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

Theorem 1cubrlem 26346
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 12326 . . . 4 -1 ∈ β„‚
2 neg1ne0 12328 . . . 4 -1 β‰  0
3 2re 12286 . . . . . 6 2 ∈ ℝ
4 3nn 12291 . . . . . 6 3 ∈ β„•
5 nndivre 12253 . . . . . 6 ((2 ∈ ℝ ∧ 3 ∈ β„•) β†’ (2 / 3) ∈ ℝ)
63, 4, 5mp2an 691 . . . . 5 (2 / 3) ∈ ℝ
76recni 11228 . . . 4 (2 / 3) ∈ β„‚
8 cxpef 26173 . . . 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 26097 . . . . . 6 (logβ€˜-1) = (i Β· Ο€)
1110oveq2i 7420 . . . . 5 ((2 / 3) Β· (logβ€˜-1)) = ((2 / 3) Β· (i Β· Ο€))
12 ax-icn 11169 . . . . . 6 i ∈ β„‚
13 pire 25968 . . . . . . 7 Ο€ ∈ ℝ
1413recni 11228 . . . . . 6 Ο€ ∈ β„‚
157, 12, 14mul12i 11409 . . . . 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 6895 . . 3 (expβ€˜((2 / 3) Β· (logβ€˜-1))) = (expβ€˜(i Β· ((2 / 3) Β· Ο€)))
18 6nn 12301 . . . . . . . . 9 6 ∈ β„•
19 nndivre 12253 . . . . . . . . 9 ((Ο€ ∈ ℝ ∧ 6 ∈ β„•) β†’ (Ο€ / 6) ∈ ℝ)
2013, 18, 19mp2an 691 . . . . . . . 8 (Ο€ / 6) ∈ ℝ
2120recni 11228 . . . . . . 7 (Ο€ / 6) ∈ β„‚
22 coshalfpip 26004 . . . . . . 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 12287 . . . . . . . . . 10 2 ∈ β„‚
25 2ne0 12316 . . . . . . . . . 10 2 β‰  0
26 divrec2 11889 . . . . . . . . . 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 12303 . . . . . . . . . 10 6 ∈ β„‚
2918nnne0i 12252 . . . . . . . . . 10 6 β‰  0
30 divrec2 11889 . . . . . . . . . 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 7421 . . . . . . . 8 ((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6)) = (((1 / 2) Β· Ο€) + ((1 / 6) Β· Ο€))
3324, 25reccli 11944 . . . . . . . . 9 (1 / 2) ∈ β„‚
3428, 29reccli 11944 . . . . . . . . 9 (1 / 6) ∈ β„‚
3533, 34, 14adddiri 11227 . . . . . . . 8 (((1 / 2) + (1 / 6)) Β· Ο€) = (((1 / 2) Β· Ο€) + ((1 / 6) Β· Ο€))
36 halfpm6th 12433 . . . . . . . . . 10 (((1 / 2) βˆ’ (1 / 6)) = (1 / 3) ∧ ((1 / 2) + (1 / 6)) = (2 / 3))
3736simpri 487 . . . . . . . . 9 ((1 / 2) + (1 / 6)) = (2 / 3)
3837oveq1i 7419 . . . . . . . 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 6895 . . . . . 6 (cosβ€˜((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6))) = (cosβ€˜((2 / 3) Β· Ο€))
41 sincos6thpi 26025 . . . . . . . . 9 ((sinβ€˜(Ο€ / 6)) = (1 / 2) ∧ (cosβ€˜(Ο€ / 6)) = ((βˆšβ€˜3) / 2))
4241simpli 485 . . . . . . . 8 (sinβ€˜(Ο€ / 6)) = (1 / 2)
4342negeqi 11453 . . . . . . 7 -(sinβ€˜(Ο€ / 6)) = -(1 / 2)
44 ax-1cn 11168 . . . . . . . 8 1 ∈ β„‚
45 divneg 11906 . . . . . . . 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 26002 . . . . . . . . 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 6895 . . . . . . . 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 7420 . . . . . 6 (i Β· (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€))) = (i Β· ((βˆšβ€˜3) / 2))
55 3re 12292 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℝ
56 3nn0 12490 . . . . . . . . . 10 3 ∈ β„•0
5756nn0ge0i 12499 . . . . . . . . 9 0 ≀ 3
58 resqrtcl 15200 . . . . . . . . 9 ((3 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 3) β†’ (βˆšβ€˜3) ∈ ℝ)
5955, 57, 58mp2an 691 . . . . . . . 8 (βˆšβ€˜3) ∈ ℝ
6059recni 11228 . . . . . . 7 (βˆšβ€˜3) ∈ β„‚
6112, 60, 24, 25divassi 11970 . . . . . 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 7421 . . . 4 ((cosβ€˜((2 / 3) Β· Ο€)) + (i Β· (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€)))) = ((-1 / 2) + ((i Β· (βˆšβ€˜3)) / 2))
647, 14mulcli 11221 . . . . 5 ((2 / 3) Β· Ο€) ∈ β„‚
65 efival 16095 . . . . 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 11221 . . . . 5 (i Β· (βˆšβ€˜3)) ∈ β„‚
681, 67, 24, 25divdiri 11971 . . . 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 12592 . . . 4 1 ∈ β„€
72 root1cj 26264 . . . 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 26182 . . . . . . . 8 ((-1 ∈ β„‚ ∧ (2 / 3) ∈ β„‚) β†’ (-1↑𝑐(2 / 3)) ∈ β„‚)
751, 7, 74mp2an 691 . . . . . . 7 (-1↑𝑐(2 / 3)) ∈ β„‚
76 exp1 14033 . . . . . . 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 6895 . . . 4 (βˆ—β€˜((-1↑𝑐(2 / 3))↑1)) = (βˆ—β€˜((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2))
801, 67addcli 11220 . . . . . 6 (-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) ∈ β„‚
8180, 24cjdivi 15138 . . . . 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 15135 . . . . . 6 (βˆ—β€˜(-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3)))) = ((βˆ—β€˜-1) + (βˆ—β€˜(i Β· (βˆšβ€˜3))))
84 neg1rr 12327 . . . . . . . 8 -1 ∈ ℝ
85 cjre 15086 . . . . . . . 8 (-1 ∈ ℝ β†’ (βˆ—β€˜-1) = -1)
8684, 85ax-mp 5 . . . . . . 7 (βˆ—β€˜-1) = -1
8712, 60cjmuli 15136 . . . . . . . 8 (βˆ—β€˜(i Β· (βˆšβ€˜3))) = ((βˆ—β€˜i) Β· (βˆ—β€˜(βˆšβ€˜3)))
88 cji 15106 . . . . . . . . 9 (βˆ—β€˜i) = -i
89 cjre 15086 . . . . . . . . . 10 ((βˆšβ€˜3) ∈ ℝ β†’ (βˆ—β€˜(βˆšβ€˜3)) = (βˆšβ€˜3))
9059, 89ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (βˆ—β€˜(βˆšβ€˜3)) = (βˆšβ€˜3)
9188, 90oveq12i 7421 . . . . . . . 8 ((βˆ—β€˜i) Β· (βˆ—β€˜(βˆšβ€˜3))) = (-i Β· (βˆšβ€˜3))
9212, 60mulneg1i 11660 . . . . . . . 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 7421 . . . . . 6 ((βˆ—β€˜-1) + (βˆ—β€˜(i Β· (βˆšβ€˜3)))) = (-1 + -(i Β· (βˆšβ€˜3)))
951, 67negsubi 11538 . . . . . 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 15086 . . . . . 6 (2 ∈ ℝ β†’ (βˆ—β€˜2) = 2)
983, 97ax-mp 5 . . . . 5 (βˆ—β€˜2) = 2
9996, 98oveq12i 7421 . . . 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 12340 . . . 4 (3 βˆ’ 1) = 2
102101oveq2i 7420 . . 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 5149  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  β„‚cc 11108  β„cr 11109  0cc0 11110  1c1 11111  ici 11112   + caddc 11113   Β· cmul 11115   ≀ cle 11249   βˆ’ cmin 11444  -cneg 11445   / cdiv 11871  β„•cn 12212  2c2 12267  3c3 12268  6c6 12271  β„€cz 12558  β†‘cexp 14027  βˆ—ccj 15043  βˆšcsqrt 15180  expce 16005  sincsin 16007  cosccos 16008  Ο€cpi 16010  logclog 26063  β†‘𝑐ccxp 26064
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 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-inf2 9636  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188  ax-addf 11189  ax-mulf 11190
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 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-iin 5001  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-se 5633  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-isom 6553  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-of 7670  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-supp 8147  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-2o 8467  df-er 8703  df-map 8822  df-pm 8823  df-ixp 8892  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-fsupp 9362  df-fi 9406  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9505  df-card 9934  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-4 12277  df-5 12278  df-6 12279  df-7 12280  df-8 12281  df-9 12282  df-n0 12473  df-z 12559  df-dec 12678  df-uz 12823  df-q 12933  df-rp 12975  df-xneg 13092  df-xadd 13093  df-xmul 13094  df-ioo 13328  df-ioc 13329  df-ico 13330  df-icc 13331  df-fz 13485  df-fzo 13628  df-fl 13757  df-mod 13835  df-seq 13967  df-exp 14028  df-fac 14234  df-bc 14263  df-hash 14291  df-shft 15014  df-cj 15046  df-re 15047  df-im 15048  df-sqrt 15182  df-abs 15183  df-limsup 15415  df-clim 15432  df-rlim 15433  df-sum 15633  df-ef 16011  df-sin 16013  df-cos 16014  df-pi 16016  df-struct 17080  df-sets 17097  df-slot 17115  df-ndx 17127  df-base 17145  df-ress 17174  df-plusg 17210  df-mulr 17211  df-starv 17212  df-sca 17213  df-vsca 17214  df-ip 17215  df-tset 17216  df-ple 17217  df-ds 17219  df-unif 17220  df-hom 17221  df-cco 17222  df-rest 17368  df-topn 17369  df-0g 17387  df-gsum 17388  df-topgen 17389  df-pt 17390  df-prds 17393  df-xrs 17448  df-qtop 17453  df-imas 17454  df-xps 17456  df-mre 17530  df-mrc 17531  df-acs 17533  df-mgm 18561  df-sgrp 18610  df-mnd 18626  df-submnd 18672  df-mulg 18951  df-cntz 19181  df-cmn 19650  df-psmet 20936  df-xmet 20937  df-met 20938  df-bl 20939  df-mopn 20940  df-fbas 20941  df-fg 20942  df-cnfld 20945  df-top 22396  df-topon 22413  df-topsp 22435  df-bases 22449  df-cld 22523  df-ntr 22524  df-cls 22525  df-nei 22602  df-lp 22640  df-perf 22641  df-cn 22731  df-cnp 22732  df-haus 22819  df-tx 23066  df-hmeo 23259  df-fil 23350  df-fm 23442  df-flim 23443  df-flf 23444  df-xms 23826  df-ms 23827  df-tms 23828  df-cncf 24394  df-limc 25383  df-dv 25384  df-log 26065  df-cxp 26066
This theorem is referenced by:  1cubr  26347
  Copyright terms: Public domain W3C validator