Metamath Proof Explorer


Theorem oexpnegnz

Description: The exponential of the negative of a number not being 0, when the exponent is odd. (Contributed by AV, 19-Jun-2020)

Ref Expression
Assertion oexpnegnz ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) → ( - 𝐴 ↑ 𝑁 ) = - ( 𝐴 ↑ 𝑁 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 oddz ⊢ ( 𝑁 ∈ Odd → 𝑁 ∈ ℤ )
2 odd2np1ALTV ⊢ ( 𝑁 ∈ ℤ → ( 𝑁 ∈ Odd ↔ ∃ 𝑛 ∈ ℤ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) )
3 1 2 syl ⊢ ( 𝑁 ∈ Odd → ( 𝑁 ∈ Odd ↔ ∃ 𝑛 ∈ ℤ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) )
4 3 biimpd ⊢ ( 𝑁 ∈ Odd → ( 𝑁 ∈ Odd → ∃ 𝑛 ∈ ℤ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) )
5 4 pm2.43i ⊢ ( 𝑁 ∈ Odd → ∃ 𝑛 ∈ ℤ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 )
6 5 3ad2ant3 ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) → ∃ 𝑛 ∈ ℤ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 )
7 simpl1 ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → 𝐴 ∈ ℂ )
8 simpl2 ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → 𝐴 ≠ 0 )
9 2z ⊢ 2 ∈ ℤ
10 simprl ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → 𝑛 ∈ ℤ )
11 zmulcl ⊢ ( ( 2 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ ) → ( 2 · 𝑛 ) ∈ ℤ )
12 9 10 11 sylancr ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( 2 · 𝑛 ) ∈ ℤ )
13 7 8 12 expclzd ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) ∈ ℂ )
14 13 7 mulneg2d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( ( 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) · - 𝐴 ) = - ( ( 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) · 𝐴 ) )
15 sqneg ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( - 𝐴 ↑ 2 ) = ( 𝐴 ↑ 2 ) )
16 7 15 syl ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( - 𝐴 ↑ 2 ) = ( 𝐴 ↑ 2 ) )
17 16 oveq1d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( ( - 𝐴 ↑ 2 ) ↑ 𝑛 ) = ( ( 𝐴 ↑ 2 ) ↑ 𝑛 ) )
18 7 negcld ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → - 𝐴 ∈ ℂ )
19 7 8 negne0d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → - 𝐴 ≠ 0 )
20 9 a1i ⊢ ( ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) → 2 ∈ ℤ )
21 simpl ⊢ ( ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) → 𝑛 ∈ ℤ )
22 20 21 jca ⊢ ( ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) → ( 2 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ ) )
23 22 adantl ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( 2 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ ) )
24 18 19 23 jca31 ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( ( - 𝐴 ∈ ℂ ∧ - 𝐴 ≠ 0 ) ∧ ( 2 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ ) ) )
25 expmulz ⊢ ( ( ( - 𝐴 ∈ ℂ ∧ - 𝐴 ≠ 0 ) ∧ ( 2 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ ) ) → ( - 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) = ( ( - 𝐴 ↑ 2 ) ↑ 𝑛 ) )
26 24 25 syl ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( - 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) = ( ( - 𝐴 ↑ 2 ) ↑ 𝑛 ) )
27 7 8 23 jca31 ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ ( 2 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ ) ) )
28 expmulz ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ ( 2 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ ) ) → ( 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) = ( ( 𝐴 ↑ 2 ) ↑ 𝑛 ) )
29 27 28 syl ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) = ( ( 𝐴 ↑ 2 ) ↑ 𝑛 ) )
30 17 26 29 3eqtr4d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( - 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) = ( 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) )
31 30 oveq1d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( ( - 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) · - 𝐴 ) = ( ( 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) · - 𝐴 ) )
32 18 19 12 expp1zd ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( - 𝐴 ↑ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) ) = ( ( - 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) · - 𝐴 ) )
33 simprr ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 )
34 33 oveq2d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( - 𝐴 ↑ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) ) = ( - 𝐴 ↑ 𝑁 ) )
35 32 34 eqtr3d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( ( - 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) · - 𝐴 ) = ( - 𝐴 ↑ 𝑁 ) )
36 31 35 eqtr3d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( ( 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) · - 𝐴 ) = ( - 𝐴 ↑ 𝑁 ) )
37 14 36 eqtr3d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → - ( ( 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) · 𝐴 ) = ( - 𝐴 ↑ 𝑁 ) )
38 7 8 12 expp1zd ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( 𝐴 ↑ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) ) = ( ( 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) · 𝐴 ) )
39 33 oveq2d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( 𝐴 ↑ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) ) = ( 𝐴 ↑ 𝑁 ) )
40 38 39 eqtr3d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( ( 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) · 𝐴 ) = ( 𝐴 ↑ 𝑁 ) )
41 40 negeqd ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → - ( ( 𝐴 ↑ ( 2 · 𝑛 ) ) · 𝐴 ) = - ( 𝐴 ↑ 𝑁 ) )
42 37 41 eqtr3d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑛 ) + 1 ) = 𝑁 ) ) → ( - 𝐴 ↑ 𝑁 ) = - ( 𝐴 ↑ 𝑁 ) )
43 6 42 rexlimddv ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ Odd ) → ( - 𝐴 ↑ 𝑁 ) = - ( 𝐴 ↑ 𝑁 ) )