Theorem cnegex 8494

Description: Existence of the negative of a complex number. (Contributed by Eric Schmidt, 21-May-2007.)

Assertion

Ref	Expression
cnegex	|- ( A e. CC -> E. x e. CC ( A + x ) = 0 )

Distinct variable group:   x, A

Proof of Theorem cnegex

Dummy variables a b c d y are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cnre 8312	. 2 |- ( A e. CC -> E. a e. RR E. b e. RR A = ( a + ( _i x. b ) ) )
2		cnegexlem2 8492	. . . . 5 |- E. y e. RR ( _i x. y ) e. RR
3		cnegexlem3 8493	. . . . . . . 8 |- ( ( b e. RR /\ y e. RR ) -> E. c e. RR ( b + c ) = y )
4	3	ad2ant2lr 514	. . . . . . 7 |- ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( y e. RR /\ ( _i x. y ) e. RR ) ) -> E. c e. RR ( b + c ) = y )
5		ax-icn 8264	. . . . . . . . . . . . . 14 |- _i e. CC
6		recn 8302	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( c e. RR -> c e. CC )
7		mulcl 8296	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( _i e. CC /\ c e. CC ) -> ( _i x. c ) e. CC )
8	5, 6, 7	sylancr 418	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( c e. RR -> ( _i x. c ) e. CC )
9		recn 8302	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( d e. RR -> d e. CC )
10		addcl 8294	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( _i x. c ) e. CC /\ d e. CC ) -> ( ( _i x. c ) + d ) e. CC )
11	8, 9, 10	syl2an 289	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( c e. RR /\ d e. RR ) -> ( ( _i x. c ) + d ) e. CC )
12	11	adantlr 481	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( c e. RR /\ ( b + c ) = y ) /\ d e. RR ) -> ( ( _i x. c ) + d ) e. CC )
13	12	adantll 480	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( y e. RR /\ ( _i x. y ) e. RR ) ) /\ ( c e. RR /\ ( b + c ) = y ) ) /\ d e. RR ) -> ( ( _i x. c ) + d ) e. CC )
14	13	adantr 276	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( y e. RR /\ ( _i x. y ) e. RR ) ) /\ ( c e. RR /\ ( b + c ) = y ) ) /\ d e. RR ) /\ ( ( a + ( _i x. y ) ) + d ) = 0 ) -> ( ( _i x. c ) + d ) e. CC )
15		recn 8302	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( a e. RR -> a e. CC )
16		recn 8302	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( b e. RR -> b e. CC )
17	15, 16	anim12i 338	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( a e. RR /\ b e. RR ) -> ( a e. CC /\ b e. CC ) )
18	17, 6	anim12i 338	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ c e. RR ) -> ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) )
19		mulcl 8296	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( ( _i e. CC /\ b e. CC ) -> ( _i x. b ) e. CC )
20	5, 19	mpan 428	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( b e. CC -> ( _i x. b ) e. CC )
21		addcl 8294	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( ( a e. CC /\ ( _i x. b ) e. CC ) -> ( a + ( _i x. b ) ) e. CC )
22	20, 21	sylan2 286	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( a e. CC /\ b e. CC ) -> ( a + ( _i x. b ) ) e. CC )
23	22	ad2antrr 492	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) /\ d e. CC ) -> ( a + ( _i x. b ) ) e. CC )
24	5, 7	mpan 428	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( c e. CC -> ( _i x. c ) e. CC )
25	24	ad2antlr 493	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) /\ d e. CC ) -> ( _i x. c ) e. CC )
26		simpr 110	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) /\ d e. CC ) -> d e. CC )
27	23, 25, 26	addassd 8338	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) /\ d e. CC ) -> ( ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( _i x. c ) ) + d ) = ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( ( _i x. c ) + d ) ) )
28		simpll 531	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) -> a e. CC )
29	20	ad2antlr 493	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) -> ( _i x. b ) e. CC )
30	24	adantl 277	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) -> ( _i x. c ) e. CC )
31	28, 29, 30	addassd 8338	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( _i x. c ) ) = ( a + ( ( _i x. b ) + ( _i x. c ) ) ) )
32		adddi 8301	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ( ( _i e. CC /\ b e. CC /\ c e. CC ) -> ( _i x. ( b + c ) ) = ( ( _i x. b ) + ( _i x. c ) ) )
33	5, 32	mp3an1 1365	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- ( ( b e. CC /\ c e. CC ) -> ( _i x. ( b + c ) ) = ( ( _i x. b ) + ( _i x. c ) ) )
34	33	adantll 480	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) -> ( _i x. ( b + c ) ) = ( ( _i x. b ) + ( _i x. c ) ) )
35	34	oveq2d 6091	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) -> ( a + ( _i x. ( b + c ) ) ) = ( a + ( ( _i x. b ) + ( _i x. c ) ) ) )
36	31, 35	eqtr4d 2274	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( _i x. c ) ) = ( a + ( _i x. ( b + c ) ) ) )
37	36	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) /\ d e. CC ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( _i x. c ) ) = ( a + ( _i x. ( b + c ) ) ) )
38	37	oveq1d 6090	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) /\ d e. CC ) -> ( ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( _i x. c ) ) + d ) = ( ( a + ( _i x. ( b + c ) ) ) + d ) )
39	27, 38	eqtr3d 2273	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ c e. CC ) /\ d e. CC ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( ( _i x. c ) + d ) ) = ( ( a + ( _i x. ( b + c ) ) ) + d ) )
40	18, 9, 39	syl2an 289	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ c e. RR ) /\ d e. RR ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( ( _i x. c ) + d ) ) = ( ( a + ( _i x. ( b + c ) ) ) + d ) )
41	40	adantlrr 487	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( c e. RR /\ ( b + c ) = y ) ) /\ d e. RR ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( ( _i x. c ) + d ) ) = ( ( a + ( _i x. ( b + c ) ) ) + d ) )
42		oveq2 6083	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( b + c ) = y -> ( _i x. ( b + c ) ) = ( _i x. y ) )
43	42	oveq2d 6091	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( b + c ) = y -> ( a + ( _i x. ( b + c ) ) ) = ( a + ( _i x. y ) ) )
44	43	oveq1d 6090	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( b + c ) = y -> ( ( a + ( _i x. ( b + c ) ) ) + d ) = ( ( a + ( _i x. y ) ) + d ) )
45	44	adantl 277	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( c e. RR /\ ( b + c ) = y ) -> ( ( a + ( _i x. ( b + c ) ) ) + d ) = ( ( a + ( _i x. y ) ) + d ) )
46	45	ad2antlr 493	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( c e. RR /\ ( b + c ) = y ) ) /\ d e. RR ) -> ( ( a + ( _i x. ( b + c ) ) ) + d ) = ( ( a + ( _i x. y ) ) + d ) )
47	41, 46	eqtr2d 2272	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( c e. RR /\ ( b + c ) = y ) ) /\ d e. RR ) -> ( ( a + ( _i x. y ) ) + d ) = ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( ( _i x. c ) + d ) ) )
48	47	adantllr 485	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( y e. RR /\ ( _i x. y ) e. RR ) ) /\ ( c e. RR /\ ( b + c ) = y ) ) /\ d e. RR ) -> ( ( a + ( _i x. y ) ) + d ) = ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( ( _i x. c ) + d ) ) )
49	48	eqeq1d 2247	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( y e. RR /\ ( _i x. y ) e. RR ) ) /\ ( c e. RR /\ ( b + c ) = y ) ) /\ d e. RR ) -> ( ( ( a + ( _i x. y ) ) + d ) = 0 <-> ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( ( _i x. c ) + d ) ) = 0 ) )
50	49	biimpa 296	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( y e. RR /\ ( _i x. y ) e. RR ) ) /\ ( c e. RR /\ ( b + c ) = y ) ) /\ d e. RR ) /\ ( ( a + ( _i x. y ) ) + d ) = 0 ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( ( _i x. c ) + d ) ) = 0 )
51		oveq2 6083	. . . . . . . . . . 11 |- ( x = ( ( _i x. c ) + d ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) + x ) = ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( ( _i x. c ) + d ) ) )
52	51	eqeq1d 2247	. . . . . . . . . 10 |- ( x = ( ( _i x. c ) + d ) -> ( ( ( a + ( _i x. b ) ) + x ) = 0 <-> ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( ( _i x. c ) + d ) ) = 0 ) )
53	52	rspcev 2929	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( _i x. c ) + d ) e. CC /\ ( ( a + ( _i x. b ) ) + ( ( _i x. c ) + d ) ) = 0 ) -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) + x ) = 0 )
54	14, 50, 53	syl2anc 415	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( y e. RR /\ ( _i x. y ) e. RR ) ) /\ ( c e. RR /\ ( b + c ) = y ) ) /\ d e. RR ) /\ ( ( a + ( _i x. y ) ) + d ) = 0 ) -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) + x ) = 0 )
55		readdcl 8295	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( a e. RR /\ ( _i x. y ) e. RR ) -> ( a + ( _i x. y ) ) e. RR )
56		ax-rnegex 8278	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( a + ( _i x. y ) ) e. RR -> E. d e. RR ( ( a + ( _i x. y ) ) + d ) = 0 )
57	55, 56	syl 14	. . . . . . . . . 10 |- ( ( a e. RR /\ ( _i x. y ) e. RR ) -> E. d e. RR ( ( a + ( _i x. y ) ) + d ) = 0 )
58	57	ad2ant2rl 515	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( y e. RR /\ ( _i x. y ) e. RR ) ) -> E. d e. RR ( ( a + ( _i x. y ) ) + d ) = 0 )
59	58	adantr 276	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( y e. RR /\ ( _i x. y ) e. RR ) ) /\ ( c e. RR /\ ( b + c ) = y ) ) -> E. d e. RR ( ( a + ( _i x. y ) ) + d ) = 0 )
60	54, 59	r19.29a 2694	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( y e. RR /\ ( _i x. y ) e. RR ) ) /\ ( c e. RR /\ ( b + c ) = y ) ) -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) + x ) = 0 )
61	4, 60	rexlimddv 2673	. . . . . 6 |- ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( y e. RR /\ ( _i x. y ) e. RR ) ) -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) + x ) = 0 )
62	61	rexlimdvaa 2669	. . . . 5 |- ( ( a e. RR /\ b e. RR ) -> ( E. y e. RR ( _i x. y ) e. RR -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) + x ) = 0 ) )
63	2, 62	mpi 15	. . . 4 |- ( ( a e. RR /\ b e. RR ) -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) + x ) = 0 )
64		oveq1 6082	. . . . . 6 |- ( A = ( a + ( _i x. b ) ) -> ( A + x ) = ( ( a + ( _i x. b ) ) + x ) )
65	64	eqeq1d 2247	. . . . 5 |- ( A = ( a + ( _i x. b ) ) -> ( ( A + x ) = 0 <-> ( ( a + ( _i x. b ) ) + x ) = 0 ) )
66	65	rexbidv 2551	. . . 4 |- ( A = ( a + ( _i x. b ) ) -> ( E. x e. CC ( A + x ) = 0 <-> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) + x ) = 0 ) )
67	63, 66	syl5ibrcom 157	. . 3 |- ( ( a e. RR /\ b e. RR ) -> ( A = ( a + ( _i x. b ) ) -> E. x e. CC ( A + x ) = 0 ) )
68	67	rexlimivv 2674	. 2 |- ( E. a e. RR E. b e. RR A = ( a + ( _i x. b ) ) -> E. x e. CC ( A + x ) = 0 )
69	1, 68	syl 14	1 |- ( A e. CC -> E. x e. CC ( A + x ) = 0 )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   = wceq 1402   e. wcel 2209   E.wrex 2529  (class class class)co 6075   CCcc 8167   RRcr 8168   0cc0 8169   _ici 8171   + caddc 8172   x. cmul 8174

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-ext 2220  ax-resscn 8261  ax-1cn 8262  ax-icn 8264  ax-addcl 8265  ax-addrcl 8266  ax-mulcl 8267  ax-addcom 8269  ax-addass 8271  ax-distr 8273  ax-i2m1 8274  ax-0id 8277  ax-rnegex 8278  ax-cnre 8280

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1011  df-tru 1405  df-nf 1514  df-sb 1816  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ral 2533  df-rex 2534  df-v 2823  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-sn 3711  df-pr 3712  df-op 3714  df-uni 3931  df-br 4126  df-iota 5332  df-fv 5380  df-ov 6078

This theorem is referenced by:  cnegex2  8495  addcan2  8497  0cnALT  8506  negeu  8507