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Theorem dvexp 19318
Description: Derivative of a power function. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Aug-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 10-Feb-2015.)
Assertion
Ref Expression
dvexp  |-  ( N  e.  NN  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ N ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( N  x.  ( x ^ ( N  -  1 ) ) ) ) )
Distinct variable group:    x, N

Proof of Theorem dvexp
Dummy variables  k  n are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 5882 . . . . 5  |-  ( n  =  1  ->  (
x ^ n )  =  ( x ^
1 ) )
21mpteq2dv 4123 . . . 4  |-  ( n  =  1  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ 1 ) ) )
32oveq2d 5890 . . 3  |-  ( n  =  1  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
n ) ) )  =  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ 1 ) ) ) )
4 id 19 . . . . 5  |-  ( n  =  1  ->  n  =  1 )
5 oveq1 5881 . . . . . 6  |-  ( n  =  1  ->  (
n  -  1 )  =  ( 1  -  1 ) )
65oveq2d 5890 . . . . 5  |-  ( n  =  1  ->  (
x ^ ( n  -  1 ) )  =  ( x ^
( 1  -  1 ) ) )
74, 6oveq12d 5892 . . . 4  |-  ( n  =  1  ->  (
n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) )  =  ( 1  x.  ( x ^ (
1  -  1 ) ) ) )
87mpteq2dv 4123 . . 3  |-  ( n  =  1  ->  (
x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^
( 1  -  1 ) ) ) ) )
93, 8eqeq12d 2310 . 2  |-  ( n  =  1  ->  (
( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  <->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ 1 ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  (
x ^ ( 1  -  1 ) ) ) ) ) )
10 oveq2 5882 . . . . 5  |-  ( n  =  k  ->  (
x ^ n )  =  ( x ^
k ) )
1110mpteq2dv 4123 . . . 4  |-  ( n  =  k  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )
1211oveq2d 5890 . . 3  |-  ( n  =  k  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
n ) ) )  =  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) )
13 id 19 . . . . 5  |-  ( n  =  k  ->  n  =  k )
14 oveq1 5881 . . . . . 6  |-  ( n  =  k  ->  (
n  -  1 )  =  ( k  - 
1 ) )
1514oveq2d 5890 . . . . 5  |-  ( n  =  k  ->  (
x ^ ( n  -  1 ) )  =  ( x ^
( k  -  1 ) ) )
1613, 15oveq12d 5892 . . . 4  |-  ( n  =  k  ->  (
n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) )  =  ( k  x.  ( x ^ (
k  -  1 ) ) ) )
1716mpteq2dv 4123 . . 3  |-  ( n  =  k  ->  (
x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) ) )
1812, 17eqeq12d 2310 . 2  |-  ( n  =  k  ->  (
( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  <->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) ) ) )
19 oveq2 5882 . . . . 5  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
x ^ n )  =  ( x ^
( k  +  1 ) ) )
2019mpteq2dv 4123 . . . 4  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ ( k  +  1 ) ) ) )
2120oveq2d 5890 . . 3  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
n ) ) )  =  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ (
k  +  1 ) ) ) ) )
22 id 19 . . . . 5  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  n  =  ( k  +  1 ) )
23 oveq1 5881 . . . . . 6  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
n  -  1 )  =  ( ( k  +  1 )  - 
1 ) )
2423oveq2d 5890 . . . . 5  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
x ^ ( n  -  1 ) )  =  ( x ^
( ( k  +  1 )  -  1 ) ) )
2522, 24oveq12d 5892 . . . 4  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) )  =  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^ (
( k  +  1 )  -  1 ) ) ) )
2625mpteq2dv 4123 . . 3  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^
( ( k  +  1 )  -  1 ) ) ) ) )
2721, 26eqeq12d 2310 . 2  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  <->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ (
k  +  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  (
x ^ ( ( k  +  1 )  -  1 ) ) ) ) ) )
28 oveq2 5882 . . . . 5  |-  ( n  =  N  ->  (
x ^ n )  =  ( x ^ N ) )
2928mpteq2dv 4123 . . . 4  |-  ( n  =  N  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ N ) ) )
3029oveq2d 5890 . . 3  |-  ( n  =  N  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
n ) ) )  =  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ N
) ) ) )
31 id 19 . . . . 5  |-  ( n  =  N  ->  n  =  N )
32 oveq1 5881 . . . . . 6  |-  ( n  =  N  ->  (
n  -  1 )  =  ( N  - 
1 ) )
3332oveq2d 5890 . . . . 5  |-  ( n  =  N  ->  (
x ^ ( n  -  1 ) )  =  ( x ^
( N  -  1 ) ) )
3431, 33oveq12d 5892 . . . 4  |-  ( n  =  N  ->  (
n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) )  =  ( N  x.  ( x ^ ( N  -  1 ) ) ) )
3534mpteq2dv 4123 . . 3  |-  ( n  =  N  ->  (
x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( N  x.  ( x ^
( N  -  1 ) ) ) ) )
3630, 35eqeq12d 2310 . 2  |-  ( n  =  N  ->  (
( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ n ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( n  x.  ( x ^ ( n  - 
1 ) ) ) )  <->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ N
) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( N  x.  (
x ^ ( N  -  1 ) ) ) ) ) )
37 exp1 11125 . . . . . 6  |-  ( x  e.  CC  ->  (
x ^ 1 )  =  x )
3837mpteq2ia 4118 . . . . 5  |-  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ 1 ) )  =  ( x  e.  CC  |->  x )
39 mptresid 5020 . . . . 5  |-  ( x  e.  CC  |->  x )  =  (  _I  |`  CC )
4038, 39eqtri 2316 . . . 4  |-  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ 1 ) )  =  (  _I  |`  CC )
4140oveq2i 5885 . . 3  |-  ( CC 
_D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
1 ) ) )  =  ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )
42 1m1e0 9830 . . . . . . . . . 10  |-  ( 1  -  1 )  =  0
4342oveq2i 5885 . . . . . . . . 9  |-  ( x ^ ( 1  -  1 ) )  =  ( x ^ 0 )
44 exp0 11124 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  CC  ->  (
x ^ 0 )  =  1 )
4543, 44syl5eq 2340 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  CC  ->  (
x ^ ( 1  -  1 ) )  =  1 )
4645oveq2d 5890 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  CC  ->  (
1  x.  ( x ^ ( 1  -  1 ) ) )  =  ( 1  x.  1 ) )
47 1t1e1 9886 . . . . . . 7  |-  ( 1  x.  1 )  =  1
4846, 47syl6eq 2344 . . . . . 6  |-  ( x  e.  CC  ->  (
1  x.  ( x ^ ( 1  -  1 ) ) )  =  1 )
4948mpteq2ia 4118 . . . . 5  |-  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^
( 1  -  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  1 )
50 fconstmpt 4748 . . . . 5  |-  ( CC 
X.  { 1 } )  =  ( x  e.  CC  |->  1 )
5149, 50eqtr4i 2319 . . . 4  |-  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^
( 1  -  1 ) ) ) )  =  ( CC  X.  { 1 } )
52 dvid 19283 . . . 4  |-  ( CC 
_D  (  _I  |`  CC ) )  =  ( CC 
X.  { 1 } )
5351, 52eqtr4i 2319 . . 3  |-  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^
( 1  -  1 ) ) ) )  =  ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )
5441, 53eqtr4i 2319 . 2  |-  ( CC 
_D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
1 ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^ (
1  -  1 ) ) ) )
55 nncn 9770 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN  ->  k  e.  CC )
5655adantr 451 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  k  e.  CC )
57 ax-1cn 8811 . . . . . . . . . . 11  |-  1  e.  CC
58 pncan 9073 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( k  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  ( ( k  +  1 )  -  1 )  =  k )
5956, 57, 58sylancl 643 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  +  1 )  -  1 )  =  k )
6059oveq2d 5890 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( x ^ (
( k  +  1 )  -  1 ) )  =  ( x ^ k ) )
6160oveq2d 5890 . . . . . . . 8  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  +  1 )  x.  (
x ^ ( ( k  +  1 )  -  1 ) ) )  =  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^
k ) ) )
6257a1i 10 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  1  e.  CC )
63 id 19 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  CC  ->  x  e.  CC )
64 nnnn0 9988 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN  ->  k  e.  NN0 )
65 expcl 11137 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  CC  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( x ^ k
)  e.  CC )
6663, 64, 65syl2anr 464 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( x ^ k
)  e.  CC )
6756, 62, 66adddird 8876 . . . . . . . 8  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  +  1 )  x.  (
x ^ k ) )  =  ( ( k  x.  ( x ^ k ) )  +  ( 1  x.  ( x ^ k
) ) ) )
6866mulid2d 8869 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( 1  x.  (
x ^ k ) )  =  ( x ^ k ) )
6968oveq2d 5890 . . . . . . . 8  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  x.  ( x ^ k
) )  +  ( 1  x.  ( x ^ k ) ) )  =  ( ( k  x.  ( x ^ k ) )  +  ( x ^
k ) ) )
7061, 67, 693eqtrd 2332 . . . . . . 7  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  +  1 )  x.  (
x ^ ( ( k  +  1 )  -  1 ) ) )  =  ( ( k  x.  ( x ^ k ) )  +  ( x ^
k ) ) )
7170mpteq2dva 4122 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^ ( ( k  +  1 )  - 
1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  x.  ( x ^ k ) )  +  ( x ^
k ) ) ) )
72 cnex 8834 . . . . . . . 8  |-  CC  e.  _V
7372a1i 10 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  CC  e.  _V )
7456, 66mulcld 8871 . . . . . . 7  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( k  x.  (
x ^ k ) )  e.  CC )
75 nnm1nn0 10021 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  (
k  -  1 )  e.  NN0 )
76 expcl 11137 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  CC  /\  ( k  -  1 )  e.  NN0 )  ->  ( x ^ (
k  -  1 ) )  e.  CC )
7763, 75, 76syl2anr 464 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( x ^ (
k  -  1 ) )  e.  CC )
7856, 77mulcld 8871 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) )  e.  CC )
79 simpr 447 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  x  e.  CC )
80 eqidd 2297 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) ) )
8139eqcomi 2300 . . . . . . . . . 10  |-  (  _I  |`  CC )  =  ( x  e.  CC  |->  x )
8281a1i 10 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (  _I  |`  CC )  =  ( x  e.  CC  |->  x ) )
8373, 78, 79, 80, 82offval2 6111 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) )  x.  x ) ) )
8456, 77, 79mulassd 8874 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  x.  ( x ^ (
k  -  1 ) ) )  x.  x
)  =  ( k  x.  ( ( x ^ ( k  - 
1 ) )  x.  x ) ) )
85 expm1t 11146 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  e.  CC  /\  k  e.  NN )  ->  ( x ^ k
)  =  ( ( x ^ ( k  -  1 ) )  x.  x ) )
8685ancoms 439 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( x ^ k
)  =  ( ( x ^ ( k  -  1 ) )  x.  x ) )
8786oveq2d 5890 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( k  x.  (
x ^ k ) )  =  ( k  x.  ( ( x ^ ( k  - 
1 ) )  x.  x ) ) )
8884, 87eqtr4d 2331 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( ( k  x.  ( x ^ (
k  -  1 ) ) )  x.  x
)  =  ( k  x.  ( x ^
k ) ) )
8988mpteq2dva 4122 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) )  x.  x ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
k ) ) ) )
9083, 89eqtrd 2328 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
k ) ) ) )
9152, 50eqtri 2316 . . . . . . . . . 10  |-  ( CC 
_D  (  _I  |`  CC ) )  =  ( x  e.  CC  |->  1 )
9291a1i 10 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  =  ( x  e.  CC  |->  1 ) )
93 eqidd 2297 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )
9473, 62, 66, 92, 93offval2 6111 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^ k ) ) ) )
9568mpteq2dva 4122 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( 1  x.  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )
9694, 95eqtrd 2328 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )
9773, 74, 66, 90, 96offval2 6111 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ (
k  -  1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  x.  (
x ^ k ) )  +  ( x ^ k ) ) ) )
9871, 97eqtr4d 2331 . . . . 5  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^ ( ( k  +  1 )  - 
1 ) ) ) )  =  ( ( ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) ) )
99 oveq1 5881 . . . . . . 7  |-  ( ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) )  ->  ( ( CC 
_D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
k ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  =  ( ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) ) )
10099oveq1d 5889 . . . . . 6  |-  ( ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) )  ->  ( ( ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) )  =  ( ( ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) ) )
101100eqcomd 2301 . . . . 5  |-  ( ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) )  ->  ( ( ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) )  =  ( ( ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) ) )
10298, 101sylan9eq 2348 . . . 4  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  (
x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^ ( ( k  +  1 )  - 
1 ) ) ) )  =  ( ( ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) ) )
10372prid2 3748 . . . . . 6  |-  CC  e.  { RR ,  CC }
104103a1i 10 . . . . 5  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  CC  e.  { RR ,  CC } )
105 eqid 2296 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
k ) )
10666, 105fmptd 5700 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) : CC --> CC )
107106adantr 451 . . . . 5  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) : CC --> CC )
108 f1oi 5527 . . . . . 6  |-  (  _I  |`  CC ) : CC -1-1-onto-> CC
109 f1of 5488 . . . . . 6  |-  ( (  _I  |`  CC ) : CC -1-1-onto-> CC  ->  (  _I  |`  CC ) : CC --> CC )
110108, 109mp1i 11 . . . . 5  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  (  _I  |`  CC ) : CC --> CC )
111 simpr 447 . . . . . . 7  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ (
k  -  1 ) ) ) ) )
112111dmeqd 4897 . . . . . 6  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  dom  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  dom  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) ) )
113 eqid 2296 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^
( k  -  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ (
k  -  1 ) ) ) )
11478, 113fmptd 5700 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) : CC --> CC )
115114adantr 451 . . . . . . 7  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  (
x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) : CC --> CC )
116 fdm 5409 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) : CC --> CC  ->  dom  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) )  =  CC )
117115, 116syl 15 . . . . . 6  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  dom  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  (
x ^ ( k  -  1 ) ) ) )  =  CC )
118112, 117eqtrd 2328 . . . . 5  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  dom  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  CC )
119 1ex 8849 . . . . . . . . 9  |-  1  e.  _V
120119fconst 5443 . . . . . . . 8  |-  ( CC 
X.  { 1 } ) : CC --> { 1 }
12152feq1i 5399 . . . . . . . 8  |-  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) ) : CC --> { 1 }  <-> 
( CC  X.  {
1 } ) : CC --> { 1 } )
122120, 121mpbir 200 . . . . . . 7  |-  ( CC 
_D  (  _I  |`  CC ) ) : CC --> { 1 }
123122fdmi 5410 . . . . . 6  |-  dom  ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  =  CC
124123a1i 10 . . . . 5  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  dom  ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  =  CC )
125104, 107, 110, 118, 124dvmulf 19308 . . . 4  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  ( CC  _D  ( ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) ) )  =  ( ( ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  o F  +  ( ( CC  _D  (  _I  |`  CC ) )  o F  x.  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) ) ) ) )
12673, 66, 79, 93, 82offval2 6111 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( x ^ k )  x.  x ) ) )
127 expp1 11126 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  CC  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( x ^ (
k  +  1 ) )  =  ( ( x ^ k )  x.  x ) )
12863, 64, 127syl2anr 464 . . . . . . . 8  |-  ( ( k  e.  NN  /\  x  e.  CC )  ->  ( x ^ (
k  +  1 ) )  =  ( ( x ^ k )  x.  x ) )
129128mpteq2dva 4122 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ ( k  +  1 ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( x ^ k )  x.  x ) ) )
130126, 129eqtr4d 2331 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( x  e.  CC  |->  ( x ^ k
) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ ( k  +  1 ) ) ) )
131130oveq2d 5890 . . . . 5  |-  ( k  e.  NN  ->  ( CC  _D  ( ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) ) )  =  ( CC 
_D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
( k  +  1 ) ) ) ) )
132131adantr 451 . . . 4  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  ( CC  _D  ( ( x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) )  o F  x.  (  _I  |`  CC ) ) )  =  ( CC 
_D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
( k  +  1 ) ) ) ) )
133102, 125, 1323eqtr2rd 2335 . . 3  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) ) )  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^
( k  +  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  ( x ^ (
( k  +  1 )  -  1 ) ) ) ) )
134133ex 423 . 2  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( CC  _D  (
x  e.  CC  |->  ( x ^ k ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( k  x.  ( x ^ ( k  - 
1 ) ) ) )  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ (
k  +  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( ( k  +  1 )  x.  (
x ^ ( ( k  +  1 )  -  1 ) ) ) ) ) )
1359, 18, 27, 36, 54, 134nnind 9780 1  |-  ( N  e.  NN  ->  ( CC  _D  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ N ) ) )  =  ( x  e.  CC  |->  ( N  x.  ( x ^ ( N  -  1 ) ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 358    = wceq 1632    e. wcel 1696   _Vcvv 2801   {csn 3653   {cpr 3654    e. cmpt 4093    _I cid 4320    X. cxp 4703   dom cdm 4705    |` cres 4707   -->wf 5267   -1-1-onto->wf1o 5270  (class class class)co 5874    o Fcof 6092   CCcc 8751   RRcr 8752   0cc0 8753   1c1 8754    + caddc 8756    x. cmul 8758    - cmin 9053   NNcn 9762   NN0cn0 9981   ^cexp 11120    _D cdv 19229
This theorem is referenced by:  dvexp2  19319  dvexp3  19341  taylthlem2  19769  advlogexp  20018  logdivsum  20698  log2sumbnd  20709  dvreasin  25026  areacirclem2  25028  areacirclem3  25029  lhe4.4ex1a  27649  dvsinexp  27843
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1536  ax-5 1547  ax-17 1606  ax-9 1644  ax-8 1661  ax-13 1698  ax-14 1700  ax-6 1715  ax-7 1720  ax-11 1727  ax-12 1878  ax-ext 2277  ax-rep 4147  ax-sep 4157  ax-nul 4165  ax-pow 4204  ax-pr 4230  ax-un 4528  ax-inf2 7358  ax-cnex 8809  ax-resscn 8810  ax-1cn 8811  ax-icn 8812  ax-addcl 8813  ax-addrcl 8814  ax-mulcl 8815  ax-mulrcl 8816  ax-mulcom 8817  ax-addass 8818  ax-mulass 8819  ax-distr 8820  ax-i2m1 8821  ax-1ne0 8822  ax-1rid 8823  ax-rnegex 8824  ax-rrecex 8825  ax-cnre 8826  ax-pre-lttri 8827  ax-pre-lttrn 8828  ax-pre-ltadd 8829  ax-pre-mulgt0 8830  ax-pre-sup 8831  ax-addf 8832  ax-mulf 8833
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1532  df-nf 1535  df-sb 1639  df-eu 2160  df-mo 2161  df-clab 2283  df-cleq 2289  df-clel 2292  df-nfc 2421  df-ne 2461  df-nel 2462  df-ral 2561  df-rex 2562  df-reu 2563  df-rmo 2564  df-rab 2565  df-v 2803  df-sbc 3005  df-csb 3095  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pss 3181  df-nul 3469  df-if 3579  df-pw 3640  df-sn 3659  df-pr 3660  df-tp 3661  df-op 3662  df-uni 3844  df-int 3879  df-iun 3923  df-iin 3924  df-br 4040  df-opab 4094  df-mpt 4095  df-tr 4130  df-eprel 4321  df-id 4325  df-po 4330  df-so 4331  df-fr 4368  df-se 4369  df-we 4370  df-ord 4411  df-on 4412  df-lim 4413  df-suc 4414  df-om 4673  df-xp 4711  df-rel 4712  df-cnv 4713  df-co 4714  df-dm 4715  df-rn 4716  df-res 4717  df-ima 4718  df-iota 5235  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-isom 5280  df-ov 5877  df-oprab 5878  df-mpt2 5879  df-of 6094  df-1st 6138  df-2nd 6139  df-riota 6320  df-recs 6404  df-rdg 6439  df-1o 6495  df-2o 6496  df-oadd 6499  df-er 6676  df-map 6790  df-pm 6791  df-ixp 6834  df-en 6880  df-dom 6881  df-sdom 6882  df-fin 6883  df-fi 7181  df-sup 7210  df-oi 7241  df-card 7588  df-cda 7810  df-pnf 8885  df-mnf 8886  df-xr 8887  df-ltxr 8888  df-le 8889  df-sub 9055  df-neg 9056  df-div 9440  df-nn 9763  df-2 9820  df-3 9821  df-4 9822  df-5 9823  df-6 9824  df-7 9825  df-8 9826  df-9 9827  df-10 9828  df-n0 9982  df-z 10041  df-dec 10141  df-uz 10247  df-q 10333  df-rp 10371  df-xneg 10468  df-xadd 10469  df-xmul 10470  df-icc 10679  df-fz 10799  df-fzo 10887  df-seq 11063  df-exp 11121  df-hash 11354  df-cj 11600  df-re 11601  df-im 11602  df-sqr 11736  df-abs 11737  df-struct 13166  df-ndx 13167  df-slot 13168  df-base 13169  df-sets 13170  df-ress 13171  df-plusg 13237  df-mulr 13238  df-starv 13239  df-sca 13240  df-vsca 13241  df-tset 13243  df-ple 13244  df-ds 13246  df-hom 13248  df-cco 13249  df-rest 13343  df-topn 13344  df-topgen 13360  df-pt 13361  df-prds 13364  df-xrs 13419  df-0g 13420  df-gsum 13421  df-qtop 13426  df-imas 13427  df-xps 13429  df-mre 13504  df-mrc 13505  df-acs 13507  df-mnd 14383  df-submnd 14432  df-mulg 14508  df-cntz 14809  df-cmn 15107  df-xmet 16389  df-met 16390  df-bl 16391  df-mopn 16392  df-cnfld 16394  df-top 16652  df-bases 16654  df-topon 16655  df-topsp 16656  df-cld 16772  df-ntr 16773  df-cls 16774  df-nei 16851  df-lp 16884  df-perf 16885  df-cn 16973  df-cnp 16974  df-haus 17059  df-tx 17273  df-hmeo 17462  df-fbas 17536  df-fg 17537  df-fil 17557  df-fm 17649  df-flim 17650  df-flf 17651  df-xms 17901  df-ms 17902  df-tms 17903  df-cncf 18398  df-limc 19232  df-dv 19233
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