ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  axcnre GIF version

Theorem axcnre 7880
Description: A complex number can be expressed in terms of two reals. Definition 10-1.1(v) of [Gleason] p. 130. Axiom for real and complex numbers, derived from set theory. This construction-dependent theorem should not be referenced directly; instead, use ax-cnre 7922. (Contributed by NM, 13-May-1996.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
axcnre (๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ๐ด = (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ)))
Distinct variable group:   ๐‘ฅ,๐‘ฆ,๐ด

Proof of Theorem axcnre
Dummy variables ๐‘ง ๐‘ค are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-c 7817 . 2 โ„‚ = (R ร— R)
2 eqeq1 2184 . . 3 (โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = ๐ด โ†’ (โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ)) โ†” ๐ด = (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ))))
322rexbidv 2502 . 2 (โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = ๐ด โ†’ (โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ)) โ†” โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ๐ด = (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ))))
4 opelreal 7826 . . . . . 6 (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โˆˆ โ„ โ†” ๐‘ง โˆˆ R)
5 opelreal 7826 . . . . . 6 (โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ โˆˆ โ„ โ†” ๐‘ค โˆˆ R)
64, 5anbi12i 460 . . . . 5 ((โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โˆˆ โ„ โˆง โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ โˆˆ โ„) โ†” (๐‘ง โˆˆ R โˆง ๐‘ค โˆˆ R))
76biimpri 133 . . . 4 ((๐‘ง โˆˆ R โˆง ๐‘ค โˆˆ R) โ†’ (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โˆˆ โ„ โˆง โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ โˆˆ โ„))
8 df-i 7820 . . . . . . . . 9 i = โŸจ0R, 1RโŸฉ
98oveq1i 5885 . . . . . . . 8 (i ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ) = (โŸจ0R, 1RโŸฉ ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ)
10 0r 7749 . . . . . . . . . 10 0R โˆˆ R
11 1sr 7750 . . . . . . . . . . 11 1R โˆˆ R
12 mulcnsr 7834 . . . . . . . . . . 11 (((0R โˆˆ R โˆง 1R โˆˆ R) โˆง (๐‘ค โˆˆ R โˆง 0R โˆˆ R)) โ†’ (โŸจ0R, 1RโŸฉ ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ) = โŸจ((0R ยทR ๐‘ค) +R (-1R ยทR (1R ยทR 0R))), ((1R ยทR ๐‘ค) +R (0R ยทR 0R))โŸฉ)
1310, 11, 12mpanl12 436 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ค โˆˆ R โˆง 0R โˆˆ R) โ†’ (โŸจ0R, 1RโŸฉ ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ) = โŸจ((0R ยทR ๐‘ค) +R (-1R ยทR (1R ยทR 0R))), ((1R ยทR ๐‘ค) +R (0R ยทR 0R))โŸฉ)
1410, 13mpan2 425 . . . . . . . . 9 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (โŸจ0R, 1RโŸฉ ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ) = โŸจ((0R ยทR ๐‘ค) +R (-1R ยทR (1R ยทR 0R))), ((1R ยทR ๐‘ค) +R (0R ยทR 0R))โŸฉ)
15 mulcomsrg 7756 . . . . . . . . . . . . . 14 ((0R โˆˆ R โˆง ๐‘ค โˆˆ R) โ†’ (0R ยทR ๐‘ค) = (๐‘ค ยทR 0R))
1610, 15mpan 424 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (0R ยทR ๐‘ค) = (๐‘ค ยทR 0R))
17 00sr 7768 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (๐‘ค ยทR 0R) = 0R)
1816, 17eqtrd 2210 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (0R ยทR ๐‘ค) = 0R)
1918oveq1d 5890 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ ((0R ยทR ๐‘ค) +R (-1R ยทR (1R ยทR 0R))) = (0R +R (-1R ยทR (1R ยทR 0R))))
20 00sr 7768 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (1R โˆˆ R โ†’ (1R ยทR 0R) = 0R)
2111, 20ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1R ยทR 0R) = 0R
2221oveq2i 5886 . . . . . . . . . . . . . 14 (-1R ยทR (1R ยทR 0R)) = (-1R ยทR 0R)
23 m1r 7751 . . . . . . . . . . . . . . 15 -1R โˆˆ R
24 00sr 7768 . . . . . . . . . . . . . . 15 (-1R โˆˆ R โ†’ (-1R ยทR 0R) = 0R)
2523, 24ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 (-1R ยทR 0R) = 0R
2622, 25eqtri 2198 . . . . . . . . . . . . 13 (-1R ยทR (1R ยทR 0R)) = 0R
2726oveq2i 5886 . . . . . . . . . . . 12 (0R +R (-1R ยทR (1R ยทR 0R))) = (0R +R 0R)
28 0idsr 7766 . . . . . . . . . . . . 13 (0R โˆˆ R โ†’ (0R +R 0R) = 0R)
2910, 28ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (0R +R 0R) = 0R
3027, 29eqtri 2198 . . . . . . . . . . 11 (0R +R (-1R ยทR (1R ยทR 0R))) = 0R
3119, 30eqtrdi 2226 . . . . . . . . . 10 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ ((0R ยทR ๐‘ค) +R (-1R ยทR (1R ยทR 0R))) = 0R)
32 mulcomsrg 7756 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1R โˆˆ R โˆง ๐‘ค โˆˆ R) โ†’ (1R ยทR ๐‘ค) = (๐‘ค ยทR 1R))
3311, 32mpan 424 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (1R ยทR ๐‘ค) = (๐‘ค ยทR 1R))
34 1idsr 7767 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (๐‘ค ยทR 1R) = ๐‘ค)
3533, 34eqtrd 2210 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (1R ยทR ๐‘ค) = ๐‘ค)
3635oveq1d 5890 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ ((1R ยทR ๐‘ค) +R (0R ยทR 0R)) = (๐‘ค +R (0R ยทR 0R)))
37 00sr 7768 . . . . . . . . . . . . . 14 (0R โˆˆ R โ†’ (0R ยทR 0R) = 0R)
3810, 37ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (0R ยทR 0R) = 0R
3938oveq2i 5886 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ค +R (0R ยทR 0R)) = (๐‘ค +R 0R)
40 0idsr 7766 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (๐‘ค +R 0R) = ๐‘ค)
4139, 40eqtrid 2222 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (๐‘ค +R (0R ยทR 0R)) = ๐‘ค)
4236, 41eqtrd 2210 . . . . . . . . . 10 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ ((1R ยทR ๐‘ค) +R (0R ยทR 0R)) = ๐‘ค)
4331, 42opeq12d 3787 . . . . . . . . 9 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ โŸจ((0R ยทR ๐‘ค) +R (-1R ยทR (1R ยทR 0R))), ((1R ยทR ๐‘ค) +R (0R ยทR 0R))โŸฉ = โŸจ0R, ๐‘คโŸฉ)
4414, 43eqtrd 2210 . . . . . . . 8 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (โŸจ0R, 1RโŸฉ ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ) = โŸจ0R, ๐‘คโŸฉ)
459, 44eqtrid 2222 . . . . . . 7 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (i ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ) = โŸจ0R, ๐‘คโŸฉ)
4645oveq2d 5891 . . . . . 6 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + (i ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ)) = (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + โŸจ0R, ๐‘คโŸฉ))
4746adantl 277 . . . . 5 ((๐‘ง โˆˆ R โˆง ๐‘ค โˆˆ R) โ†’ (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + (i ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ)) = (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + โŸจ0R, ๐‘คโŸฉ))
48 addcnsr 7833 . . . . . . 7 (((๐‘ง โˆˆ R โˆง 0R โˆˆ R) โˆง (0R โˆˆ R โˆง ๐‘ค โˆˆ R)) โ†’ (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + โŸจ0R, ๐‘คโŸฉ) = โŸจ(๐‘ง +R 0R), (0R +R ๐‘ค)โŸฉ)
4910, 48mpanl2 435 . . . . . 6 ((๐‘ง โˆˆ R โˆง (0R โˆˆ R โˆง ๐‘ค โˆˆ R)) โ†’ (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + โŸจ0R, ๐‘คโŸฉ) = โŸจ(๐‘ง +R 0R), (0R +R ๐‘ค)โŸฉ)
5010, 49mpanr1 437 . . . . 5 ((๐‘ง โˆˆ R โˆง ๐‘ค โˆˆ R) โ†’ (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + โŸจ0R, ๐‘คโŸฉ) = โŸจ(๐‘ง +R 0R), (0R +R ๐‘ค)โŸฉ)
51 0idsr 7766 . . . . . 6 (๐‘ง โˆˆ R โ†’ (๐‘ง +R 0R) = ๐‘ง)
52 addcomsrg 7754 . . . . . . . 8 ((0R โˆˆ R โˆง ๐‘ค โˆˆ R) โ†’ (0R +R ๐‘ค) = (๐‘ค +R 0R))
5310, 52mpan 424 . . . . . . 7 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (0R +R ๐‘ค) = (๐‘ค +R 0R))
5453, 40eqtrd 2210 . . . . . 6 (๐‘ค โˆˆ R โ†’ (0R +R ๐‘ค) = ๐‘ค)
55 opeq12 3781 . . . . . 6 (((๐‘ง +R 0R) = ๐‘ง โˆง (0R +R ๐‘ค) = ๐‘ค) โ†’ โŸจ(๐‘ง +R 0R), (0R +R ๐‘ค)โŸฉ = โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ)
5651, 54, 55syl2an 289 . . . . 5 ((๐‘ง โˆˆ R โˆง ๐‘ค โˆˆ R) โ†’ โŸจ(๐‘ง +R 0R), (0R +R ๐‘ค)โŸฉ = โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ)
5747, 50, 563eqtrrd 2215 . . . 4 ((๐‘ง โˆˆ R โˆง ๐‘ค โˆˆ R) โ†’ โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + (i ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ)))
58 vex 2741 . . . . . 6 ๐‘ง โˆˆ V
59 opexg 4229 . . . . . 6 ((๐‘ง โˆˆ V โˆง 0R โˆˆ R) โ†’ โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โˆˆ V)
6058, 10, 59mp2an 426 . . . . 5 โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โˆˆ V
61 vex 2741 . . . . . 6 ๐‘ค โˆˆ V
62 opexg 4229 . . . . . 6 ((๐‘ค โˆˆ V โˆง 0R โˆˆ R) โ†’ โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ โˆˆ V)
6361, 10, 62mp2an 426 . . . . 5 โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ โˆˆ V
64 eleq1 2240 . . . . . . 7 (๐‘ฅ = โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†” โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โˆˆ โ„))
65 eleq1 2240 . . . . . . 7 (๐‘ฆ = โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ โ†’ (๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†” โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ โˆˆ โ„))
6664, 65bi2anan9 606 . . . . . 6 ((๐‘ฅ = โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โˆง ๐‘ฆ = โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ) โ†’ ((๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„) โ†” (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โˆˆ โ„ โˆง โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ โˆˆ โ„)))
67 oveq1 5882 . . . . . . . 8 (๐‘ฅ = โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โ†’ (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ)) = (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + (i ยท ๐‘ฆ)))
68 oveq2 5883 . . . . . . . . 9 (๐‘ฆ = โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ โ†’ (i ยท ๐‘ฆ) = (i ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ))
6968oveq2d 5891 . . . . . . . 8 (๐‘ฆ = โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ โ†’ (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + (i ยท ๐‘ฆ)) = (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + (i ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ)))
7067, 69sylan9eq 2230 . . . . . . 7 ((๐‘ฅ = โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โˆง ๐‘ฆ = โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ) โ†’ (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ)) = (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + (i ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ)))
7170eqeq2d 2189 . . . . . 6 ((๐‘ฅ = โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โˆง ๐‘ฆ = โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ) โ†’ (โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ)) โ†” โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + (i ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ))))
7266, 71anbi12d 473 . . . . 5 ((๐‘ฅ = โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โˆง ๐‘ฆ = โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ) โ†’ (((๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„) โˆง โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ))) โ†” ((โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โˆˆ โ„ โˆง โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ โˆˆ โ„) โˆง โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + (i ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ)))))
7360, 63, 72spc2ev 2834 . . . 4 (((โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ โˆˆ โ„ โˆง โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ โˆˆ โ„) โˆง โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = (โŸจ๐‘ง, 0RโŸฉ + (i ยท โŸจ๐‘ค, 0RโŸฉ))) โ†’ โˆƒ๐‘ฅโˆƒ๐‘ฆ((๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„) โˆง โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ))))
747, 57, 73syl2anc 411 . . 3 ((๐‘ง โˆˆ R โˆง ๐‘ค โˆˆ R) โ†’ โˆƒ๐‘ฅโˆƒ๐‘ฆ((๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„) โˆง โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ))))
75 r2ex 2497 . . 3 (โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ)) โ†” โˆƒ๐‘ฅโˆƒ๐‘ฆ((๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„) โˆง โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ))))
7674, 75sylibr 134 . 2 ((๐‘ง โˆˆ R โˆง ๐‘ค โˆˆ R) โ†’ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โŸจ๐‘ง, ๐‘คโŸฉ = (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ)))
771, 3, 76optocl 4703 1 (๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ๐ด = (๐‘ฅ + (i ยท ๐‘ฆ)))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 104   = wceq 1353  โˆƒwex 1492   โˆˆ wcel 2148  โˆƒwrex 2456  Vcvv 2738  โŸจcop 3596  (class class class)co 5875  Rcnr 7296  0Rc0r 7297  1Rc1r 7298  -1Rcm1r 7299   +R cplr 7300   ยทR cmr 7301  โ„‚cc 7809  โ„cr 7810  ici 7813   + caddc 7814   ยท cmul 7816
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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4119  ax-sep 4122  ax-nul 4130  ax-pow 4175  ax-pr 4210  ax-un 4434  ax-setind 4537  ax-iinf 4588
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rab 2464  df-v 2740  df-sbc 2964  df-csb 3059  df-dif 3132  df-un 3134  df-in 3136  df-ss 3143  df-nul 3424  df-pw 3578  df-sn 3599  df-pr 3600  df-op 3602  df-uni 3811  df-int 3846  df-iun 3889  df-br 4005  df-opab 4066  df-mpt 4067  df-tr 4103  df-eprel 4290  df-id 4294  df-po 4297  df-iso 4298  df-iord 4367  df-on 4369  df-suc 4372  df-iom 4591  df-xp 4633  df-rel 4634  df-cnv 4635  df-co 4636  df-dm 4637  df-rn 4638  df-res 4639  df-ima 4640  df-iota 5179  df-fun 5219  df-fn 5220  df-f 5221  df-f1 5222  df-fo 5223  df-f1o 5224  df-fv 5225  df-ov 5878  df-oprab 5879  df-mpo 5880  df-1st 6141  df-2nd 6142  df-recs 6306  df-irdg 6371  df-1o 6417  df-2o 6418  df-oadd 6421  df-omul 6422  df-er 6535  df-ec 6537  df-qs 6541  df-ni 7303  df-pli 7304  df-mi 7305  df-lti 7306  df-plpq 7343  df-mpq 7344  df-enq 7346  df-nqqs 7347  df-plqqs 7348  df-mqqs 7349  df-1nqqs 7350  df-rq 7351  df-ltnqqs 7352  df-enq0 7423  df-nq0 7424  df-0nq0 7425  df-plq0 7426  df-mq0 7427  df-inp 7465  df-i1p 7466  df-iplp 7467  df-imp 7468  df-enr 7725  df-nr 7726  df-plr 7727  df-mr 7728  df-0r 7730  df-1r 7731  df-m1r 7732  df-c 7817  df-i 7820  df-r 7821  df-add 7822  df-mul 7823
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator