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Theorem fltmul

Description: A counterexample to FLT stays valid when scaled. The hypotheses are more general than they need to be for convenience. (There does not seem to be a standard term for Fermat or Pythagorean triples extended to any N e. NN0 , so the label is more about the context in which this theorem is used). (Contributed by SN, 20-Aug-2024)

Ref Expression
Hypotheses fltmul.s ( 𝜑𝑆 ∈ ℂ )
fltmul.a ( 𝜑𝐴 ∈ ℂ )
fltmul.b ( 𝜑𝐵 ∈ ℂ )
fltmul.c ( 𝜑𝐶 ∈ ℂ )
fltmul.n ( 𝜑𝑁 ∈ ℕ0 )
fltmul.1 ( 𝜑 → ( ( 𝐴𝑁 ) + ( 𝐵𝑁 ) ) = ( 𝐶𝑁 ) )
Assertion fltmul ( 𝜑 → ( ( ( 𝑆 · 𝐴 ) ↑ 𝑁 ) + ( ( 𝑆 · 𝐵 ) ↑ 𝑁 ) ) = ( ( 𝑆 · 𝐶 ) ↑ 𝑁 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fltmul.s ( 𝜑𝑆 ∈ ℂ )
2 fltmul.a ( 𝜑𝐴 ∈ ℂ )
3 fltmul.b ( 𝜑𝐵 ∈ ℂ )
4 fltmul.c ( 𝜑𝐶 ∈ ℂ )
5 fltmul.n ( 𝜑𝑁 ∈ ℕ0 )
6 fltmul.1 ( 𝜑 → ( ( 𝐴𝑁 ) + ( 𝐵𝑁 ) ) = ( 𝐶𝑁 ) )
7 1 5 expcld ( 𝜑 → ( 𝑆𝑁 ) ∈ ℂ )
8 2 5 expcld ( 𝜑 → ( 𝐴𝑁 ) ∈ ℂ )
9 3 5 expcld ( 𝜑 → ( 𝐵𝑁 ) ∈ ℂ )
10 7 8 9 adddid ( 𝜑 → ( ( 𝑆𝑁 ) · ( ( 𝐴𝑁 ) + ( 𝐵𝑁 ) ) ) = ( ( ( 𝑆𝑁 ) · ( 𝐴𝑁 ) ) + ( ( 𝑆𝑁 ) · ( 𝐵𝑁 ) ) ) )
11 6 oveq2d ( 𝜑 → ( ( 𝑆𝑁 ) · ( ( 𝐴𝑁 ) + ( 𝐵𝑁 ) ) ) = ( ( 𝑆𝑁 ) · ( 𝐶𝑁 ) ) )
12 10 11 eqtr3d ( 𝜑 → ( ( ( 𝑆𝑁 ) · ( 𝐴𝑁 ) ) + ( ( 𝑆𝑁 ) · ( 𝐵𝑁 ) ) ) = ( ( 𝑆𝑁 ) · ( 𝐶𝑁 ) ) )
13 1 2 5 mulexpd ( 𝜑 → ( ( 𝑆 · 𝐴 ) ↑ 𝑁 ) = ( ( 𝑆𝑁 ) · ( 𝐴𝑁 ) ) )
14 1 3 5 mulexpd ( 𝜑 → ( ( 𝑆 · 𝐵 ) ↑ 𝑁 ) = ( ( 𝑆𝑁 ) · ( 𝐵𝑁 ) ) )
15 13 14 oveq12d ( 𝜑 → ( ( ( 𝑆 · 𝐴 ) ↑ 𝑁 ) + ( ( 𝑆 · 𝐵 ) ↑ 𝑁 ) ) = ( ( ( 𝑆𝑁 ) · ( 𝐴𝑁 ) ) + ( ( 𝑆𝑁 ) · ( 𝐵𝑁 ) ) ) )
16 1 4 5 mulexpd ( 𝜑 → ( ( 𝑆 · 𝐶 ) ↑ 𝑁 ) = ( ( 𝑆𝑁 ) · ( 𝐶𝑁 ) ) )
17 12 15 16 3eqtr4d ( 𝜑 → ( ( ( 𝑆 · 𝐴 ) ↑ 𝑁 ) + ( ( 𝑆 · 𝐵 ) ↑ 𝑁 ) ) = ( ( 𝑆 · 𝐶 ) ↑ 𝑁 ) )