MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  1cubrlem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 1cubrlem 26336
Description: The cube roots of unity. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Apr-2015.)
Assertion
Ref Expression
1cubrlem ((-1↑𝑐(2 / 3)) = ((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2) ∧ ((-1↑𝑐(2 / 3))↑2) = ((-1 βˆ’ (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2))

Proof of Theorem 1cubrlem
StepHypRef Expression
1 neg1cn 12323 . . . 4 -1 ∈ β„‚
2 neg1ne0 12325 . . . 4 -1 β‰  0
3 2re 12283 . . . . . 6 2 ∈ ℝ
4 3nn 12288 . . . . . 6 3 ∈ β„•
5 nndivre 12250 . . . . . 6 ((2 ∈ ℝ ∧ 3 ∈ β„•) β†’ (2 / 3) ∈ ℝ)
63, 4, 5mp2an 691 . . . . 5 (2 / 3) ∈ ℝ
76recni 11225 . . . 4 (2 / 3) ∈ β„‚
8 cxpef 26165 . . . 4 ((-1 ∈ β„‚ ∧ -1 β‰  0 ∧ (2 / 3) ∈ β„‚) β†’ (-1↑𝑐(2 / 3)) = (expβ€˜((2 / 3) Β· (logβ€˜-1))))
91, 2, 7, 8mp3an 1462 . . 3 (-1↑𝑐(2 / 3)) = (expβ€˜((2 / 3) Β· (logβ€˜-1)))
10 logm1 26089 . . . . . 6 (logβ€˜-1) = (i Β· Ο€)
1110oveq2i 7417 . . . . 5 ((2 / 3) Β· (logβ€˜-1)) = ((2 / 3) Β· (i Β· Ο€))
12 ax-icn 11166 . . . . . 6 i ∈ β„‚
13 pire 25960 . . . . . . 7 Ο€ ∈ ℝ
1413recni 11225 . . . . . 6 Ο€ ∈ β„‚
157, 12, 14mul12i 11406 . . . . 5 ((2 / 3) Β· (i Β· Ο€)) = (i Β· ((2 / 3) Β· Ο€))
1611, 15eqtri 2761 . . . 4 ((2 / 3) Β· (logβ€˜-1)) = (i Β· ((2 / 3) Β· Ο€))
1716fveq2i 6892 . . 3 (expβ€˜((2 / 3) Β· (logβ€˜-1))) = (expβ€˜(i Β· ((2 / 3) Β· Ο€)))
18 6nn 12298 . . . . . . . . 9 6 ∈ β„•
19 nndivre 12250 . . . . . . . . 9 ((Ο€ ∈ ℝ ∧ 6 ∈ β„•) β†’ (Ο€ / 6) ∈ ℝ)
2013, 18, 19mp2an 691 . . . . . . . 8 (Ο€ / 6) ∈ ℝ
2120recni 11225 . . . . . . 7 (Ο€ / 6) ∈ β„‚
22 coshalfpip 25996 . . . . . . 7 ((Ο€ / 6) ∈ β„‚ β†’ (cosβ€˜((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6))) = -(sinβ€˜(Ο€ / 6)))
2321, 22ax-mp 5 . . . . . 6 (cosβ€˜((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6))) = -(sinβ€˜(Ο€ / 6))
24 2cn 12284 . . . . . . . . . 10 2 ∈ β„‚
25 2ne0 12313 . . . . . . . . . 10 2 β‰  0
26 divrec2 11886 . . . . . . . . . 10 ((Ο€ ∈ β„‚ ∧ 2 ∈ β„‚ ∧ 2 β‰  0) β†’ (Ο€ / 2) = ((1 / 2) Β· Ο€))
2714, 24, 25, 26mp3an 1462 . . . . . . . . 9 (Ο€ / 2) = ((1 / 2) Β· Ο€)
28 6cn 12300 . . . . . . . . . 10 6 ∈ β„‚
2918nnne0i 12249 . . . . . . . . . 10 6 β‰  0
30 divrec2 11886 . . . . . . . . . 10 ((Ο€ ∈ β„‚ ∧ 6 ∈ β„‚ ∧ 6 β‰  0) β†’ (Ο€ / 6) = ((1 / 6) Β· Ο€))
3114, 28, 29, 30mp3an 1462 . . . . . . . . 9 (Ο€ / 6) = ((1 / 6) Β· Ο€)
3227, 31oveq12i 7418 . . . . . . . 8 ((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6)) = (((1 / 2) Β· Ο€) + ((1 / 6) Β· Ο€))
3324, 25reccli 11941 . . . . . . . . 9 (1 / 2) ∈ β„‚
3428, 29reccli 11941 . . . . . . . . 9 (1 / 6) ∈ β„‚
3533, 34, 14adddiri 11224 . . . . . . . 8 (((1 / 2) + (1 / 6)) Β· Ο€) = (((1 / 2) Β· Ο€) + ((1 / 6) Β· Ο€))
36 halfpm6th 12430 . . . . . . . . . 10 (((1 / 2) βˆ’ (1 / 6)) = (1 / 3) ∧ ((1 / 2) + (1 / 6)) = (2 / 3))
3736simpri 487 . . . . . . . . 9 ((1 / 2) + (1 / 6)) = (2 / 3)
3837oveq1i 7416 . . . . . . . 8 (((1 / 2) + (1 / 6)) Β· Ο€) = ((2 / 3) Β· Ο€)
3932, 35, 383eqtr2i 2767 . . . . . . 7 ((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6)) = ((2 / 3) Β· Ο€)
4039fveq2i 6892 . . . . . 6 (cosβ€˜((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6))) = (cosβ€˜((2 / 3) Β· Ο€))
41 sincos6thpi 26017 . . . . . . . . 9 ((sinβ€˜(Ο€ / 6)) = (1 / 2) ∧ (cosβ€˜(Ο€ / 6)) = ((βˆšβ€˜3) / 2))
4241simpli 485 . . . . . . . 8 (sinβ€˜(Ο€ / 6)) = (1 / 2)
4342negeqi 11450 . . . . . . 7 -(sinβ€˜(Ο€ / 6)) = -(1 / 2)
44 ax-1cn 11165 . . . . . . . 8 1 ∈ β„‚
45 divneg 11903 . . . . . . . 8 ((1 ∈ β„‚ ∧ 2 ∈ β„‚ ∧ 2 β‰  0) β†’ -(1 / 2) = (-1 / 2))
4644, 24, 25, 45mp3an 1462 . . . . . . 7 -(1 / 2) = (-1 / 2)
4743, 46eqtri 2761 . . . . . 6 -(sinβ€˜(Ο€ / 6)) = (-1 / 2)
4823, 40, 473eqtr3i 2769 . . . . 5 (cosβ€˜((2 / 3) Β· Ο€)) = (-1 / 2)
49 sinhalfpip 25994 . . . . . . . . 9 ((Ο€ / 6) ∈ β„‚ β†’ (sinβ€˜((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6))) = (cosβ€˜(Ο€ / 6)))
5021, 49ax-mp 5 . . . . . . . 8 (sinβ€˜((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6))) = (cosβ€˜(Ο€ / 6))
5139fveq2i 6892 . . . . . . . 8 (sinβ€˜((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6))) = (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€))
5241simpri 487 . . . . . . . 8 (cosβ€˜(Ο€ / 6)) = ((βˆšβ€˜3) / 2)
5350, 51, 523eqtr3i 2769 . . . . . . 7 (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€)) = ((βˆšβ€˜3) / 2)
5453oveq2i 7417 . . . . . 6 (i Β· (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€))) = (i Β· ((βˆšβ€˜3) / 2))
55 3re 12289 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℝ
56 3nn0 12487 . . . . . . . . . 10 3 ∈ β„•0
5756nn0ge0i 12496 . . . . . . . . 9 0 ≀ 3
58 resqrtcl 15197 . . . . . . . . 9 ((3 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 3) β†’ (βˆšβ€˜3) ∈ ℝ)
5955, 57, 58mp2an 691 . . . . . . . 8 (βˆšβ€˜3) ∈ ℝ
6059recni 11225 . . . . . . 7 (βˆšβ€˜3) ∈ β„‚
6112, 60, 24, 25divassi 11967 . . . . . 6 ((i Β· (βˆšβ€˜3)) / 2) = (i Β· ((βˆšβ€˜3) / 2))
6254, 61eqtr4i 2764 . . . . 5 (i Β· (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€))) = ((i Β· (βˆšβ€˜3)) / 2)
6348, 62oveq12i 7418 . . . 4 ((cosβ€˜((2 / 3) Β· Ο€)) + (i Β· (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€)))) = ((-1 / 2) + ((i Β· (βˆšβ€˜3)) / 2))
647, 14mulcli 11218 . . . . 5 ((2 / 3) Β· Ο€) ∈ β„‚
65 efival 16092 . . . . 5 (((2 / 3) Β· Ο€) ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜(i Β· ((2 / 3) Β· Ο€))) = ((cosβ€˜((2 / 3) Β· Ο€)) + (i Β· (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€)))))
6664, 65ax-mp 5 . . . 4 (expβ€˜(i Β· ((2 / 3) Β· Ο€))) = ((cosβ€˜((2 / 3) Β· Ο€)) + (i Β· (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€))))
6712, 60mulcli 11218 . . . . 5 (i Β· (βˆšβ€˜3)) ∈ β„‚
681, 67, 24, 25divdiri 11968 . . . 4 ((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2) = ((-1 / 2) + ((i Β· (βˆšβ€˜3)) / 2))
6963, 66, 683eqtr4i 2771 . . 3 (expβ€˜(i Β· ((2 / 3) Β· Ο€))) = ((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)
709, 17, 693eqtri 2765 . 2 (-1↑𝑐(2 / 3)) = ((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)
71 1z 12589 . . . 4 1 ∈ β„€
72 root1cj 26254 . . . 4 ((3 ∈ β„• ∧ 1 ∈ β„€) β†’ (βˆ—β€˜((-1↑𝑐(2 / 3))↑1)) = ((-1↑𝑐(2 / 3))↑(3 βˆ’ 1)))
734, 71, 72mp2an 691 . . 3 (βˆ—β€˜((-1↑𝑐(2 / 3))↑1)) = ((-1↑𝑐(2 / 3))↑(3 βˆ’ 1))
74 cxpcl 26174 . . . . . . . 8 ((-1 ∈ β„‚ ∧ (2 / 3) ∈ β„‚) β†’ (-1↑𝑐(2 / 3)) ∈ β„‚)
751, 7, 74mp2an 691 . . . . . . 7 (-1↑𝑐(2 / 3)) ∈ β„‚
76 exp1 14030 . . . . . . 7 ((-1↑𝑐(2 / 3)) ∈ β„‚ β†’ ((-1↑𝑐(2 / 3))↑1) = (-1↑𝑐(2 / 3)))
7775, 76ax-mp 5 . . . . . 6 ((-1↑𝑐(2 / 3))↑1) = (-1↑𝑐(2 / 3))
7877, 70eqtri 2761 . . . . 5 ((-1↑𝑐(2 / 3))↑1) = ((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)
7978fveq2i 6892 . . . 4 (βˆ—β€˜((-1↑𝑐(2 / 3))↑1)) = (βˆ—β€˜((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2))
801, 67addcli 11217 . . . . . 6 (-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) ∈ β„‚
8180, 24cjdivi 15135 . . . . 5 (2 β‰  0 β†’ (βˆ—β€˜((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)) = ((βˆ—β€˜(-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3)))) / (βˆ—β€˜2)))
8225, 81ax-mp 5 . . . 4 (βˆ—β€˜((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)) = ((βˆ—β€˜(-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3)))) / (βˆ—β€˜2))
831, 67cjaddi 15132 . . . . . 6 (βˆ—β€˜(-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3)))) = ((βˆ—β€˜-1) + (βˆ—β€˜(i Β· (βˆšβ€˜3))))
84 neg1rr 12324 . . . . . . . 8 -1 ∈ ℝ
85 cjre 15083 . . . . . . . 8 (-1 ∈ ℝ β†’ (βˆ—β€˜-1) = -1)
8684, 85ax-mp 5 . . . . . . 7 (βˆ—β€˜-1) = -1
8712, 60cjmuli 15133 . . . . . . . 8 (βˆ—β€˜(i Β· (βˆšβ€˜3))) = ((βˆ—β€˜i) Β· (βˆ—β€˜(βˆšβ€˜3)))
88 cji 15103 . . . . . . . . 9 (βˆ—β€˜i) = -i
89 cjre 15083 . . . . . . . . . 10 ((βˆšβ€˜3) ∈ ℝ β†’ (βˆ—β€˜(βˆšβ€˜3)) = (βˆšβ€˜3))
9059, 89ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (βˆ—β€˜(βˆšβ€˜3)) = (βˆšβ€˜3)
9188, 90oveq12i 7418 . . . . . . . 8 ((βˆ—β€˜i) Β· (βˆ—β€˜(βˆšβ€˜3))) = (-i Β· (βˆšβ€˜3))
9212, 60mulneg1i 11657 . . . . . . . 8 (-i Β· (βˆšβ€˜3)) = -(i Β· (βˆšβ€˜3))
9387, 91, 923eqtri 2765 . . . . . . 7 (βˆ—β€˜(i Β· (βˆšβ€˜3))) = -(i Β· (βˆšβ€˜3))
9486, 93oveq12i 7418 . . . . . 6 ((βˆ—β€˜-1) + (βˆ—β€˜(i Β· (βˆšβ€˜3)))) = (-1 + -(i Β· (βˆšβ€˜3)))
951, 67negsubi 11535 . . . . . 6 (-1 + -(i Β· (βˆšβ€˜3))) = (-1 βˆ’ (i Β· (βˆšβ€˜3)))
9683, 94, 953eqtri 2765 . . . . 5 (βˆ—β€˜(-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3)))) = (-1 βˆ’ (i Β· (βˆšβ€˜3)))
97 cjre 15083 . . . . . 6 (2 ∈ ℝ β†’ (βˆ—β€˜2) = 2)
983, 97ax-mp 5 . . . . 5 (βˆ—β€˜2) = 2
9996, 98oveq12i 7418 . . . 4 ((βˆ—β€˜(-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3)))) / (βˆ—β€˜2)) = ((-1 βˆ’ (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)
10079, 82, 993eqtri 2765 . . 3 (βˆ—β€˜((-1↑𝑐(2 / 3))↑1)) = ((-1 βˆ’ (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)
101 3m1e2 12337 . . . 4 (3 βˆ’ 1) = 2
102101oveq2i 7417 . . 3 ((-1↑𝑐(2 / 3))↑(3 βˆ’ 1)) = ((-1↑𝑐(2 / 3))↑2)
10373, 100, 1023eqtr3ri 2770 . 2 ((-1↑𝑐(2 / 3))↑2) = ((-1 βˆ’ (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)
10470, 103pm3.2i 472 1 ((-1↑𝑐(2 / 3)) = ((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2) ∧ ((-1↑𝑐(2 / 3))↑2) = ((-1 βˆ’ (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   ∧ wa 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   β‰  wne 2941   class class class wbr 5148  β€˜cfv 6541  (class class class)co 7406  β„‚cc 11105  β„cr 11106  0cc0 11107  1c1 11108  ici 11109   + caddc 11110   Β· cmul 11112   ≀ cle 11246   βˆ’ cmin 11441  -cneg 11442   / cdiv 11868  β„•cn 12209  2c2 12264  3c3 12265  6c6 12268  β„€cz 12555  β†‘cexp 14024  βˆ—ccj 15040  βˆšcsqrt 15177  expce 16002  sincsin 16004  cosccos 16005  Ο€cpi 16007  logclog 26055  β†‘𝑐ccxp 26056
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7722  ax-inf2 9633  ax-cnex 11163  ax-resscn 11164  ax-1cn 11165  ax-icn 11166  ax-addcl 11167  ax-addrcl 11168  ax-mulcl 11169  ax-mulrcl 11170  ax-mulcom 11171  ax-addass 11172  ax-mulass 11173  ax-distr 11174  ax-i2m1 11175  ax-1ne0 11176  ax-1rid 11177  ax-rnegex 11178  ax-rrecex 11179  ax-cnre 11180  ax-pre-lttri 11181  ax-pre-lttrn 11182  ax-pre-ltadd 11183  ax-pre-mulgt0 11184  ax-pre-sup 11185  ax-addf 11186  ax-mulf 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6298  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6493  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-isom 6550  df-riota 7362  df-ov 7409  df-oprab 7410  df-mpo 7411  df-of 7667  df-om 7853  df-1st 7972  df-2nd 7973  df-supp 8144  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8368  df-rdg 8407  df-1o 8463  df-2o 8464  df-er 8700  df-map 8819  df-pm 8820  df-ixp 8889  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-fin 8940  df-fsupp 9359  df-fi 9403  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9502  df-card 9931  df-pnf 11247  df-mnf 11248  df-xr 11249  df-ltxr 11250  df-le 11251  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11869  df-nn 12210  df-2 12272  df-3 12273  df-4 12274  df-5 12275  df-6 12276  df-7 12277  df-8 12278  df-9 12279  df-n0 12470  df-z 12556  df-dec 12675  df-uz 12820  df-q 12930  df-rp 12972  df-xneg 13089  df-xadd 13090  df-xmul 13091  df-ioo 13325  df-ioc 13326  df-ico 13327  df-icc 13328  df-fz 13482  df-fzo 13625  df-fl 13754  df-mod 13832  df-seq 13964  df-exp 14025  df-fac 14231  df-bc 14260  df-hash 14288  df-shft 15011  df-cj 15043  df-re 15044  df-im 15045  df-sqrt 15179  df-abs 15180  df-limsup 15412  df-clim 15429  df-rlim 15430  df-sum 15630  df-ef 16008  df-sin 16010  df-cos 16011  df-pi 16013  df-struct 17077  df-sets 17094  df-slot 17112  df-ndx 17124  df-base 17142  df-ress 17171  df-plusg 17207  df-mulr 17208  df-starv 17209  df-sca 17210  df-vsca 17211  df-ip 17212  df-tset 17213  df-ple 17214  df-ds 17216  df-unif 17217  df-hom 17218  df-cco 17219  df-rest 17365  df-topn 17366  df-0g 17384  df-gsum 17385  df-topgen 17386  df-pt 17387  df-prds 17390  df-xrs 17445  df-qtop 17450  df-imas 17451  df-xps 17453  df-mre 17527  df-mrc 17528  df-acs 17530  df-mgm 18558  df-sgrp 18607  df-mnd 18623  df-submnd 18669  df-mulg 18946  df-cntz 19176  df-cmn 19645  df-psmet 20929  df-xmet 20930  df-met 20931  df-bl 20932  df-mopn 20933  df-fbas 20934  df-fg 20935  df-cnfld 20938  df-top 22388  df-topon 22405  df-topsp 22427  df-bases 22441  df-cld 22515  df-ntr 22516  df-cls 22517  df-nei 22594  df-lp 22632  df-perf 22633  df-cn 22723  df-cnp 22724  df-haus 22811  df-tx 23058  df-hmeo 23251  df-fil 23342  df-fm 23434  df-flim 23435  df-flf 23436  df-xms 23818  df-ms 23819  df-tms 23820  df-cncf 24386  df-limc 25375  df-dv 25376  df-log 26057  df-cxp 26058
This theorem is referenced by:  1cubr  26337
  Copyright terms: Public domain W3C validator