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

Theorem 1cubrlem 26582
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 12330 . . . 4 -1 ∈ β„‚
2 neg1ne0 12332 . . . 4 -1 β‰  0
3 2re 12290 . . . . . 6 2 ∈ ℝ
4 3nn 12295 . . . . . 6 3 ∈ β„•
5 nndivre 12257 . . . . . 6 ((2 ∈ ℝ ∧ 3 ∈ β„•) β†’ (2 / 3) ∈ ℝ)
63, 4, 5mp2an 688 . . . . 5 (2 / 3) ∈ ℝ
76recni 11232 . . . 4 (2 / 3) ∈ β„‚
8 cxpef 26409 . . . 4 ((-1 ∈ β„‚ ∧ -1 β‰  0 ∧ (2 / 3) ∈ β„‚) β†’ (-1↑𝑐(2 / 3)) = (expβ€˜((2 / 3) Β· (logβ€˜-1))))
91, 2, 7, 8mp3an 1459 . . 3 (-1↑𝑐(2 / 3)) = (expβ€˜((2 / 3) Β· (logβ€˜-1)))
10 logm1 26333 . . . . . 6 (logβ€˜-1) = (i Β· Ο€)
1110oveq2i 7422 . . . . 5 ((2 / 3) Β· (logβ€˜-1)) = ((2 / 3) Β· (i Β· Ο€))
12 ax-icn 11171 . . . . . 6 i ∈ β„‚
13 pire 26204 . . . . . . 7 Ο€ ∈ ℝ
1413recni 11232 . . . . . 6 Ο€ ∈ β„‚
157, 12, 14mul12i 11413 . . . . 5 ((2 / 3) Β· (i Β· Ο€)) = (i Β· ((2 / 3) Β· Ο€))
1611, 15eqtri 2758 . . . 4 ((2 / 3) Β· (logβ€˜-1)) = (i Β· ((2 / 3) Β· Ο€))
1716fveq2i 6893 . . 3 (expβ€˜((2 / 3) Β· (logβ€˜-1))) = (expβ€˜(i Β· ((2 / 3) Β· Ο€)))
18 6nn 12305 . . . . . . . . 9 6 ∈ β„•
19 nndivre 12257 . . . . . . . . 9 ((Ο€ ∈ ℝ ∧ 6 ∈ β„•) β†’ (Ο€ / 6) ∈ ℝ)
2013, 18, 19mp2an 688 . . . . . . . 8 (Ο€ / 6) ∈ ℝ
2120recni 11232 . . . . . . 7 (Ο€ / 6) ∈ β„‚
22 coshalfpip 26240 . . . . . . 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 12291 . . . . . . . . . 10 2 ∈ β„‚
25 2ne0 12320 . . . . . . . . . 10 2 β‰  0
26 divrec2 11893 . . . . . . . . . 10 ((Ο€ ∈ β„‚ ∧ 2 ∈ β„‚ ∧ 2 β‰  0) β†’ (Ο€ / 2) = ((1 / 2) Β· Ο€))
2714, 24, 25, 26mp3an 1459 . . . . . . . . 9 (Ο€ / 2) = ((1 / 2) Β· Ο€)
28 6cn 12307 . . . . . . . . . 10 6 ∈ β„‚
2918nnne0i 12256 . . . . . . . . . 10 6 β‰  0
30 divrec2 11893 . . . . . . . . . 10 ((Ο€ ∈ β„‚ ∧ 6 ∈ β„‚ ∧ 6 β‰  0) β†’ (Ο€ / 6) = ((1 / 6) Β· Ο€))
3114, 28, 29, 30mp3an 1459 . . . . . . . . 9 (Ο€ / 6) = ((1 / 6) Β· Ο€)
3227, 31oveq12i 7423 . . . . . . . 8 ((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6)) = (((1 / 2) Β· Ο€) + ((1 / 6) Β· Ο€))
3324, 25reccli 11948 . . . . . . . . 9 (1 / 2) ∈ β„‚
3428, 29reccli 11948 . . . . . . . . 9 (1 / 6) ∈ β„‚
3533, 34, 14adddiri 11231 . . . . . . . 8 (((1 / 2) + (1 / 6)) Β· Ο€) = (((1 / 2) Β· Ο€) + ((1 / 6) Β· Ο€))
36 halfpm6th 12437 . . . . . . . . . 10 (((1 / 2) βˆ’ (1 / 6)) = (1 / 3) ∧ ((1 / 2) + (1 / 6)) = (2 / 3))
3736simpri 484 . . . . . . . . 9 ((1 / 2) + (1 / 6)) = (2 / 3)
3837oveq1i 7421 . . . . . . . 8 (((1 / 2) + (1 / 6)) Β· Ο€) = ((2 / 3) Β· Ο€)
3932, 35, 383eqtr2i 2764 . . . . . . 7 ((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6)) = ((2 / 3) Β· Ο€)
4039fveq2i 6893 . . . . . 6 (cosβ€˜((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6))) = (cosβ€˜((2 / 3) Β· Ο€))
41 sincos6thpi 26261 . . . . . . . . 9 ((sinβ€˜(Ο€ / 6)) = (1 / 2) ∧ (cosβ€˜(Ο€ / 6)) = ((βˆšβ€˜3) / 2))
4241simpli 482 . . . . . . . 8 (sinβ€˜(Ο€ / 6)) = (1 / 2)
4342negeqi 11457 . . . . . . 7 -(sinβ€˜(Ο€ / 6)) = -(1 / 2)
44 ax-1cn 11170 . . . . . . . 8 1 ∈ β„‚
45 divneg 11910 . . . . . . . 8 ((1 ∈ β„‚ ∧ 2 ∈ β„‚ ∧ 2 β‰  0) β†’ -(1 / 2) = (-1 / 2))
4644, 24, 25, 45mp3an 1459 . . . . . . 7 -(1 / 2) = (-1 / 2)
4743, 46eqtri 2758 . . . . . 6 -(sinβ€˜(Ο€ / 6)) = (-1 / 2)
4823, 40, 473eqtr3i 2766 . . . . 5 (cosβ€˜((2 / 3) Β· Ο€)) = (-1 / 2)
49 sinhalfpip 26238 . . . . . . . . 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 6893 . . . . . . . 8 (sinβ€˜((Ο€ / 2) + (Ο€ / 6))) = (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€))
5241simpri 484 . . . . . . . 8 (cosβ€˜(Ο€ / 6)) = ((βˆšβ€˜3) / 2)
5350, 51, 523eqtr3i 2766 . . . . . . 7 (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€)) = ((βˆšβ€˜3) / 2)
5453oveq2i 7422 . . . . . 6 (i Β· (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€))) = (i Β· ((βˆšβ€˜3) / 2))
55 3re 12296 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℝ
56 3nn0 12494 . . . . . . . . . 10 3 ∈ β„•0
5756nn0ge0i 12503 . . . . . . . . 9 0 ≀ 3
58 resqrtcl 15204 . . . . . . . . 9 ((3 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 3) β†’ (βˆšβ€˜3) ∈ ℝ)
5955, 57, 58mp2an 688 . . . . . . . 8 (βˆšβ€˜3) ∈ ℝ
6059recni 11232 . . . . . . 7 (βˆšβ€˜3) ∈ β„‚
6112, 60, 24, 25divassi 11974 . . . . . 6 ((i Β· (βˆšβ€˜3)) / 2) = (i Β· ((βˆšβ€˜3) / 2))
6254, 61eqtr4i 2761 . . . . 5 (i Β· (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€))) = ((i Β· (βˆšβ€˜3)) / 2)
6348, 62oveq12i 7423 . . . 4 ((cosβ€˜((2 / 3) Β· Ο€)) + (i Β· (sinβ€˜((2 / 3) Β· Ο€)))) = ((-1 / 2) + ((i Β· (βˆšβ€˜3)) / 2))
647, 14mulcli 11225 . . . . 5 ((2 / 3) Β· Ο€) ∈ β„‚
65 efival 16099 . . . . 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 11225 . . . . 5 (i Β· (βˆšβ€˜3)) ∈ β„‚
681, 67, 24, 25divdiri 11975 . . . 4 ((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2) = ((-1 / 2) + ((i Β· (βˆšβ€˜3)) / 2))
6963, 66, 683eqtr4i 2768 . . 3 (expβ€˜(i Β· ((2 / 3) Β· Ο€))) = ((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)
709, 17, 693eqtri 2762 . 2 (-1↑𝑐(2 / 3)) = ((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)
71 1z 12596 . . . 4 1 ∈ β„€
72 root1cj 26500 . . . 4 ((3 ∈ β„• ∧ 1 ∈ β„€) β†’ (βˆ—β€˜((-1↑𝑐(2 / 3))↑1)) = ((-1↑𝑐(2 / 3))↑(3 βˆ’ 1)))
734, 71, 72mp2an 688 . . 3 (βˆ—β€˜((-1↑𝑐(2 / 3))↑1)) = ((-1↑𝑐(2 / 3))↑(3 βˆ’ 1))
74 cxpcl 26418 . . . . . . . 8 ((-1 ∈ β„‚ ∧ (2 / 3) ∈ β„‚) β†’ (-1↑𝑐(2 / 3)) ∈ β„‚)
751, 7, 74mp2an 688 . . . . . . 7 (-1↑𝑐(2 / 3)) ∈ β„‚
76 exp1 14037 . . . . . . 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 2758 . . . . 5 ((-1↑𝑐(2 / 3))↑1) = ((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)
7978fveq2i 6893 . . . 4 (βˆ—β€˜((-1↑𝑐(2 / 3))↑1)) = (βˆ—β€˜((-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2))
801, 67addcli 11224 . . . . . 6 (-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3))) ∈ β„‚
8180, 24cjdivi 15142 . . . . 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 15139 . . . . . 6 (βˆ—β€˜(-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3)))) = ((βˆ—β€˜-1) + (βˆ—β€˜(i Β· (βˆšβ€˜3))))
84 neg1rr 12331 . . . . . . . 8 -1 ∈ ℝ
85 cjre 15090 . . . . . . . 8 (-1 ∈ ℝ β†’ (βˆ—β€˜-1) = -1)
8684, 85ax-mp 5 . . . . . . 7 (βˆ—β€˜-1) = -1
8712, 60cjmuli 15140 . . . . . . . 8 (βˆ—β€˜(i Β· (βˆšβ€˜3))) = ((βˆ—β€˜i) Β· (βˆ—β€˜(βˆšβ€˜3)))
88 cji 15110 . . . . . . . . 9 (βˆ—β€˜i) = -i
89 cjre 15090 . . . . . . . . . 10 ((βˆšβ€˜3) ∈ ℝ β†’ (βˆ—β€˜(βˆšβ€˜3)) = (βˆšβ€˜3))
9059, 89ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (βˆ—β€˜(βˆšβ€˜3)) = (βˆšβ€˜3)
9188, 90oveq12i 7423 . . . . . . . 8 ((βˆ—β€˜i) Β· (βˆ—β€˜(βˆšβ€˜3))) = (-i Β· (βˆšβ€˜3))
9212, 60mulneg1i 11664 . . . . . . . 8 (-i Β· (βˆšβ€˜3)) = -(i Β· (βˆšβ€˜3))
9387, 91, 923eqtri 2762 . . . . . . 7 (βˆ—β€˜(i Β· (βˆšβ€˜3))) = -(i Β· (βˆšβ€˜3))
9486, 93oveq12i 7423 . . . . . 6 ((βˆ—β€˜-1) + (βˆ—β€˜(i Β· (βˆšβ€˜3)))) = (-1 + -(i Β· (βˆšβ€˜3)))
951, 67negsubi 11542 . . . . . 6 (-1 + -(i Β· (βˆšβ€˜3))) = (-1 βˆ’ (i Β· (βˆšβ€˜3)))
9683, 94, 953eqtri 2762 . . . . 5 (βˆ—β€˜(-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3)))) = (-1 βˆ’ (i Β· (βˆšβ€˜3)))
97 cjre 15090 . . . . . 6 (2 ∈ ℝ β†’ (βˆ—β€˜2) = 2)
983, 97ax-mp 5 . . . . 5 (βˆ—β€˜2) = 2
9996, 98oveq12i 7423 . . . 4 ((βˆ—β€˜(-1 + (i Β· (βˆšβ€˜3)))) / (βˆ—β€˜2)) = ((-1 βˆ’ (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)
10079, 82, 993eqtri 2762 . . 3 (βˆ—β€˜((-1↑𝑐(2 / 3))↑1)) = ((-1 βˆ’ (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)
101 3m1e2 12344 . . . 4 (3 βˆ’ 1) = 2
102101oveq2i 7422 . . 3 ((-1↑𝑐(2 / 3))↑(3 βˆ’ 1)) = ((-1↑𝑐(2 / 3))↑2)
10373, 100, 1023eqtr3ri 2767 . 2 ((-1↑𝑐(2 / 3))↑2) = ((-1 βˆ’ (i Β· (βˆšβ€˜3))) / 2)
10470, 103pm3.2i 469 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 394   = wceq 1539   ∈ wcel 2104   β‰  wne 2938   class class class wbr 5147  β€˜cfv 6542  (class class class)co 7411  β„‚cc 11110  β„cr 11111  0cc0 11112  1c1 11113  ici 11114   + caddc 11115   Β· cmul 11117   ≀ cle 11253   βˆ’ cmin 11448  -cneg 11449   / cdiv 11875  β„•cn 12216  2c2 12271  3c3 12272  6c6 12275  β„€cz 12562  β†‘cexp 14031  βˆ—ccj 15047  βˆšcsqrt 15184  expce 16009  sincsin 16011  cosccos 16012  Ο€cpi 16014  logclog 26299  β†‘𝑐ccxp 26300
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7727  ax-inf2 9638  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190  ax-addf 11191
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-isom 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-of 7672  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-supp 8149  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-1o 8468  df-2o 8469  df-er 8705  df-map 8824  df-pm 8825  df-ixp 8894  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fsupp 9364  df-fi 9408  df-sup 9439  df-inf 9440  df-oi 9507  df-card 9936  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-4 12281  df-5 12282  df-6 12283  df-7 12284  df-8 12285  df-9 12286  df-n0 12477  df-z 12563  df-dec 12682  df-uz 12827  df-q 12937  df-rp 12979  df-xneg 13096  df-xadd 13097  df-xmul 13098  df-ioo 13332  df-ioc 13333  df-ico 13334  df-icc 13335  df-fz 13489  df-fzo 13632  df-fl 13761  df-mod 13839  df-seq 13971  df-exp 14032  df-fac 14238  df-bc 14267  df-hash 14295  df-shft 15018  df-cj 15050  df-re 15051  df-im 15052  df-sqrt 15186  df-abs 15187  df-limsup 15419  df-clim 15436  df-rlim 15437  df-sum 15637  df-ef 16015  df-sin 16017  df-cos 16018  df-pi 16020  df-struct 17084  df-sets 17101  df-slot 17119  df-ndx 17131  df-base 17149  df-ress 17178  df-plusg 17214  df-mulr 17215  df-starv 17216  df-sca 17217  df-vsca 17218  df-ip 17219  df-tset 17220  df-ple 17221  df-ds 17223  df-unif 17224  df-hom 17225  df-cco 17226  df-rest 17372  df-topn 17373  df-0g 17391  df-gsum 17392  df-topgen 17393  df-pt 17394  df-prds 17397  df-xrs 17452  df-qtop 17457  df-imas 17458  df-xps 17460  df-mre 17534  df-mrc 17535  df-acs 17537  df-mgm 18565  df-sgrp 18644  df-mnd 18660  df-submnd 18706  df-mulg 18987  df-cntz 19222  df-cmn 19691  df-psmet 21136  df-xmet 21137  df-met 21138  df-bl 21139  df-mopn 21140  df-fbas 21141  df-fg 21142  df-cnfld 21145  df-top 22616  df-topon 22633  df-topsp 22655  df-bases 22669  df-cld 22743  df-ntr 22744  df-cls 22745  df-nei 22822  df-lp 22860  df-perf 22861  df-cn 22951  df-cnp 22952  df-haus 23039  df-tx 23286  df-hmeo 23479  df-fil 23570  df-fm 23662  df-flim 23663  df-flf 23664  df-xms 24046  df-ms 24047  df-tms 24048  df-cncf 24618  df-limc 25615  df-dv 25616  df-log 26301  df-cxp 26302
This theorem is referenced by:  1cubr  26583
  Copyright terms: Public domain W3C validator