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Theorem abvexp

Description: Move exponentiation in and out of absolute value. (Contributed by SN, 3-Jul-2025)

Ref Expression
Hypotheses abvexp.a ⊢ A = AbsVal ⁡ R
abvexp.e ⊢ × ˙ = ⋅ mulGrp R
abvexp.b ⊢ B = Base R
abvexp.r ⊢ φ → R ∈ NzRing
abvexp.f ⊢ φ → F ∈ A
abvexp.x ⊢ φ → X ∈ B
abvexp.n ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
Assertion abvexp ⊢ φ → F ⁡ N × ˙ X = F ⁡ X N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 abvexp.a ⊢ A = AbsVal ⁡ R
2 abvexp.e ⊢ × ˙ = ⋅ mulGrp R
3 abvexp.b ⊢ B = Base R
4 abvexp.r ⊢ φ → R ∈ NzRing
5 abvexp.f ⊢ φ → F ∈ A
6 abvexp.x ⊢ φ → X ∈ B
7 abvexp.n ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
8 fvoveq1 ⊢ x = 0 → F ⁡ x × ˙ X = F ⁡ 0 × ˙ X
9 oveq2 ⊢ x = 0 → F ⁡ X x = F ⁡ X 0
10 8 9 eqeq12d ⊢ x = 0 → F ⁡ x × ˙ X = F ⁡ X x ↔ F ⁡ 0 × ˙ X = F ⁡ X 0
11 fvoveq1 ⊢ x = y → F ⁡ x × ˙ X = F ⁡ y × ˙ X
12 oveq2 ⊢ x = y → F ⁡ X x = F ⁡ X y
13 11 12 eqeq12d ⊢ x = y → F ⁡ x × ˙ X = F ⁡ X x ↔ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y
14 fvoveq1 ⊢ x = y + 1 → F ⁡ x × ˙ X = F ⁡ y + 1 × ˙ X
15 oveq2 ⊢ x = y + 1 → F ⁡ X x = F ⁡ X y + 1
16 14 15 eqeq12d ⊢ x = y + 1 → F ⁡ x × ˙ X = F ⁡ X x ↔ F ⁡ y + 1 × ˙ X = F ⁡ X y + 1
17 fvoveq1 ⊢ x = N → F ⁡ x × ˙ X = F ⁡ N × ˙ X
18 oveq2 ⊢ x = N → F ⁡ X x = F ⁡ X N
19 17 18 eqeq12d ⊢ x = N → F ⁡ x × ˙ X = F ⁡ X x ↔ F ⁡ N × ˙ X = F ⁡ X N
20 eqid ⊢ 1 R = 1 R
21 eqid ⊢ 0 R = 0 R
22 20 21 nzrnz ⊢ R ∈ NzRing → 1 R ≠ 0 R
23 4 22 syl ⊢ φ → 1 R ≠ 0 R
24 1 20 21 abv1z ⊢ F ∈ A ∧ 1 R ≠ 0 R → F ⁡ 1 R = 1
25 5 23 24 syl2anc ⊢ φ → F ⁡ 1 R = 1
26 eqid ⊢ mulGrp R = mulGrp R
27 26 3 mgpbas ⊢ B = Base mulGrp R
28 26 20 ringidval ⊢ 1 R = 0 mulGrp R
29 27 28 2 mulg0 ⊢ X ∈ B → 0 × ˙ X = 1 R
30 6 29 syl ⊢ φ → 0 × ˙ X = 1 R
31 30 fveq2d ⊢ φ → F ⁡ 0 × ˙ X = F ⁡ 1 R
32 1 3 abvcl ⊢ F ∈ A ∧ X ∈ B → F ⁡ X ∈ ℝ
33 5 6 32 syl2anc ⊢ φ → F ⁡ X ∈ ℝ
34 33 recnd ⊢ φ → F ⁡ X ∈ ℂ
35 34 exp0d ⊢ φ → F ⁡ X 0 = 1
36 25 31 35 3eqtr4d ⊢ φ → F ⁡ 0 × ˙ X = F ⁡ X 0
37 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → F ∈ A
38 nzrring ⊢ R ∈ NzRing → R ∈ Ring
39 26 ringmgp ⊢ R ∈ Ring → mulGrp R ∈ Mnd
40 4 38 39 3syl ⊢ φ → mulGrp R ∈ Mnd
41 40 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → mulGrp R ∈ Mnd
42 simplr ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → y ∈ ℕ 0
43 6 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → X ∈ B
44 27 2 41 42 43 mulgnn0cld ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → y × ˙ X ∈ B
45 eqid ⊢ ⋅ R = ⋅ R
46 1 3 45 abvmul ⊢ F ∈ A ∧ y × ˙ X ∈ B ∧ X ∈ B → F ⁡ y × ˙ X ⋅ R X = F ⁡ y × ˙ X ⁢ F ⁡ X
47 37 44 43 46 syl3anc ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → F ⁡ y × ˙ X ⋅ R X = F ⁡ y × ˙ X ⁢ F ⁡ X
48 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y
49 48 oveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → F ⁡ y × ˙ X ⁢ F ⁡ X = F ⁡ X y ⁢ F ⁡ X
50 47 49 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → F ⁡ y × ˙ X ⋅ R X = F ⁡ X y ⁢ F ⁡ X
51 26 45 mgpplusg ⊢ ⋅ R = + mulGrp R
52 27 2 51 mulgnn0p1 ⊢ mulGrp R ∈ Mnd ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B → y + 1 × ˙ X = y × ˙ X ⋅ R X
53 41 42 43 52 syl3anc ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → y + 1 × ˙ X = y × ˙ X ⋅ R X
54 53 fveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → F ⁡ y + 1 × ˙ X = F ⁡ y × ˙ X ⋅ R X
55 34 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → F ⁡ X ∈ ℂ
56 55 42 expp1d ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → F ⁡ X y + 1 = F ⁡ X y ⁢ F ⁡ X
57 50 54 56 3eqtr4d ⊢ φ ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ F ⁡ y × ˙ X = F ⁡ X y → F ⁡ y + 1 × ˙ X = F ⁡ X y + 1
58 10 13 16 19 36 57 nn0indd ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ 0 → F ⁡ N × ˙ X = F ⁡ X N
59 7 58 mpdan ⊢ φ → F ⁡ N × ˙ X = F ⁡ X N