Metamath Proof Explorer


Theorem logmul2

Description: Generalization of relogmul to a complex left argument. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Jul-2017)

Ref Expression
Assertion logmul2 ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( log โ€˜ ( ๐ด ยท ๐ต ) ) = ( ( log โ€˜ ๐ด ) + ( log โ€˜ ๐ต ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 logcl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( log โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
2 1 3adant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( log โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
3 relogcl โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„+ โ†’ ( log โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
4 3 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( log โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
5 4 recnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( log โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
6 efadd โŠข ( ( ( log โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( log โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) + ( log โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ต ) ) ) )
7 2 5 6 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) + ( log โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ต ) ) ) )
8 eflog โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ด ) ) = ๐ด )
9 8 3adant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ด ) ) = ๐ด )
10 reeflog โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„+ โ†’ ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ต ) ) = ๐ต )
11 10 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ต ) ) = ๐ต )
12 9 11 oveq12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ๐ด ยท ๐ต ) )
13 7 12 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) + ( log โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ๐ด ยท ๐ต ) )
14 13 fveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( log โ€˜ ( exp โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) + ( log โ€˜ ๐ต ) ) ) ) = ( log โ€˜ ( ๐ด ยท ๐ต ) ) )
15 logrncl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( log โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ran log )
16 15 3adant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( log โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ran log )
17 logrnaddcl โŠข ( ( ( log โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ran log โˆง ( log โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( log โ€˜ ๐ด ) + ( log โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ ran log )
18 16 4 17 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( log โ€˜ ๐ด ) + ( log โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ ran log )
19 logef โŠข ( ( ( log โ€˜ ๐ด ) + ( log โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ ran log โ†’ ( log โ€˜ ( exp โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) + ( log โ€˜ ๐ต ) ) ) ) = ( ( log โ€˜ ๐ด ) + ( log โ€˜ ๐ต ) ) )
20 18 19 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( log โ€˜ ( exp โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) + ( log โ€˜ ๐ต ) ) ) ) = ( ( log โ€˜ ๐ด ) + ( log โ€˜ ๐ต ) ) )
21 14 20 eqtr3d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( log โ€˜ ( ๐ด ยท ๐ต ) ) = ( ( log โ€˜ ๐ด ) + ( log โ€˜ ๐ต ) ) )