MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  iexpcyc Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem iexpcyc 13134
Description: Taking i to the 𝐾-th power is the same as using the 𝐾 mod 4 -th power instead, by i4 13132. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Jul-2014.)
Assertion
Ref Expression
iexpcyc (𝐾 ∈ ℤ → (i↑(𝐾 mod 4)) = (i↑𝐾))

Proof of Theorem iexpcyc
StepHypRef Expression
1 zre 11544 . . . 4 (𝐾 ∈ ℤ → 𝐾 ∈ ℝ)
2 4re 11260 . . . . 5 4 ∈ ℝ
3 4pos 11279 . . . . 5 0 < 4
42, 3elrpii 11999 . . . 4 4 ∈ ℝ+
5 modval 12835 . . . 4 ((𝐾 ∈ ℝ ∧ 4 ∈ ℝ+) → (𝐾 mod 4) = (𝐾 − (4 · (⌊‘(𝐾 / 4)))))
61, 4, 5sylancl 697 . . 3 (𝐾 ∈ ℤ → (𝐾 mod 4) = (𝐾 − (4 · (⌊‘(𝐾 / 4)))))
76oveq2d 6817 . 2 (𝐾 ∈ ℤ → (i↑(𝐾 mod 4)) = (i↑(𝐾 − (4 · (⌊‘(𝐾 / 4))))))
8 4z 11574 . . . . 5 4 ∈ ℤ
9 4nn 11350 . . . . . . 7 4 ∈ ℕ
10 nndivre 11219 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ ℝ ∧ 4 ∈ ℕ) → (𝐾 / 4) ∈ ℝ)
111, 9, 10sylancl 697 . . . . . 6 (𝐾 ∈ ℤ → (𝐾 / 4) ∈ ℝ)
1211flcld 12764 . . . . 5 (𝐾 ∈ ℤ → (⌊‘(𝐾 / 4)) ∈ ℤ)
13 zmulcl 11589 . . . . 5 ((4 ∈ ℤ ∧ (⌊‘(𝐾 / 4)) ∈ ℤ) → (4 · (⌊‘(𝐾 / 4))) ∈ ℤ)
148, 12, 13sylancr 698 . . . 4 (𝐾 ∈ ℤ → (4 · (⌊‘(𝐾 / 4))) ∈ ℤ)
15 ax-icn 10158 . . . . 5 i ∈ ℂ
16 ine0 10628 . . . . 5 i ≠ 0
17 expsub 13073 . . . . 5 (((i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0) ∧ (𝐾 ∈ ℤ ∧ (4 · (⌊‘(𝐾 / 4))) ∈ ℤ)) → (i↑(𝐾 − (4 · (⌊‘(𝐾 / 4))))) = ((i↑𝐾) / (i↑(4 · (⌊‘(𝐾 / 4))))))
1815, 16, 17mpanl12 720 . . . 4 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ (4 · (⌊‘(𝐾 / 4))) ∈ ℤ) → (i↑(𝐾 − (4 · (⌊‘(𝐾 / 4))))) = ((i↑𝐾) / (i↑(4 · (⌊‘(𝐾 / 4))))))
1914, 18mpdan 705 . . 3 (𝐾 ∈ ℤ → (i↑(𝐾 − (4 · (⌊‘(𝐾 / 4))))) = ((i↑𝐾) / (i↑(4 · (⌊‘(𝐾 / 4))))))
20 expmulz 13071 . . . . . . . 8 (((i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0) ∧ (4 ∈ ℤ ∧ (⌊‘(𝐾 / 4)) ∈ ℤ)) → (i↑(4 · (⌊‘(𝐾 / 4)))) = ((i↑4)↑(⌊‘(𝐾 / 4))))
2115, 16, 20mpanl12 720 . . . . . . 7 ((4 ∈ ℤ ∧ (⌊‘(𝐾 / 4)) ∈ ℤ) → (i↑(4 · (⌊‘(𝐾 / 4)))) = ((i↑4)↑(⌊‘(𝐾 / 4))))
228, 12, 21sylancr 698 . . . . . 6 (𝐾 ∈ ℤ → (i↑(4 · (⌊‘(𝐾 / 4)))) = ((i↑4)↑(⌊‘(𝐾 / 4))))
23 i4 13132 . . . . . . . 8 (i↑4) = 1
2423oveq1i 6811 . . . . . . 7 ((i↑4)↑(⌊‘(𝐾 / 4))) = (1↑(⌊‘(𝐾 / 4)))
25 1exp 13054 . . . . . . . 8 ((⌊‘(𝐾 / 4)) ∈ ℤ → (1↑(⌊‘(𝐾 / 4))) = 1)
2612, 25syl 17 . . . . . . 7 (𝐾 ∈ ℤ → (1↑(⌊‘(𝐾 / 4))) = 1)
2724, 26syl5eq 2794 . . . . . 6 (𝐾 ∈ ℤ → ((i↑4)↑(⌊‘(𝐾 / 4))) = 1)
2822, 27eqtrd 2782 . . . . 5 (𝐾 ∈ ℤ → (i↑(4 · (⌊‘(𝐾 / 4)))) = 1)
2928oveq2d 6817 . . . 4 (𝐾 ∈ ℤ → ((i↑𝐾) / (i↑(4 · (⌊‘(𝐾 / 4))))) = ((i↑𝐾) / 1))
30 expclz 13050 . . . . . 6 ((i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0 ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (i↑𝐾) ∈ ℂ)
3115, 16, 30mp3an12 1551 . . . . 5 (𝐾 ∈ ℤ → (i↑𝐾) ∈ ℂ)
3231div1d 10956 . . . 4 (𝐾 ∈ ℤ → ((i↑𝐾) / 1) = (i↑𝐾))
3329, 32eqtrd 2782 . . 3 (𝐾 ∈ ℤ → ((i↑𝐾) / (i↑(4 · (⌊‘(𝐾 / 4))))) = (i↑𝐾))
3419, 33eqtrd 2782 . 2 (𝐾 ∈ ℤ → (i↑(𝐾 − (4 · (⌊‘(𝐾 / 4))))) = (i↑𝐾))
357, 34eqtrd 2782 1 (𝐾 ∈ ℤ → (i↑(𝐾 mod 4)) = (i↑𝐾))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383   = wceq 1620  wcel 2127  wne 2920  cfv 6037  (class class class)co 6801  cc 10097  cr 10098  0cc0 10099  1c1 10100  ici 10101   · cmul 10104  cmin 10429   / cdiv 10847  cn 11183  4c4 11235  cz 11540  +crp 11996  cfl 12756   mod cmo 12833  cexp 13025
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1859  ax-4 1874  ax-5 1976  ax-6 2042  ax-7 2078  ax-8 2129  ax-9 2136  ax-10 2156  ax-11 2171  ax-12 2184  ax-13 2379  ax-ext 2728  ax-sep 4921  ax-nul 4929  ax-pow 4980  ax-pr 5043  ax-un 7102  ax-cnex 10155  ax-resscn 10156  ax-1cn 10157  ax-icn 10158  ax-addcl 10159  ax-addrcl 10160  ax-mulcl 10161  ax-mulrcl 10162  ax-mulcom 10163  ax-addass 10164  ax-mulass 10165  ax-distr 10166  ax-i2m1 10167  ax-1ne0 10168  ax-1rid 10169  ax-rnegex 10170  ax-rrecex 10171  ax-cnre 10172  ax-pre-lttri 10173  ax-pre-lttrn 10174  ax-pre-ltadd 10175  ax-pre-mulgt0 10176  ax-pre-sup 10177
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1623  df-ex 1842  df-nf 1847  df-sb 2035  df-eu 2599  df-mo 2600  df-clab 2735  df-cleq 2741  df-clel 2744  df-nfc 2879  df-ne 2921  df-nel 3024  df-ral 3043  df-rex 3044  df-reu 3045  df-rmo 3046  df-rab 3047  df-v 3330  df-sbc 3565  df-csb 3663  df-dif 3706  df-un 3708  df-in 3710  df-ss 3717  df-pss 3719  df-nul 4047  df-if 4219  df-pw 4292  df-sn 4310  df-pr 4312  df-tp 4314  df-op 4316  df-uni 4577  df-iun 4662  df-br 4793  df-opab 4853  df-mpt 4870  df-tr 4893  df-id 5162  df-eprel 5167  df-po 5175  df-so 5176  df-fr 5213  df-we 5215  df-xp 5260  df-rel 5261  df-cnv 5262  df-co 5263  df-dm 5264  df-rn 5265  df-res 5266  df-ima 5267  df-pred 5829  df-ord 5875  df-on 5876  df-lim 5877  df-suc 5878  df-iota 6000  df-fun 6039  df-fn 6040  df-f 6041  df-f1 6042  df-fo 6043  df-f1o 6044  df-fv 6045  df-riota 6762  df-ov 6804  df-oprab 6805  df-mpt2 6806  df-om 7219  df-2nd 7322  df-wrecs 7564  df-recs 7625  df-rdg 7663  df-er 7899  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-sup 8501  df-inf 8502  df-pnf 10239  df-mnf 10240  df-xr 10241  df-ltxr 10242  df-le 10243  df-sub 10431  df-neg 10432  df-div 10848  df-nn 11184  df-2 11242  df-3 11243  df-4 11244  df-n0 11456  df-z 11541  df-uz 11851  df-rp 11997  df-fl 12758  df-mod 12834  df-seq 12967  df-exp 13026
This theorem is referenced by:  iblitg  23705
  Copyright terms: Public domain W3C validator