Theorem root1cj 24718

Description: Within the 𝑁-th roots of unity, the conjugate of the 𝐾-th root is the 𝑁 − 𝐾-th root. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Apr-2015.)

Assertion

Ref	Expression
root1cj	⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (∗‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑(𝑁 − 𝐾)))

Proof of Theorem root1cj

Step	Hyp	Ref	Expression
1		neg1cn 11326	. . . 4 ⊢ -1 ∈ ℂ
2		2re 11292	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℝ
3		simpl 468	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℕ)
4		nndivre 11258	. . . . . 6 ⊢ ((2 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (2 / 𝑁) ∈ ℝ)
5	2, 3, 4	sylancr 575	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (2 / 𝑁) ∈ ℝ)
6	5	recnd 10270	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (2 / 𝑁) ∈ ℂ)
7		cxpcl 24641	. . . 4 ⊢ ((-1 ∈ ℂ ∧ (2 / 𝑁) ∈ ℂ) → (-1↑𝑐(2 / 𝑁)) ∈ ℂ)
8	1, 6, 7	sylancr 575	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (-1↑𝑐(2 / 𝑁)) ∈ ℂ)
9	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → -1 ∈ ℂ)
10		neg1ne0 11328	. . . . 5 ⊢ -1 ≠ 0
11	10	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → -1 ≠ 0)
12	9, 11, 6	cxpne0d 24680	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (-1↑𝑐(2 / 𝑁)) ≠ 0)
13		simpr 471	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → 𝐾 ∈ ℤ)
14		nnz 11601	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
15	14	adantr 466	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℤ)
16	8, 12, 13, 15	expsubd 13226	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑(𝑁 − 𝐾)) = (((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝑁) / ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)))
17		root1id 24716	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝑁) = 1)
18	17	adantr 466	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝑁) = 1)
19	18	oveq1d 6808	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝑁) / ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = (1 / ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)))
20	8, 12, 13	expclzd 13220	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾) ∈ ℂ)
21	8, 12, 13	expne0d 13221	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾) ≠ 0)
22		recval 14270	. . . 4 ⊢ ((((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾) ∈ ℂ ∧ ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾) ≠ 0) → (1 / ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = ((∗‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) / ((abs‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾))↑2)))
23	20, 21, 22	syl2anc 573	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (1 / ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = ((∗‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) / ((abs‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾))↑2)))
24		absexpz 14253	. . . . . . . 8 ⊢ (((-1↑𝑐(2 / 𝑁)) ∈ ℂ ∧ (-1↑𝑐(2 / 𝑁)) ≠ 0 ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (abs‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = ((abs‘(-1↑𝑐(2 / 𝑁)))↑𝐾))
25	8, 12, 13, 24	syl3anc 1476	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (abs‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = ((abs‘(-1↑𝑐(2 / 𝑁)))↑𝐾))
26		abscxp2 24660	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((-1 ∈ ℂ ∧ (2 / 𝑁) ∈ ℝ) → (abs‘(-1↑𝑐(2 / 𝑁))) = ((abs‘-1)↑𝑐(2 / 𝑁)))
27	1, 5, 26	sylancr 575	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (abs‘(-1↑𝑐(2 / 𝑁))) = ((abs‘-1)↑𝑐(2 / 𝑁)))
28		ax-1cn 10196	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 1 ∈ ℂ
29	28	absnegi 14347	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (abs‘-1) = (abs‘1)
30		abs1 14245	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (abs‘1) = 1
31	29, 30	eqtri 2793	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (abs‘-1) = 1
32	31	oveq1i 6803	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((abs‘-1)↑𝑐(2 / 𝑁)) = (1↑𝑐(2 / 𝑁))
33	27, 32	syl6eq 2821	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (abs‘(-1↑𝑐(2 / 𝑁))) = (1↑𝑐(2 / 𝑁)))
34	6	1cxpd 24674	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (1↑𝑐(2 / 𝑁)) = 1)
35	33, 34	eqtrd 2805	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (abs‘(-1↑𝑐(2 / 𝑁))) = 1)
36	35	oveq1d 6808	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((abs‘(-1↑𝑐(2 / 𝑁)))↑𝐾) = (1↑𝐾))
37		1exp 13096	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (1↑𝐾) = 1)
38	37	adantl 467	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (1↑𝐾) = 1)
39	25, 36, 38	3eqtrd 2809	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (abs‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = 1)
40	39	oveq1d 6808	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((abs‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾))↑2) = (1↑2))
41		sq1 13165	. . . . 5 ⊢ (1↑2) = 1
42	40, 41	syl6eq 2821	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((abs‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾))↑2) = 1)
43	42	oveq2d 6809	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((∗‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) / ((abs‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾))↑2)) = ((∗‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) / 1))
44	20	cjcld 14144	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (∗‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) ∈ ℂ)
45	44	div1d 10995	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((∗‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) / 1) = (∗‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)))
46	23, 43, 45	3eqtrd 2809	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (1 / ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = (∗‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)))
47	16, 19, 46	3eqtrrd 2810	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (∗‘((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑𝐾)) = ((-1↑𝑐(2 / 𝑁))↑(𝑁 − 𝐾)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 382   = wceq 1631   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2943  ‘cfv 6031  (class class class)co 6793  ℂcc 10136  ℝcr 10137  0cc0 10138  1c1 10139   − cmin 10468  -cneg 10469   / cdiv 10886  ℕcn 11222  2c2 11272  ℤcz 11579  ↑cexp 13067  ∗ccj 14044  abscabs 14182  ↑_𝑐ccxp 24523

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4904  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7096  ax-inf2 8702  ax-cnex 10194  ax-resscn 10195  ax-1cn 10196  ax-icn 10197  ax-addcl 10198  ax-addrcl 10199  ax-mulcl 10200  ax-mulrcl 10201  ax-mulcom 10202  ax-addass 10203  ax-mulass 10204  ax-distr 10205  ax-i2m1 10206  ax-1ne0 10207  ax-1rid 10208  ax-rnegex 10209  ax-rrecex 10210  ax-cnre 10211  ax-pre-lttri 10212  ax-pre-lttrn 10213  ax-pre-ltadd 10214  ax-pre-mulgt0 10215  ax-pre-sup 10216  ax-addf 10217  ax-mulf 10218

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-fal 1637  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4226  df-pw 4299  df-sn 4317  df-pr 4319  df-tp 4321  df-op 4323  df-uni 4575  df-int 4612  df-iun 4656  df-iin 4657  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-tr 4887  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-se 5209  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-isom 6040  df-riota 6754  df-ov 6796  df-oprab 6797  df-mpt2 6798  df-of 7044  df-om 7213  df-1st 7315  df-2nd 7316  df-supp 7447  df-wrecs 7559  df-recs 7621  df-rdg 7659  df-1o 7713  df-2o 7714  df-oadd 7717  df-er 7896  df-map 8011  df-pm 8012  df-ixp 8063  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-fin 8113  df-fsupp 8432  df-fi 8473  df-sup 8504  df-inf 8505  df-oi 8571  df-card 8965  df-cda 9192  df-pnf 10278  df-mnf 10279  df-xr 10280  df-ltxr 10281  df-le 10282  df-sub 10470  df-neg 10471  df-div 10887  df-nn 11223  df-2 11281  df-3 11282  df-4 11283  df-5 11284  df-6 11285  df-7 11286  df-8 11287  df-9 11288  df-n0 11495  df-z 11580  df-dec 11696  df-uz 11889  df-q 11992  df-rp 12036  df-xneg 12151  df-xadd 12152  df-xmul 12153  df-ioo 12384  df-ioc 12385  df-ico 12386  df-icc 12387  df-fz 12534  df-fzo 12674  df-fl 12801  df-mod 12877  df-seq 13009  df-exp 13068  df-fac 13265  df-bc 13294  df-hash 13322  df-shft 14015  df-cj 14047  df-re 14048  df-im 14049  df-sqrt 14183  df-abs 14184  df-limsup 14410  df-clim 14427  df-rlim 14428  df-sum 14625  df-ef 15004  df-sin 15006  df-cos 15007  df-pi 15009  df-struct 16066  df-ndx 16067  df-slot 16068  df-base 16070  df-sets 16071  df-ress 16072  df-plusg 16162  df-mulr 16163  df-starv 16164  df-sca 16165  df-vsca 16166  df-ip 16167  df-tset 16168  df-ple 16169  df-ds 16172  df-unif 16173  df-hom 16174  df-cco 16175  df-rest 16291  df-topn 16292  df-0g 16310  df-gsum 16311  df-topgen 16312  df-pt 16313  df-prds 16316  df-xrs 16370  df-qtop 16375  df-imas 16376  df-xps 16378  df-mre 16454  df-mrc 16455  df-acs 16457  df-mgm 17450  df-sgrp 17492  df-mnd 17503  df-submnd 17544  df-mulg 17749  df-cntz 17957  df-cmn 18402  df-psmet 19953  df-xmet 19954  df-met 19955  df-bl 19956  df-mopn 19957  df-fbas 19958  df-fg 19959  df-cnfld 19962  df-top 20919  df-topon 20936  df-topsp 20958  df-bases 20971  df-cld 21044  df-ntr 21045  df-cls 21046  df-nei 21123  df-lp 21161  df-perf 21162  df-cn 21252  df-cnp 21253  df-haus 21340  df-tx 21586  df-hmeo 21779  df-fil 21870  df-fm 21962  df-flim 21963  df-flf 21964  df-xms 22345  df-ms 22346  df-tms 22347  df-cncf 22901  df-limc 23850  df-dv 23851  df-log 24524  df-cxp 24525

This theorem is referenced by:  1cubrlem  24789