Theorem root1cj 27114

Description: Within the 𝑁-th roots of unity, the conjugate of the 𝐾-th root is the 𝑁 − 𝐾-th root. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Apr-2015.)

Assertion

Ref	Expression
root1cj	⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (∗‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑(𝑁 − 𝐾)))

Proof of Theorem root1cj

Step	Hyp	Ref	Expression
1		neg1cn 12332	. . . 4 ⊢ -1 ∈ ℂ
2		2re 12444	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℝ
3		simpl 488	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℕ)
4		nndivre 12406	. . . . . 6 ⊢ ((2 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (2 / 𝑁) ∈ ℝ)
5	2, 3, 4	sylancr 599	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (2 / 𝑁) ∈ ℝ)
6	5	recnd 11364	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (2 / 𝑁) ∈ ℂ)
7		cxpcl 27032	. . . 4 ⊢ (( -1 ∈ ℂ ∧ (2 / 𝑁) ∈ ℂ) → ( -1↑𝑐(2 / 𝑁)) ∈ ℂ)
8	1, 6, 7	sylancr 599	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ( -1↑𝑐(2 / 𝑁)) ∈ ℂ)
9	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → -1 ∈ ℂ)
10		neg1ne0 12334	. . . . 5 ⊢ -1 ≠ 0
11	10	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → -1 ≠ 0)
12	9, 11, 6	cxpne0d 27071	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ( -1↑𝑐(2 / 𝑁)) ≠ 0)
13		simpr 490	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → 𝐾 ∈ ℤ)
14		nnz 12741	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
15	14	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℤ)
16	8, 12, 13, 15	expsubd 14327	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑(𝑁 − 𝐾)) = ((( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝑁) / (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)))
17		root1id 27112	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝑁) = 1)
18	17	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝑁) = 1)
19	18	oveq1d 7458	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝑁) / (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = (1 / (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)))
20	8, 12, 13	expclzd 14321	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾) ∈ ℂ)
21	8, 12, 13	expne0d 14322	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾) ≠ 0)
22		recval 15519	. . . 4 ⊢ (((( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾) ∈ ℂ ∧ (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾) ≠ 0) → (1 / (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = ((∗‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) / ((abs‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾))↑2)))
23	20, 21, 22	syl2anc 596	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (1 / (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = ((∗‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) / ((abs‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾))↑2)))
24		absexpz 15501	. . . . . . . 8 ⊢ ((( -1↑𝑐(2 / 𝑁)) ∈ ℂ ∧ ( -1↑𝑐(2 / 𝑁)) ≠ 0 ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (abs‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = ((abs‘( -1↑𝑐(2 / 𝑁)))↑𝐾))
25	8, 12, 13, 24	syl3anc 1399	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (abs‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = ((abs‘( -1↑𝑐(2 / 𝑁)))↑𝐾))
26		abscxp2 27051	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (( -1 ∈ ℂ ∧ (2 / 𝑁) ∈ ℝ) → (abs‘( -1↑𝑐(2 / 𝑁))) = ((abs‘ -1)↑𝑐(2 / 𝑁)))
27	1, 5, 26	sylancr 599	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (abs‘( -1↑𝑐(2 / 𝑁))) = ((abs‘ -1)↑𝑐(2 / 𝑁)))
28		ax-1cn 11285	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 1 ∈ ℂ
29	28	absnegi 15597	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (abs‘ -1) = (abs‘1)
30		abs1 15493	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (abs‘1) = 1
31	29, 30	eqtri 2786	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (abs‘ -1) = 1
32	31	oveq1i 7453	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((abs‘ -1)↑𝑐(2 / 𝑁)) = (1↑𝑐(2 / 𝑁))
33	27, 32	eqtrdi 2814	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (abs‘( -1↑𝑐(2 / 𝑁))) = (1↑𝑐(2 / 𝑁)))
34	6	1cxpd 27065	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (1↑𝑐(2 / 𝑁)) = 1)
35	33, 34	eqtrd 2798	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (abs‘( -1↑𝑐(2 / 𝑁))) = 1)
36	35	oveq1d 7458	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((abs‘( -1↑𝑐(2 / 𝑁)))↑𝐾) = (1↑𝐾))
37		1exp 14261	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (1↑𝐾) = 1)
38	37	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (1↑𝐾) = 1)
39	25, 36, 38	3eqtrd 2802	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (abs‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = 1)
40	39	oveq1d 7458	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((abs‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾))↑2) = (1↑2))
41		sq1 14365	. . . . 5 ⊢ (1↑2) = 1
42	40, 41	eqtrdi 2814	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((abs‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾))↑2) = 1)
43	42	oveq2d 7459	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((∗‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) / ((abs‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾))↑2)) = ((∗‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) / 1))
44	20	cjcld 15392	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (∗‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) ∈ ℂ)
45	44	div1d 12112	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((∗‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) / 1) = (∗‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)))
46	23, 43, 45	3eqtrd 2802	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (1 / (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = (∗‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)))
47	16, 19, 46	3eqtrrd 2803	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (∗‘(( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = (( -1↑𝑐(2 / 𝑁))↑(𝑁 − 𝐾)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  ℂcc 11225  ℝcr 11226  0cc0 11227  1c1 11228   − cmin 11568   -cneg 11569   / cdiv 12000  ℕcn 12362  2c2 12424  ℤcz 12720  ↑cexp 14231  ∗ccj 15292  abscabs 15430  ↑_𝑐ccxp 26913

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-inf2 9669  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-pre-sup 11305  ax-addf 11306

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-isom 6567  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-of 7717  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-supp 8205  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8745  df-map 8877  df-pm 8878  df-ixp 8954  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-fsupp 9382  df-fi 9430  df-sup 9461  df-inf 9462  df-oi 9531  df-card 10047  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-div 12001  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-5 12435  df-6 12436  df-7 12437  df-8 12438  df-9 12439  df-n0 12634  df-z 12721  df-dec 12842  df-uz 12993  df-q 13103  df-rp 13148  df-xneg 13268  df-xadd 13269  df-xmul 13270  df-ioo 13507  df-ioc 13508  df-ico 13509  df-icc 13510  df-fz 13667  df-fzo 13816  df-fl 13959  df-mod 14037  df-seq 14172  df-exp 14232  df-fac 14445  df-bc 14474  df-hash 14502  df-shft 15249  df-cj 15295  df-re 15296  df-im 15297  df-sqrt 15431  df-abs 15432  df-limsup 15667  df-clim 15684  df-rlim 15685  df-sum 15883  df-ef 16262  df-sin 16264  df-cos 16265  df-pi 16267  df-struct 17354  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-mulr 17471  df-starv 17472  df-sca 17473  df-vsca 17474  df-ip 17475  df-tset 17476  df-ple 17477  df-ds 17479  df-unif 17480  df-hom 17481  df-cco 17482  df-rest 17622  df-topn 17623  df-0g 17641  df-gsum 17642  df-topgen 17643  df-pt 17644  df-prds 17647  df-xrs 17703  df-qtop 17708  df-imas 17709  df-xps 17711  df-mre 17785  df-mrc 17786  df-acs 17788  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-submnd 19008  df-mulg 19307  df-cntz 19561  df-cmn 20026  df-psmet 21700  df-xmet 21701  df-met 21702  df-bl 21703  df-mopn 21704  df-fbas 21705  df-fg 21706  df-cnfld 21709  df-top 23242  df-topon 23259  df-topsp 23281  df-bases 23294  df-cld 23367  df-ntr 23368  df-cls 23369  df-nei 23446  df-lp 23484  df-perf 23485  df-cn 23575  df-cnp 23576  df-haus 23663  df-tx 23911  df-hmeo 24104  df-fil 24195  df-fm 24287  df-flim 24288  df-flf 24289  df-xms 24669  df-ms 24670  df-tms 24671  df-cncf 25229  df-limc 26216  df-dv 26217  df-log 26914  df-cxp 26915

This theorem is used by:  1cubrlem  27199