MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  efgh Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem efgh 26488
Description: The exponential function of a scaled complex number is a group homomorphism from the group of complex numbers under addition to the set of complex numbers under multiplication. (Contributed by Paul Chapman, 25-Apr-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 11-May-2014.) (Revised by Thierry Arnoux, 26-Jan-2020.)
Hypothesis
Ref Expression
efgh.1 𝐹 = (𝑥𝑋 ↦ (exp‘(𝐴 · 𝑥)))
Assertion
Ref Expression
efgh (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (𝐹‘(𝐵 + 𝐶)) = ((𝐹𝐵) · (𝐹𝐶)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝑋
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑥)   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem efgh
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simp1l 1195 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → 𝐴 ∈ ℂ)
2 simp1r 1196 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld))
3 cnfldbas 21283 . . . . . . . 8 ℂ = (Base‘ℂfld)
43subgss 19082 . . . . . . 7 (𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld) → 𝑋 ⊆ ℂ)
52, 4syl 17 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → 𝑋 ⊆ ℂ)
6 simp2 1135 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → 𝐵𝑋)
75, 6sseldd 3981 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → 𝐵 ∈ ℂ)
8 simp3 1136 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → 𝐶𝑋)
95, 8sseldd 3981 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → 𝐶 ∈ ℂ)
101, 7, 9adddid 11269 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (𝐴 · (𝐵 + 𝐶)) = ((𝐴 · 𝐵) + (𝐴 · 𝐶)))
1110fveq2d 6901 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (exp‘(𝐴 · (𝐵 + 𝐶))) = (exp‘((𝐴 · 𝐵) + (𝐴 · 𝐶))))
121, 7mulcld 11265 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (𝐴 · 𝐵) ∈ ℂ)
131, 9mulcld 11265 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (𝐴 · 𝐶) ∈ ℂ)
14 efadd 16071 . . . 4 (((𝐴 · 𝐵) ∈ ℂ ∧ (𝐴 · 𝐶) ∈ ℂ) → (exp‘((𝐴 · 𝐵) + (𝐴 · 𝐶))) = ((exp‘(𝐴 · 𝐵)) · (exp‘(𝐴 · 𝐶))))
1512, 13, 14syl2anc 583 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (exp‘((𝐴 · 𝐵) + (𝐴 · 𝐶))) = ((exp‘(𝐴 · 𝐵)) · (exp‘(𝐴 · 𝐶))))
1611, 15eqtrd 2768 . 2 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (exp‘(𝐴 · (𝐵 + 𝐶))) = ((exp‘(𝐴 · 𝐵)) · (exp‘(𝐴 · 𝐶))))
17 efgh.1 . . . 4 𝐹 = (𝑥𝑋 ↦ (exp‘(𝐴 · 𝑥)))
18 oveq2 7428 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → (𝐴 · 𝑥) = (𝐴 · 𝑦))
1918fveq2d 6901 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → (exp‘(𝐴 · 𝑥)) = (exp‘(𝐴 · 𝑦)))
2019cbvmptv 5261 . . . 4 (𝑥𝑋 ↦ (exp‘(𝐴 · 𝑥))) = (𝑦𝑋 ↦ (exp‘(𝐴 · 𝑦)))
2117, 20eqtri 2756 . . 3 𝐹 = (𝑦𝑋 ↦ (exp‘(𝐴 · 𝑦)))
22 oveq2 7428 . . . 4 (𝑦 = (𝐵 + 𝐶) → (𝐴 · 𝑦) = (𝐴 · (𝐵 + 𝐶)))
2322fveq2d 6901 . . 3 (𝑦 = (𝐵 + 𝐶) → (exp‘(𝐴 · 𝑦)) = (exp‘(𝐴 · (𝐵 + 𝐶))))
24 cnfldadd 21285 . . . . 5 + = (+g‘ℂfld)
2524subgcl 19091 . . . 4 ((𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (𝐵 + 𝐶) ∈ 𝑋)
26253adant1l 1174 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (𝐵 + 𝐶) ∈ 𝑋)
27 fvexd 6912 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (exp‘(𝐴 · (𝐵 + 𝐶))) ∈ V)
2821, 23, 26, 27fvmptd3 7028 . 2 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (𝐹‘(𝐵 + 𝐶)) = (exp‘(𝐴 · (𝐵 + 𝐶))))
29 oveq2 7428 . . . . 5 (𝑦 = 𝐵 → (𝐴 · 𝑦) = (𝐴 · 𝐵))
3029fveq2d 6901 . . . 4 (𝑦 = 𝐵 → (exp‘(𝐴 · 𝑦)) = (exp‘(𝐴 · 𝐵)))
31 fvexd 6912 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (exp‘(𝐴 · 𝐵)) ∈ V)
3221, 30, 6, 31fvmptd3 7028 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (𝐹𝐵) = (exp‘(𝐴 · 𝐵)))
33 oveq2 7428 . . . . 5 (𝑦 = 𝐶 → (𝐴 · 𝑦) = (𝐴 · 𝐶))
3433fveq2d 6901 . . . 4 (𝑦 = 𝐶 → (exp‘(𝐴 · 𝑦)) = (exp‘(𝐴 · 𝐶)))
35 fvexd 6912 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (exp‘(𝐴 · 𝐶)) ∈ V)
3621, 34, 8, 35fvmptd3 7028 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (𝐹𝐶) = (exp‘(𝐴 · 𝐶)))
3732, 36oveq12d 7438 . 2 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → ((𝐹𝐵) · (𝐹𝐶)) = ((exp‘(𝐴 · 𝐵)) · (exp‘(𝐴 · 𝐶))))
3816, 28, 373eqtr4d 2778 1 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ (SubGrp‘ℂfld)) ∧ 𝐵𝑋𝐶𝑋) → (𝐹‘(𝐵 + 𝐶)) = ((𝐹𝐵) · (𝐹𝐶)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1085   = wceq 1534  wcel 2099  Vcvv 3471  wss 3947  cmpt 5231  cfv 6548  (class class class)co 7420  cc 11137   + caddc 11142   · cmul 11144  expce 16038  SubGrpcsubg 19075  fldccnfld 21279
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7740  ax-inf2 9665  ax-cnex 11195  ax-resscn 11196  ax-1cn 11197  ax-icn 11198  ax-addcl 11199  ax-addrcl 11200  ax-mulcl 11201  ax-mulrcl 11202  ax-mulcom 11203  ax-addass 11204  ax-mulass 11205  ax-distr 11206  ax-i2m1 11207  ax-1ne0 11208  ax-1rid 11209  ax-rnegex 11210  ax-rrecex 11211  ax-cnre 11212  ax-pre-lttri 11213  ax-pre-lttrn 11214  ax-pre-ltadd 11215  ax-pre-mulgt0 11216  ax-pre-sup 11217  ax-addf 11218
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3373  df-reu 3374  df-rab 3430  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4909  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-se 5634  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 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6500  df-fun 6550  df-fn 6551  df-f 6552  df-f1 6553  df-fo 6554  df-f1o 6555  df-fv 6556  df-isom 6557  df-riota 7376  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7871  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8392  df-rdg 8431  df-1o 8487  df-er 8725  df-pm 8848  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-sup 9466  df-inf 9467  df-oi 9534  df-card 9963  df-pnf 11281  df-mnf 11282  df-xr 11283  df-ltxr 11284  df-le 11285  df-sub 11477  df-neg 11478  df-div 11903  df-nn 12244  df-2 12306  df-3 12307  df-4 12308  df-5 12309  df-6 12310  df-7 12311  df-8 12312  df-9 12313  df-n0 12504  df-z 12590  df-dec 12709  df-uz 12854  df-rp 13008  df-ico 13363  df-fz 13518  df-fzo 13661  df-fl 13790  df-seq 14000  df-exp 14060  df-fac 14266  df-bc 14295  df-hash 14323  df-shft 15047  df-cj 15079  df-re 15080  df-im 15081  df-sqrt 15215  df-abs 15216  df-limsup 15448  df-clim 15465  df-rlim 15466  df-sum 15666  df-ef 16044  df-struct 17116  df-sets 17133  df-slot 17151  df-ndx 17163  df-base 17181  df-ress 17210  df-plusg 17246  df-mulr 17247  df-starv 17248  df-tset 17252  df-ple 17253  df-ds 17255  df-unif 17256  df-mgm 18600  df-sgrp 18679  df-mnd 18695  df-grp 18893  df-subg 19078  df-cnfld 21280
This theorem is referenced by:  efabl  26497
  Copyright terms: Public domain W3C validator
OSZAR »