Theorem recexap 8728

Description: Existence of reciprocal of nonzero complex number. (Contributed by Jim Kingdon, 20-Feb-2020.)

Assertion

Ref	Expression
recexap	|- ( ( A e. CC /\ A # 0 ) -> E. x e. CC ( A x. x ) = 1 )

Distinct variable group:   x, A

Proof of Theorem recexap

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cnre 8070	. . 3 |- ( A e. CC -> E. a e. RR E. b e. RR A = ( a + ( _i x. b ) ) )
2		recexaplem2 8727	. . . . . . . . 9 |- ( ( a e. RR /\ b e. RR /\ ( a + ( _i x. b ) ) # 0 ) -> ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) # 0 )
3	2	3expia 1208	. . . . . . . 8 |- ( ( a e. RR /\ b e. RR ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) # 0 -> ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) # 0 ) )
4		remulcl 8055	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( a e. RR /\ a e. RR ) -> ( a x. a ) e. RR )
5	4	anidms 397	. . . . . . . . . . 11 |- ( a e. RR -> ( a x. a ) e. RR )
6		remulcl 8055	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( b e. RR /\ b e. RR ) -> ( b x. b ) e. RR )
7	6	anidms 397	. . . . . . . . . . 11 |- ( b e. RR -> ( b x. b ) e. RR )
8		readdcl 8053	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( a x. a ) e. RR /\ ( b x. b ) e. RR ) -> ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) e. RR )
9	5, 7, 8	syl2an 289	. . . . . . . . . 10 |- ( ( a e. RR /\ b e. RR ) -> ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) e. RR )
10		0re 8074	. . . . . . . . . 10 |- 0 e. RR
11		apreap 8662	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) e. RR /\ 0 e. RR ) -> ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) # 0 <-> ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) #ℝ 0 ) )
12	9, 10, 11	sylancl 413	. . . . . . . . 9 |- ( ( a e. RR /\ b e. RR ) -> ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) # 0 <-> ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) #ℝ 0 ) )
13		recexre 8653	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) e. RR /\ ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) #ℝ 0 ) -> E. y e. RR ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) = 1 )
14	9, 13	sylan 283	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) #ℝ 0 ) -> E. y e. RR ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) = 1 )
15		recn 8060	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( a e. RR -> a e. CC )
16		recn 8060	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( b e. RR -> b e. CC )
17		recn 8060	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( y e. RR -> y e. CC )
18		ax-icn 8022	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- _i e. CC
19		mulcl 8054	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- ( ( _i e. CC /\ b e. CC ) -> ( _i x. b ) e. CC )
20	18, 19	mpan 424	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( b e. CC -> ( _i x. b ) e. CC )
21		subcl 8273	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( ( a e. CC /\ ( _i x. b ) e. CC ) -> ( a - ( _i x. b ) ) e. CC )
22	20, 21	sylan2 286	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( ( a e. CC /\ b e. CC ) -> ( a - ( _i x. b ) ) e. CC )
23		mulcl 8054	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( ( ( a - ( _i x. b ) ) e. CC /\ y e. CC ) -> ( ( a - ( _i x. b ) ) x. y ) e. CC )
24	22, 23	sylan 283	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ y e. CC ) -> ( ( a - ( _i x. b ) ) x. y ) e. CC )
25	24	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ y e. CC ) /\ ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) = 1 ) -> ( ( a - ( _i x. b ) ) x. y ) e. CC )
26		addcl 8052	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ( ( a e. CC /\ ( _i x. b ) e. CC ) -> ( a + ( _i x. b ) ) e. CC )
27	20, 26	sylan2 286	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- ( ( a e. CC /\ b e. CC ) -> ( a + ( _i x. b ) ) e. CC )
28	27	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ y e. CC ) -> ( a + ( _i x. b ) ) e. CC )
29	22	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ y e. CC ) -> ( a - ( _i x. b ) ) e. CC )
30		simpr 110	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ y e. CC ) -> y e. CC )
31	28, 29, 30	mulassd 8098	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ y e. CC ) -> ( ( ( a + ( _i x. b ) ) x. ( a - ( _i x. b ) ) ) x. y ) = ( ( a + ( _i x. b ) ) x. ( ( a - ( _i x. b ) ) x. y ) ) )
32		recextlem1 8726	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- ( ( a e. CC /\ b e. CC ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) x. ( a - ( _i x. b ) ) ) = ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) )
33	32	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ y e. CC ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) x. ( a - ( _i x. b ) ) ) = ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) )
34	33	oveq1d 5961	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ y e. CC ) -> ( ( ( a + ( _i x. b ) ) x. ( a - ( _i x. b ) ) ) x. y ) = ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) )
35	31, 34	eqtr3d 2240	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ y e. CC ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) x. ( ( a - ( _i x. b ) ) x. y ) ) = ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) )
36		id 19	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) = 1 -> ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) = 1 )
37	35, 36	sylan9eq 2258	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ y e. CC ) /\ ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) = 1 ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) x. ( ( a - ( _i x. b ) ) x. y ) ) = 1 )
38		oveq2 5954	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( x = ( ( a - ( _i x. b ) ) x. y ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = ( ( a + ( _i x. b ) ) x. ( ( a - ( _i x. b ) ) x. y ) ) )
39	38	eqeq1d 2214	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( x = ( ( a - ( _i x. b ) ) x. y ) -> ( ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 <-> ( ( a + ( _i x. b ) ) x. ( ( a - ( _i x. b ) ) x. y ) ) = 1 ) )
40	39	rspcev 2877	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ( a - ( _i x. b ) ) x. y ) e. CC /\ ( ( a + ( _i x. b ) ) x. ( ( a - ( _i x. b ) ) x. y ) ) = 1 ) -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 )
41	25, 37, 40	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ( a e. CC /\ b e. CC ) /\ y e. CC ) /\ ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) = 1 ) -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 )
42	41	exp31 364	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( a e. CC /\ b e. CC ) -> ( y e. CC -> ( ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) = 1 -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 ) ) )
43	17, 42	syl5 32	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( a e. CC /\ b e. CC ) -> ( y e. RR -> ( ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) = 1 -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 ) ) )
44	43	rexlimdv 2622	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( a e. CC /\ b e. CC ) -> ( E. y e. RR ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) = 1 -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 ) )
45	15, 16, 44	syl2an 289	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( a e. RR /\ b e. RR ) -> ( E. y e. RR ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) = 1 -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 ) )
46	45	adantr 276	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) #ℝ 0 ) -> ( E. y e. RR ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) x. y ) = 1 -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 ) )
47	14, 46	mpd 13	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) #ℝ 0 ) -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 )
48	47	ex 115	. . . . . . . . 9 |- ( ( a e. RR /\ b e. RR ) -> ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) #ℝ 0 -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 ) )
49	12, 48	sylbid 150	. . . . . . . 8 |- ( ( a e. RR /\ b e. RR ) -> ( ( ( a x. a ) + ( b x. b ) ) # 0 -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 ) )
50	3, 49	syld 45	. . . . . . 7 |- ( ( a e. RR /\ b e. RR ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) # 0 -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 ) )
51	50	adantr 276	. . . . . 6 |- ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ A = ( a + ( _i x. b ) ) ) -> ( ( a + ( _i x. b ) ) # 0 -> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 ) )
52		breq1 4048	. . . . . . 7 |- ( A = ( a + ( _i x. b ) ) -> ( A # 0 <-> ( a + ( _i x. b ) ) # 0 ) )
53	52	adantl 277	. . . . . 6 |- ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ A = ( a + ( _i x. b ) ) ) -> ( A # 0 <-> ( a + ( _i x. b ) ) # 0 ) )
54		oveq1 5953	. . . . . . . . 9 |- ( A = ( a + ( _i x. b ) ) -> ( A x. x ) = ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) )
55	54	eqeq1d 2214	. . . . . . . 8 |- ( A = ( a + ( _i x. b ) ) -> ( ( A x. x ) = 1 <-> ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 ) )
56	55	rexbidv 2507	. . . . . . 7 |- ( A = ( a + ( _i x. b ) ) -> ( E. x e. CC ( A x. x ) = 1 <-> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 ) )
57	56	adantl 277	. . . . . 6 |- ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ A = ( a + ( _i x. b ) ) ) -> ( E. x e. CC ( A x. x ) = 1 <-> E. x e. CC ( ( a + ( _i x. b ) ) x. x ) = 1 ) )
58	51, 53, 57	3imtr4d 203	. . . . 5 |- ( ( ( a e. RR /\ b e. RR ) /\ A = ( a + ( _i x. b ) ) ) -> ( A # 0 -> E. x e. CC ( A x. x ) = 1 ) )
59	58	ex 115	. . . 4 |- ( ( a e. RR /\ b e. RR ) -> ( A = ( a + ( _i x. b ) ) -> ( A # 0 -> E. x e. CC ( A x. x ) = 1 ) ) )
60	59	rexlimivv 2629	. . 3 |- ( E. a e. RR E. b e. RR A = ( a + ( _i x. b ) ) -> ( A # 0 -> E. x e. CC ( A x. x ) = 1 ) )
61	1, 60	syl 14	. 2 |- ( A e. CC -> ( A # 0 -> E. x e. CC ( A x. x ) = 1 ) )
62	61	imp 124	1 |- ( ( A e. CC /\ A # 0 ) -> E. x e. CC ( A x. x ) = 1 )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   = wceq 1373   e. wcel 2176   E.wrex 2485   class class class wbr 4045  (class class class)co 5946   CCcc 7925   RRcr 7926   0cc0 7927   1c1 7928   _ici 7929   + caddc 7930   x. cmul 7932   - cmin 8245   #_ℝ creap 8649   # cap 8656

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-in1 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1470  ax-7 1471  ax-gen 1472  ax-ie1 1516  ax-ie2 1517  ax-8 1527  ax-10 1528  ax-11 1529  ax-i12 1530  ax-bndl 1532  ax-4 1533  ax-17 1549  ax-i9 1553  ax-ial 1557  ax-i5r 1558  ax-13 2178  ax-14 2179  ax-ext 2187  ax-sep 4163  ax-pow 4219  ax-pr 4254  ax-un 4481  ax-setind 4586  ax-cnex 8018  ax-resscn 8019  ax-1cn 8020  ax-1re 8021  ax-icn 8022  ax-addcl 8023  ax-addrcl 8024  ax-mulcl 8025  ax-mulrcl 8026  ax-addcom 8027  ax-mulcom 8028  ax-addass 8029  ax-mulass 8030  ax-distr 8031  ax-i2m1 8032  ax-0lt1 8033  ax-1rid 8034  ax-0id 8035  ax-rnegex 8036  ax-precex 8037  ax-cnre 8038  ax-pre-ltirr 8039  ax-pre-ltwlin 8040  ax-pre-lttrn 8041  ax-pre-apti 8042  ax-pre-ltadd 8043  ax-pre-mulgt0 8044  ax-pre-mulext 8045

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1484  df-sb 1786  df-eu 2057  df-mo 2058  df-clab 2192  df-cleq 2198  df-clel 2201  df-nfc 2337  df-ne 2377  df-nel 2472  df-ral 2489  df-rex 2490  df-reu 2491  df-rab 2493  df-v 2774  df-sbc 2999  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pw 3618  df-sn 3639  df-pr 3640  df-op 3642  df-uni 3851  df-br 4046  df-opab 4107  df-id 4341  df-po 4344  df-iso 4345  df-xp 4682  df-rel 4683  df-cnv 4684  df-co 4685  df-dm 4686  df-iota 5233  df-fun 5274  df-fv 5280  df-riota 5901  df-ov 5949  df-oprab 5950  df-mpo 5951  df-pnf 8111  df-mnf 8112  df-xr 8113  df-ltxr 8114  df-le 8115  df-sub 8247  df-neg 8248  df-reap 8650  df-ap 8657

This theorem is referenced by:  mulap0  8729  mulcanapd  8736  receuap  8744  recapb  8746