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

Theorem axcnre 8249
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 8291. (Contributed by NM, 13-May-1996.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
axcnre (𝐴 ∈ ℂ → ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝐴 = (𝑥 + (i · 𝑦)))
Distinct variable group:   𝑥,𝑦,𝐴

Proof of Theorem axcnre
Dummy variables 𝑧 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-c 8186 . 2 ℂ = (R × R)
2 eqeq1 2245 . . 3 (⟨𝑧, 𝑤⟩ = 𝐴 → (⟨𝑧, 𝑤⟩ = (𝑥 + (i · 𝑦)) ↔ 𝐴 = (𝑥 + (i · 𝑦))))
322rexbidv 2575 . 2 (⟨𝑧, 𝑤⟩ = 𝐴 → (∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ ⟨𝑧, 𝑤⟩ = (𝑥 + (i · 𝑦)) ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝐴 = (𝑥 + (i · 𝑦))))
4 opelreal 8195 . . . . . 6 (⟨𝑧, 0R⟩ ∈ ℝ ↔ 𝑧 ∈ R)
5 opelreal 8195 . . . . . 6 (⟨𝑤, 0R⟩ ∈ ℝ ↔ 𝑤 ∈ R)
64, 5anbi12i 464 . . . . 5 ((⟨𝑧, 0R⟩ ∈ ℝ ∧ ⟨𝑤, 0R⟩ ∈ ℝ) ↔ (𝑧 ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R))
76biimpri 133 . . . 4 ((𝑧 ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R) → (⟨𝑧, 0R⟩ ∈ ℝ ∧ ⟨𝑤, 0R⟩ ∈ ℝ))
8 df-i 8189 . . . . . . . . 9 i = ⟨0R, 1R⟩
98oveq1i 6095 . . . . . . . 8 (i · ⟨𝑤, 0R⟩) = (⟨0R, 1R⟩ · ⟨𝑤, 0R⟩)
10 0r 8118 . . . . . . . . . 10 0R ∈ R
11 1sr 8119 . . . . . . . . . . 11 1R ∈ R
12 mulcnsr 8203 . . . . . . . . . . 11 (((0R ∈ R ∧ 1R ∈ R) ∧ (𝑤 ∈ R ∧ 0R ∈ R)) → (⟨0R, 1R⟩ · ⟨𝑤, 0R⟩) = ⟨((0R ·R 𝑤) +R (-1R ·R (1R ·R 0R))), ((1R ·R 𝑤) +R (0R ·R 0R))⟩)
1310, 11, 12mpanl12 440 . . . . . . . . . 10 ((𝑤 ∈ R ∧ 0R ∈ R) → (⟨0R, 1R⟩ · ⟨𝑤, 0R⟩) = ⟨((0R ·R 𝑤) +R (-1R ·R (1R ·R 0R))), ((1R ·R 𝑤) +R (0R ·R 0R))⟩)
1410, 13mpan2 429 . . . . . . . . 9 (𝑤 ∈ R → (⟨0R, 1R⟩ · ⟨𝑤, 0R⟩) = ⟨((0R ·R 𝑤) +R (-1R ·R (1R ·R 0R))), ((1R ·R 𝑤) +R (0R ·R 0R))⟩)
15 mulcomsrg 8125 . . . . . . . . . . . . . 14 ((0R ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R) → (0R ·R 𝑤) = (𝑤 ·R 0R))
1610, 15mpan 428 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 ∈ R → (0R ·R 𝑤) = (𝑤 ·R 0R))
17 00sr 8137 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 ∈ R → (𝑤 ·R 0R) = 0R)
1816, 17eqtrd 2271 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 ∈ R → (0R ·R 𝑤) = 0R)
1918oveq1d 6100 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 ∈ R → ((0R ·R 𝑤) +R (-1R ·R (1R ·R 0R))) = (0R +R (-1R ·R (1R ·R 0R))))
20 00sr 8137 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (1R ∈ R → (1R ·R 0R) = 0R)
2111, 20ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1R ·R 0R) = 0R
2221oveq2i 6096 . . . . . . . . . . . . . 14 (-1R ·R (1R ·R 0R)) = (-1R ·R 0R)
23 m1r 8120 . . . . . . . . . . . . . . 15 -1R ∈ R
24 00sr 8137 . . . . . . . . . . . . . . 15 (-1R ∈ R → (-1R ·R 0R) = 0R)
2523, 24ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 (-1R ·R 0R) = 0R
2622, 25eqtri 2259 . . . . . . . . . . . . 13 (-1R ·R (1R ·R 0R)) = 0R
2726oveq2i 6096 . . . . . . . . . . . 12 (0R +R (-1R ·R (1R ·R 0R))) = (0R +R 0R)
28 0idsr 8135 . . . . . . . . . . . . 13 (0R ∈ R → (0R +R 0R) = 0R)
2910, 28ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (0R +R 0R) = 0R
3027, 29eqtri 2259 . . . . . . . . . . 11 (0R +R (-1R ·R (1R ·R 0R))) = 0R
3119, 30eqtrdi 2287 . . . . . . . . . 10 (𝑤 ∈ R → ((0R ·R 𝑤) +R (-1R ·R (1R ·R 0R))) = 0R)
32 mulcomsrg 8125 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1R ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R) → (1R ·R 𝑤) = (𝑤 ·R 1R))
3311, 32mpan 428 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 ∈ R → (1R ·R 𝑤) = (𝑤 ·R 1R))
34 1idsr 8136 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 ∈ R → (𝑤 ·R 1R) = 𝑤)
3533, 34eqtrd 2271 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 ∈ R → (1R ·R 𝑤) = 𝑤)
3635oveq1d 6100 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 ∈ R → ((1R ·R 𝑤) +R (0R ·R 0R)) = (𝑤 +R (0R ·R 0R)))
37 00sr 8137 . . . . . . . . . . . . . 14 (0R ∈ R → (0R ·R 0R) = 0R)
3810, 37ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (0R ·R 0R) = 0R
3938oveq2i 6096 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 +R (0R ·R 0R)) = (𝑤 +R 0R)
40 0idsr 8135 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 ∈ R → (𝑤 +R 0R) = 𝑤)
4139, 40eqtrid 2283 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 ∈ R → (𝑤 +R (0R ·R 0R)) = 𝑤)
4236, 41eqtrd 2271 . . . . . . . . . 10 (𝑤 ∈ R → ((1R ·R 𝑤) +R (0R ·R 0R)) = 𝑤)
4331, 42opeq12d 3912 . . . . . . . . 9 (𝑤 ∈ R → ⟨((0R ·R 𝑤) +R (-1R ·R (1R ·R 0R))), ((1R ·R 𝑤) +R (0R ·R 0R))⟩ = ⟨0R, 𝑤⟩)
4414, 43eqtrd 2271 . . . . . . . 8 (𝑤 ∈ R → (⟨0R, 1R⟩ · ⟨𝑤, 0R⟩) = ⟨0R, 𝑤⟩)
459, 44eqtrid 2283 . . . . . . 7 (𝑤 ∈ R → (i · ⟨𝑤, 0R⟩) = ⟨0R, 𝑤⟩)
4645oveq2d 6101 . . . . . 6 (𝑤 ∈ R → (⟨𝑧, 0R⟩ + (i · ⟨𝑤, 0R⟩)) = (⟨𝑧, 0R⟩ + ⟨0R, 𝑤⟩))
4746adantl 277 . . . . 5 ((𝑧 ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R) → (⟨𝑧, 0R⟩ + (i · ⟨𝑤, 0R⟩)) = (⟨𝑧, 0R⟩ + ⟨0R, 𝑤⟩))
48 addcnsr 8202 . . . . . . 7 (((𝑧 ∈ R ∧ 0R ∈ R) ∧ (0R ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R)) → (⟨𝑧, 0R⟩ + ⟨0R, 𝑤⟩) = ⟨(𝑧 +R 0R), (0R +R 𝑤)⟩)
4910, 48mpanl2 439 . . . . . 6 ((𝑧 ∈ R ∧ (0R ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R)) → (⟨𝑧, 0R⟩ + ⟨0R, 𝑤⟩) = ⟨(𝑧 +R 0R), (0R +R 𝑤)⟩)
5010, 49mpanr1 441 . . . . 5 ((𝑧 ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R) → (⟨𝑧, 0R⟩ + ⟨0R, 𝑤⟩) = ⟨(𝑧 +R 0R), (0R +R 𝑤)⟩)
51 0idsr 8135 . . . . . 6 (𝑧 ∈ R → (𝑧 +R 0R) = 𝑧)
52 addcomsrg 8123 . . . . . . . 8 ((0R ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R) → (0R +R 𝑤) = (𝑤 +R 0R))
5310, 52mpan 428 . . . . . . 7 (𝑤 ∈ R → (0R +R 𝑤) = (𝑤 +R 0R))
5453, 40eqtrd 2271 . . . . . 6 (𝑤 ∈ R → (0R +R 𝑤) = 𝑤)
55 opeq12 3906 . . . . . 6 (((𝑧 +R 0R) = 𝑧 ∧ (0R +R 𝑤) = 𝑤) → ⟨(𝑧 +R 0R), (0R +R 𝑤)⟩ = ⟨𝑧, 𝑤⟩)
5651, 54, 55syl2an 289 . . . . 5 ((𝑧 ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R) → ⟨(𝑧 +R 0R), (0R +R 𝑤)⟩ = ⟨𝑧, 𝑤⟩)
5747, 50, 563eqtrrd 2276 . . . 4 ((𝑧 ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R) → ⟨𝑧, 𝑤⟩ = (⟨𝑧, 0R⟩ + (i · ⟨𝑤, 0R⟩)))
58 vex 2824 . . . . . 6 𝑧 ∈ V
59 opexg 4368 . . . . . 6 ((𝑧 ∈ V ∧ 0R ∈ R) → ⟨𝑧, 0R⟩ ∈ V)
6058, 10, 59mp2an 430 . . . . 5 ⟨𝑧, 0R⟩ ∈ V
61 vex 2824 . . . . . 6 𝑤 ∈ V
62 opexg 4368 . . . . . 6 ((𝑤 ∈ V ∧ 0R ∈ R) → ⟨𝑤, 0R⟩ ∈ V)
6361, 10, 62mp2an 430 . . . . 5 ⟨𝑤, 0R⟩ ∈ V
64 eleq1 2301 . . . . . . 7 (𝑥 = ⟨𝑧, 0R⟩ → (𝑥 ∈ ℝ ↔ ⟨𝑧, 0R⟩ ∈ ℝ))
65 eleq1 2301 . . . . . . 7 (𝑦 = ⟨𝑤, 0R⟩ → (𝑦 ∈ ℝ ↔ ⟨𝑤, 0R⟩ ∈ ℝ))
6664, 65bi2anan9 614 . . . . . 6 ((𝑥 = ⟨𝑧, 0R⟩ ∧ 𝑦 = ⟨𝑤, 0R⟩) → ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ↔ (⟨𝑧, 0R⟩ ∈ ℝ ∧ ⟨𝑤, 0R⟩ ∈ ℝ)))
67 oveq1 6092 . . . . . . . 8 (𝑥 = ⟨𝑧, 0R⟩ → (𝑥 + (i · 𝑦)) = (⟨𝑧, 0R⟩ + (i · 𝑦)))
68 oveq2 6093 . . . . . . . . 9 (𝑦 = ⟨𝑤, 0R⟩ → (i · 𝑦) = (i · ⟨𝑤, 0R⟩))
6968oveq2d 6101 . . . . . . . 8 (𝑦 = ⟨𝑤, 0R⟩ → (⟨𝑧, 0R⟩ + (i · 𝑦)) = (⟨𝑧, 0R⟩ + (i · ⟨𝑤, 0R⟩)))
7067, 69sylan9eq 2291 . . . . . . 7 ((𝑥 = ⟨𝑧, 0R⟩ ∧ 𝑦 = ⟨𝑤, 0R⟩) → (𝑥 + (i · 𝑦)) = (⟨𝑧, 0R⟩ + (i · ⟨𝑤, 0R⟩)))
7170eqeq2d 2250 . . . . . 6 ((𝑥 = ⟨𝑧, 0R⟩ ∧ 𝑦 = ⟨𝑤, 0R⟩) → (⟨𝑧, 𝑤⟩ = (𝑥 + (i · 𝑦)) ↔ ⟨𝑧, 𝑤⟩ = (⟨𝑧, 0R⟩ + (i · ⟨𝑤, 0R⟩))))
7266, 71anbi12d 477 . . . . 5 ((𝑥 = ⟨𝑧, 0R⟩ ∧ 𝑦 = ⟨𝑤, 0R⟩) → (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ⟨𝑧, 𝑤⟩ = (𝑥 + (i · 𝑦))) ↔ ((⟨𝑧, 0R⟩ ∈ ℝ ∧ ⟨𝑤, 0R⟩ ∈ ℝ) ∧ ⟨𝑧, 𝑤⟩ = (⟨𝑧, 0R⟩ + (i · ⟨𝑤, 0R⟩)))))
7360, 63, 72spc2ev 2921 . . . 4 (((⟨𝑧, 0R⟩ ∈ ℝ ∧ ⟨𝑤, 0R⟩ ∈ ℝ) ∧ ⟨𝑧, 𝑤⟩ = (⟨𝑧, 0R⟩ + (i · ⟨𝑤, 0R⟩))) → ∃𝑥∃𝑦((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ⟨𝑧, 𝑤⟩ = (𝑥 + (i · 𝑦))))
747, 57, 73syl2anc 415 . . 3 ((𝑧 ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R) → ∃𝑥∃𝑦((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ⟨𝑧, 𝑤⟩ = (𝑥 + (i · 𝑦))))
75 r2ex 2570 . . 3 (∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ ⟨𝑧, 𝑤⟩ = (𝑥 + (i · 𝑦)) ↔ ∃𝑥∃𝑦((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ⟨𝑧, 𝑤⟩ = (𝑥 + (i · 𝑦))))
7674, 75sylibr 134 . 2 ((𝑧 ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ ⟨𝑧, 𝑤⟩ = (𝑥 + (i · 𝑦)))
771, 3, 76optocl 4851 1 (𝐴 ∈ ℂ → ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝐴 = (𝑥 + (i · 𝑦)))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1402  ∃wex 1545   ∈ wcel 2209  ∃wrex 2529  Vcvv 2821  ⟨cop 3712  (class class class)co 6085  Rcnr 7665  0Rc0r 7666  1Rc1r 7667  -1Rcm1r 7668   +R cplr 7669   ·R cmr 7670  ℂcc 8178  ℝcr 8179  ici 8182   + caddc 8183   · cmul 8185
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  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-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4246  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-iinf 4735
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-tr 4230  df-eprel 4434  df-id 4438  df-po 4441  df-iso 4442  df-iord 4511  df-on 4513  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-1st 6374  df-2nd 6375  df-recs 6576  df-irdg 6641  df-1o 6687  df-2o 6688  df-oadd 6691  df-omul 6692  df-er 6807  df-ec 6809  df-qs 6813  df-ni 7672  df-pli 7673  df-mi 7674  df-lti 7675  df-plpq 7712  df-mpq 7713  df-enq 7715  df-nqqs 7716  df-plqqs 7717  df-mqqs 7718  df-1nqqs 7719  df-rq 7720  df-ltnqqs 7721  df-enq0 7792  df-nq0 7793  df-0nq0 7794  df-plq0 7795  df-mq0 7796  df-inp 7834  df-i1p 7835  df-iplp 7836  df-imp 7837  df-enr 8094  df-nr 8095  df-plr 8096  df-mr 8097  df-0r 8099  df-1r 8100  df-m1r 8101  df-c 8186  df-i 8189  df-r 8190  df-add 8191  df-mul 8192
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator