Theorem cru 8675

Description: The representation of complex numbers in terms of real and imaginary parts is unique. Proposition 10-1.3 of [Gleason] p. 130. (Contributed by NM, 9-May-1999.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 27-May-2016.)

Assertion

Ref	Expression
cru	⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → ((𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷)) ↔ (𝐴 = 𝐶 ∧ 𝐵 = 𝐷)))

Proof of Theorem cru

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simplrl 535	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → 𝐶 ∈ ℝ)
2	1	recnd 8101	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → 𝐶 ∈ ℂ)
3		simplll 533	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → 𝐴 ∈ ℝ)
4	3	recnd 8101	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → 𝐴 ∈ ℂ)
5		simpr 110	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷)))
6		ax-icn 8020	. . . . . . . . . . 11 ⊢ i ∈ ℂ
7	6	a1i 9	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → i ∈ ℂ)
8		simpllr 534	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → 𝐵 ∈ ℝ)
9	8	recnd 8101	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → 𝐵 ∈ ℂ)
10	7, 9	mulcld 8093	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → (i · 𝐵) ∈ ℂ)
11		simplrr 536	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → 𝐷 ∈ ℝ)
12	11	recnd 8101	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → 𝐷 ∈ ℂ)
13	7, 12	mulcld 8093	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → (i · 𝐷) ∈ ℂ)
14	4, 10, 2, 13	addsubeq4d 8434	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → ((𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷)) ↔ (𝐶 − 𝐴) = ((i · 𝐵) − (i · 𝐷))))
15	5, 14	mpbid 147	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → (𝐶 − 𝐴) = ((i · 𝐵) − (i · 𝐷)))
16	8, 11	resubcld 8453	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → (𝐵 − 𝐷) ∈ ℝ)
17	7, 9, 12	subdid 8486	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → (i · (𝐵 − 𝐷)) = ((i · 𝐵) − (i · 𝐷)))
18	17, 15	eqtr4d 2241	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → (i · (𝐵 − 𝐷)) = (𝐶 − 𝐴))
19	1, 3	resubcld 8453	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → (𝐶 − 𝐴) ∈ ℝ)
20	18, 19	eqeltrd 2282	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → (i · (𝐵 − 𝐷)) ∈ ℝ)
21		rimul 8658	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐵 − 𝐷) ∈ ℝ ∧ (i · (𝐵 − 𝐷)) ∈ ℝ) → (𝐵 − 𝐷) = 0)
22	16, 20, 21	syl2anc 411	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → (𝐵 − 𝐷) = 0)
23	9, 12, 22	subeq0d 8391	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → 𝐵 = 𝐷)
24	23	oveq2d 5960	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → (i · 𝐵) = (i · 𝐷))
25	24	oveq1d 5959	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → ((i · 𝐵) − (i · 𝐷)) = ((i · 𝐷) − (i · 𝐷)))
26	13	subidd 8371	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → ((i · 𝐷) − (i · 𝐷)) = 0)
27	15, 25, 26	3eqtrd 2242	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → (𝐶 − 𝐴) = 0)
28	2, 4, 27	subeq0d 8391	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → 𝐶 = 𝐴)
29	28	eqcomd 2211	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → 𝐴 = 𝐶)
30	29, 23	jca 306	. . 3 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷))) → (𝐴 = 𝐶 ∧ 𝐵 = 𝐷))
31	30	ex 115	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → ((𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷)) → (𝐴 = 𝐶 ∧ 𝐵 = 𝐷)))
32		oveq2 5952	. . 3 ⊢ (𝐵 = 𝐷 → (i · 𝐵) = (i · 𝐷))
33		oveq12 5953	. . 3 ⊢ ((𝐴 = 𝐶 ∧ (i · 𝐵) = (i · 𝐷)) → (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷)))
34	32, 33	sylan2 286	. 2 ⊢ ((𝐴 = 𝐶 ∧ 𝐵 = 𝐷) → (𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷)))
35	31, 34	impbid1 142	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → ((𝐴 + (i · 𝐵)) = (𝐶 + (i · 𝐷)) ↔ (𝐴 = 𝐶 ∧ 𝐵 = 𝐷)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1373   ∈ wcel 2176  (class class class)co 5944  ℂcc 7923  ℝcr 7924  0cc0 7925  ici 7927   + caddc 7928   · cmul 7930   − cmin 8243

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 4162  ax-pow 4218  ax-pr 4253  ax-un 4480  ax-setind 4585  ax-cnex 8016  ax-resscn 8017  ax-1cn 8018  ax-1re 8019  ax-icn 8020  ax-addcl 8021  ax-addrcl 8022  ax-mulcl 8023  ax-mulrcl 8024  ax-addcom 8025  ax-mulcom 8026  ax-addass 8027  ax-mulass 8028  ax-distr 8029  ax-i2m1 8030  ax-0lt1 8031  ax-1rid 8032  ax-0id 8033  ax-rnegex 8034  ax-precex 8035  ax-cnre 8036  ax-pre-ltirr 8037  ax-pre-lttrn 8039  ax-pre-apti 8040  ax-pre-ltadd 8041  ax-pre-mulgt0 8042

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 4045  df-opab 4106  df-id 4340  df-xp 4681  df-rel 4682  df-cnv 4683  df-co 4684  df-dm 4685  df-iota 5232  df-fun 5273  df-fv 5279  df-riota 5899  df-ov 5947  df-oprab 5948  df-mpo 5949  df-pnf 8109  df-mnf 8110  df-ltxr 8112  df-sub 8245  df-neg 8246  df-reap 8648

This theorem is referenced by:  apreim  8676  apti  8695  creur  9032  creui  9033  cnref1o  9772  efieq  12046