 elnn0 12507 . . . . . 6 (𝐾 ∈ ℕ0 ↔ (𝐾 ∈ ℕ ∨ 𝐾 = 0))
3 relexpmulnn 43278 . . . . . . . . . 10 (((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾)) ∧ (𝐽 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℕ)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼))
433adantl3 1165 . . . . . . . . 9 (((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) ∧ (𝐽 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℕ)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼))
54expcom 412 . . . . . . . 8 ((𝐽 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → ((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼)))
65expcom 412 . . . . . . 7 (𝐾 ∈ ℕ → (𝐽 ∈ ℕ → ((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼))))
7 simprr 771 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾))) → 𝐼 = (𝐽 · 𝐾))
8 simpll 765 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾))) → 𝐾 = 0)
98oveq2d 7435 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾))) → (𝐽 · 𝐾) = (𝐽 · 0))
10 simplr 767 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾))) → 𝐽 ∈ ℕ)
1110nncnd 12261 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾))) → 𝐽 ∈ ℂ)
1211mul01d 11445 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾))) → (𝐽 · 0) = 0)
137, 9, 123eqtrd 2769 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾))) → 𝐼 = 0)
14 simpl 481 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾))) → (𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ))
15 nnnle0 12278 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐽 ∈ ℕ → ¬ 𝐽 ≤ 0)
1615adantl 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) → ¬ 𝐽 ≤ 0)
17 simpl 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) → 𝐾 = 0)
1817breq2d 5161 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) → (𝐽𝐾𝐽 ≤ 0))
1916, 18mtbird 324 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) → ¬ 𝐽𝐾)
2014, 19syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾))) → ¬ 𝐽𝐾)
2113, 20jcnd 163 . . . . . . . . . . 11 (((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾))) → ¬ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))
2221pm2.21d 121 . . . . . . . . . 10 (((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾))) → ((𝐼 = 0 → 𝐽𝐾) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼)))
2322exp32 419 . . . . . . . . 9 ((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) → (𝑅𝑉 → (𝐼 = (𝐽 · 𝐾) → ((𝐼 = 0 → 𝐽𝐾) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼)))))
24233impd 1345 . . . . . . . 8 ((𝐾 = 0 ∧ 𝐽 ∈ ℕ) → ((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼)))
2524ex 411 . . . . . . 7 (𝐾 = 0 → (𝐽 ∈ ℕ → ((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼))))
266, 25jaoi 855 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ ℕ ∨ 𝐾 = 0) → (𝐽 ∈ ℕ → ((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼))))
272, 26sylbi 216 . . . . 5 (𝐾 ∈ ℕ0 → (𝐽 ∈ ℕ → ((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼))))
28 simplr 767 . . . . . . . . . . 11 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → 𝐽 = 0)
2928oveq2d 7435 . . . . . . . . . 10 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → (𝑅𝑟𝐽) = (𝑅𝑟0))
30 simpr1 1191 . . . . . . . . . . 11 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → 𝑅𝑉)
31 relexp0g 15005 . . . . . . . . . . 11 (𝑅𝑉 → (𝑅𝑟0) = ( I ↾ (dom 𝑅 ∪ ran 𝑅)))
3230, 31syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → (𝑅𝑟0) = ( I ↾ (dom 𝑅 ∪ ran 𝑅)))
3329, 32eqtrd 2765 . . . . . . . . 9 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → (𝑅𝑟𝐽) = ( I ↾ (dom 𝑅 ∪ ran 𝑅)))
3433oveq1d 7434 . . . . . . . 8 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (( I ↾ (dom 𝑅 ∪ ran 𝑅))↑𝑟𝐾))
35 dmexg 7909 . . . . . . . . . . 11 (𝑅𝑉 → dom 𝑅 ∈ V)
36 rnexg 7910 . . . . . . . . . . 11 (𝑅𝑉 → ran 𝑅 ∈ V)
3735, 36unexd 7757 . . . . . . . . . 10 (𝑅𝑉 → (dom 𝑅 ∪ ran 𝑅) ∈ V)
3830, 37syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → (dom 𝑅 ∪ ran 𝑅) ∈ V)
39 simpll 765 . . . . . . . . 9 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → 𝐾 ∈ ℕ0)
40 relexpiidm 43273 . . . . . . . . 9 (((dom 𝑅 ∪ ran 𝑅) ∈ V ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → (( I ↾ (dom 𝑅 ∪ ran 𝑅))↑𝑟𝐾) = ( I ↾ (dom 𝑅 ∪ ran 𝑅)))
4138, 39, 40syl2anc 582 . . . . . . . 8 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → (( I ↾ (dom 𝑅 ∪ ran 𝑅))↑𝑟𝐾) = ( I ↾ (dom 𝑅 ∪ ran 𝑅)))
42 simpr2 1192 . . . . . . . . . . 11 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → 𝐼 = (𝐽 · 𝐾))
4328oveq1d 7434 . . . . . . . . . . 11 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → (𝐽 · 𝐾) = (0 · 𝐾))
4439nn0cnd 12567 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → 𝐾 ∈ ℂ)
4544mul02d 11444 . . . . . . . . . . 11 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → (0 · 𝐾) = 0)
4642, 43, 453eqtrd 2769 . . . . . . . . . 10 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → 𝐼 = 0)
4746oveq2d 7435 . . . . . . . . 9 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → (𝑅𝑟𝐼) = (𝑅𝑟0))
4847, 32eqtr2d 2766 . . . . . . . 8 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → ( I ↾ (dom 𝑅 ∪ ran 𝑅)) = (𝑅𝑟𝐼))
4934, 41, 483eqtrd 2769 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) ∧ (𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾))) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼))
5049ex 411 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ ℕ0𝐽 = 0) → ((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼)))
5150ex 411 . . . . 5 (𝐾 ∈ ℕ0 → (𝐽 = 0 → ((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼))))
5227, 51jaod 857 . . . 4 (𝐾 ∈ ℕ0 → ((𝐽 ∈ ℕ ∨ 𝐽 = 0) → ((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼))))
531, 52biimtrid 241 . . 3 (𝐾 ∈ ℕ0 → (𝐽 ∈ ℕ0 → ((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼))))
5453impcom 406 . 2 ((𝐽 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ0) → ((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼)))
5554impcom 406 1 (((𝑅𝑉𝐼 = (𝐽 · 𝐾) ∧ (𝐼 = 0 → 𝐽𝐾)) ∧ (𝐽 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ0)) → ((𝑅𝑟𝐽)↑𝑟𝐾) = (𝑅𝑟𝐼))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 394  wo 845  w3a 1084   = wceq 1533  wcel 2098  Vcvv 3461  cun 3942   class class class wbr 5149   I cid 5575  dom cdm 5678  ran crn 5679  cres 5680  (class class class)co 7419  0cc0 11140   · cmul 11145  cle 11281  cn 12245  0cn0 12505  𝑟crelexp 15002
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7741  ax-cnex 11196  ax-resscn 11197  ax-1cn 11198  ax-icn 11199  ax-addcl 11200  ax-addrcl 11201  ax-mulcl 11202  ax-mulrcl 11203  ax-mulcom 11204  ax-addass 11205  ax-mulass 11206  ax-distr 11207  ax-i2m1 11208  ax-1ne0 11209  ax-1rid 11210  ax-rnegex 11211  ax-rrecex 11212  ax-cnre 11213  ax-pre-lttri 11214  ax-pre-lttrn 11215  ax-pre-ltadd 11216  ax-pre-mulgt0 11217
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2930  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-reu 3364  df-rab 3419  df-v 3463  df-sbc 3774  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3964  df-nul 4323  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-op 4637  df-uni 4910  df-iun 4999  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6307  df-ord 6374  df-on 6375  df-lim 6376  df-suc 6377  df-iota 6501  df-fun 6551  df-fn 6552  df-f 6553  df-f1 6554  df-fo 6555  df-f1o 6556  df-fv 6557  df-riota 7375  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7872  df-2nd 7995  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8392  df-rdg 8431  df-er 8725  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-pnf 11282  df-mnf 11283  df-xr 11284  df-ltxr 11285  df-le 11286  df-sub 11478  df-neg 11479  df-nn 12246  df-n0 12506  df-z 12592  df-uz 12856  df-seq 14003  df-relexp 15003
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator