MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ang180 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ang180 24992
Description: The sum of angles 𝑚𝐴𝐵𝐶 + 𝑚𝐵𝐶𝐴 + 𝑚𝐶𝐴𝐵 in a triangle adds up to either π or , i.e. 180 degrees. (The sign is due to the two possible orientations of vertex arrangement and our signed notion of angle). This is Metamath 100 proof #27. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Sep-2014.)
Hypothesis
Ref Expression
ang.1 𝐹 = (𝑥 ∈ (ℂ ∖ {0}), 𝑦 ∈ (ℂ ∖ {0}) ↦ (ℑ‘(log‘(𝑦 / 𝑥))))
Assertion
Ref Expression
ang180 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → ((((𝐶𝐵)𝐹(𝐴𝐵)) + ((𝐴𝐶)𝐹(𝐵𝐶))) + ((𝐵𝐴)𝐹(𝐶𝐴))) ∈ {-π, π})
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝐶,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem ang180
StepHypRef Expression
1 simpl3 1203 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → 𝐶 ∈ ℂ)
2 simpl2 1201 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → 𝐵 ∈ ℂ)
31, 2subcld 10734 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (𝐶𝐵) ∈ ℂ)
4 simpr2 1207 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → 𝐵𝐶)
54necomd 3024 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → 𝐶𝐵)
61, 2, 5subne0d 10743 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (𝐶𝐵) ≠ 0)
7 simpl1 1199 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → 𝐴 ∈ ℂ)
87, 2subcld 10734 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (𝐴𝐵) ∈ ℂ)
9 simpr1 1205 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → 𝐴𝐵)
107, 2, 9subne0d 10743 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (𝐴𝐵) ≠ 0)
11 ang.1 . . . . . . 7 𝐹 = (𝑥 ∈ (ℂ ∖ {0}), 𝑦 ∈ (ℂ ∖ {0}) ↦ (ℑ‘(log‘(𝑦 / 𝑥))))
1211angneg 24981 . . . . . 6 ((((𝐶𝐵) ∈ ℂ ∧ (𝐶𝐵) ≠ 0) ∧ ((𝐴𝐵) ∈ ℂ ∧ (𝐴𝐵) ≠ 0)) → (-(𝐶𝐵)𝐹-(𝐴𝐵)) = ((𝐶𝐵)𝐹(𝐴𝐵)))
133, 6, 8, 10, 12syl22anc 829 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (-(𝐶𝐵)𝐹-(𝐴𝐵)) = ((𝐶𝐵)𝐹(𝐴𝐵)))
141, 2negsubdi2d 10750 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → -(𝐶𝐵) = (𝐵𝐶))
152, 1, 7nnncan2d 10769 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → ((𝐵𝐴) − (𝐶𝐴)) = (𝐵𝐶))
1614, 15eqtr4d 2817 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → -(𝐶𝐵) = ((𝐵𝐴) − (𝐶𝐴)))
177, 2negsubdi2d 10750 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → -(𝐴𝐵) = (𝐵𝐴))
1816, 17oveq12d 6940 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (-(𝐶𝐵)𝐹-(𝐴𝐵)) = (((𝐵𝐴) − (𝐶𝐴))𝐹(𝐵𝐴)))
1913, 18eqtr3d 2816 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → ((𝐶𝐵)𝐹(𝐴𝐵)) = (((𝐵𝐴) − (𝐶𝐴))𝐹(𝐵𝐴)))
207, 1subcld 10734 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (𝐴𝐶) ∈ ℂ)
21 simpr3 1209 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → 𝐴𝐶)
227, 1, 21subne0d 10743 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (𝐴𝐶) ≠ 0)
232, 1subcld 10734 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (𝐵𝐶) ∈ ℂ)
242, 1, 4subne0d 10743 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (𝐵𝐶) ≠ 0)
2511angneg 24981 . . . . . 6 ((((𝐴𝐶) ∈ ℂ ∧ (𝐴𝐶) ≠ 0) ∧ ((𝐵𝐶) ∈ ℂ ∧ (𝐵𝐶) ≠ 0)) → (-(𝐴𝐶)𝐹-(𝐵𝐶)) = ((𝐴𝐶)𝐹(𝐵𝐶)))
2620, 22, 23, 24, 25syl22anc 829 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (-(𝐴𝐶)𝐹-(𝐵𝐶)) = ((𝐴𝐶)𝐹(𝐵𝐶)))
277, 1negsubdi2d 10750 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → -(𝐴𝐶) = (𝐶𝐴))
282, 1negsubdi2d 10750 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → -(𝐵𝐶) = (𝐶𝐵))
291, 2, 7nnncan2d 10769 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → ((𝐶𝐴) − (𝐵𝐴)) = (𝐶𝐵))
3028, 29eqtr4d 2817 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → -(𝐵𝐶) = ((𝐶𝐴) − (𝐵𝐴)))
3127, 30oveq12d 6940 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (-(𝐴𝐶)𝐹-(𝐵𝐶)) = ((𝐶𝐴)𝐹((𝐶𝐴) − (𝐵𝐴))))
3226, 31eqtr3d 2816 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → ((𝐴𝐶)𝐹(𝐵𝐶)) = ((𝐶𝐴)𝐹((𝐶𝐴) − (𝐵𝐴))))
3319, 32oveq12d 6940 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (((𝐶𝐵)𝐹(𝐴𝐵)) + ((𝐴𝐶)𝐹(𝐵𝐶))) = ((((𝐵𝐴) − (𝐶𝐴))𝐹(𝐵𝐴)) + ((𝐶𝐴)𝐹((𝐶𝐴) − (𝐵𝐴)))))
3433oveq1d 6937 . 2 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → ((((𝐶𝐵)𝐹(𝐴𝐵)) + ((𝐴𝐶)𝐹(𝐵𝐶))) + ((𝐵𝐴)𝐹(𝐶𝐴))) = (((((𝐵𝐴) − (𝐶𝐴))𝐹(𝐵𝐴)) + ((𝐶𝐴)𝐹((𝐶𝐴) − (𝐵𝐴)))) + ((𝐵𝐴)𝐹(𝐶𝐴))))
352, 7subcld 10734 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (𝐵𝐴) ∈ ℂ)
369necomd 3024 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → 𝐵𝐴)
372, 7, 36subne0d 10743 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (𝐵𝐴) ≠ 0)
381, 7subcld 10734 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (𝐶𝐴) ∈ ℂ)
3921necomd 3024 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → 𝐶𝐴)
401, 7, 39subne0d 10743 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (𝐶𝐴) ≠ 0)
412, 1, 7, 4subneintr2d 10780 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (𝐵𝐴) ≠ (𝐶𝐴))
4211ang180lem5 24991 . . 3 ((((𝐵𝐴) ∈ ℂ ∧ (𝐵𝐴) ≠ 0) ∧ ((𝐶𝐴) ∈ ℂ ∧ (𝐶𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵𝐴) ≠ (𝐶𝐴)) → (((((𝐵𝐴) − (𝐶𝐴))𝐹(𝐵𝐴)) + ((𝐶𝐴)𝐹((𝐶𝐴) − (𝐵𝐴)))) + ((𝐵𝐴)𝐹(𝐶𝐴))) ∈ {-π, π})
4335, 37, 38, 40, 41, 42syl221anc 1449 . 2 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → (((((𝐵𝐴) − (𝐶𝐴))𝐹(𝐵𝐴)) + ((𝐶𝐴)𝐹((𝐶𝐴) − (𝐵𝐴)))) + ((𝐵𝐴)𝐹(𝐶𝐴))) ∈ {-π, π})
4434, 43eqeltrd 2859 1 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶)) → ((((𝐶𝐵)𝐹(𝐴𝐵)) + ((𝐴𝐶)𝐹(𝐵𝐶))) + ((𝐵𝐴)𝐹(𝐶𝐴))) ∈ {-π, π})
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 386  w3a 1071   = wceq 1601  wcel 2107  wne 2969  cdif 3789  {csn 4398  {cpr 4400  cfv 6135  (class class class)co 6922  cmpt2 6924  cc 10270  0cc0 10272   + caddc 10275  cmin 10606  -cneg 10607   / cdiv 11032  cim 14245  πcpi 15199  logclog 24738
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2055  ax-8 2109  ax-9 2116  ax-10 2135  ax-11 2150  ax-12 2163  ax-13 2334  ax-ext 2754  ax-rep 5006  ax-sep 5017  ax-nul 5025  ax-pow 5077  ax-pr 5138  ax-un 7226  ax-inf2 8835  ax-cnex 10328  ax-resscn 10329  ax-1cn 10330  ax-icn 10331  ax-addcl 10332  ax-addrcl 10333  ax-mulcl 10334  ax-mulrcl 10335  ax-mulcom 10336  ax-addass 10337  ax-mulass 10338  ax-distr 10339  ax-i2m1 10340  ax-1ne0 10341  ax-1rid 10342  ax-rnegex 10343  ax-rrecex 10344  ax-cnre 10345  ax-pre-lttri 10346  ax-pre-lttrn 10347  ax-pre-ltadd 10348  ax-pre-mulgt0 10349  ax-pre-sup 10350  ax-addf 10351  ax-mulf 10352
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1605  df-fal 1615  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2551  df-eu 2587  df-clab 2764  df-cleq 2770  df-clel 2774  df-nfc 2921  df-ne 2970  df-nel 3076  df-ral 3095  df-rex 3096  df-reu 3097  df-rmo 3098  df-rab 3099  df-v 3400  df-sbc 3653  df-csb 3752  df-dif 3795  df-un 3797  df-in 3799  df-ss 3806  df-pss 3808  df-nul 4142  df-if 4308  df-pw 4381  df-sn 4399  df-pr 4401  df-tp 4403  df-op 4405  df-uni 4672  df-int 4711  df-iun 4755  df-iin 4756  df-br 4887  df-opab 4949  df-mpt 4966  df-tr 4988  df-id 5261  df-eprel 5266  df-po 5274  df-so 5275  df-fr 5314  df-se 5315  df-we 5316  df-xp 5361  df-rel 5362  df-cnv 5363  df-co 5364  df-dm 5365  df-rn 5366  df-res 5367  df-ima 5368  df-pred 5933  df-ord 5979  df-on 5980  df-lim 5981  df-suc 5982  df-iota 6099  df-fun 6137  df-fn 6138  df-f 6139  df-f1 6140  df-fo 6141  df-f1o 6142  df-fv 6143  df-isom 6144  df-riota 6883  df-ov 6925  df-oprab 6926  df-mpt2 6927  df-of 7174  df-om 7344  df-1st 7445  df-2nd 7446  df-supp 7577  df-wrecs 7689  df-recs 7751  df-rdg 7789  df-1o 7843  df-2o 7844  df-oadd 7847  df-er 8026  df-map 8142  df-pm 8143  df-ixp 8195  df-en 8242  df-dom 8243  df-sdom 8244  df-fin 8245  df-fsupp 8564  df-fi 8605  df-sup 8636  df-inf 8637  df-oi 8704  df-card 9098  df-cda 9325  df-pnf 10413  df-mnf 10414  df-xr 10415  df-ltxr 10416  df-le 10417  df-sub 10608  df-neg 10609  df-div 11033  df-nn 11375  df-2 11438  df-3 11439  df-4 11440  df-5 11441  df-6 11442  df-7 11443  df-8 11444  df-9 11445  df-n0 11643  df-z 11729  df-dec 11846  df-uz 11993  df-q 12096  df-rp 12138  df-xneg 12257  df-xadd 12258  df-xmul 12259  df-ioo 12491  df-ioc 12492  df-ico 12493  df-icc 12494  df-fz 12644  df-fzo 12785  df-fl 12912  df-mod 12988  df-seq 13120  df-exp 13179  df-fac 13379  df-bc 13408  df-hash 13436  df-shft 14214  df-cj 14246  df-re 14247  df-im 14248  df-sqrt 14382  df-abs 14383  df-limsup 14610  df-clim 14627  df-rlim 14628  df-sum 14825  df-ef 15200  df-sin 15202  df-cos 15203  df-pi 15205  df-struct 16257  df-ndx 16258  df-slot 16259  df-base 16261  df-sets 16262  df-ress 16263  df-plusg 16351  df-mulr 16352  df-starv 16353  df-sca 16354  df-vsca 16355  df-ip 16356  df-tset 16357  df-ple 16358  df-ds 16360  df-unif 16361  df-hom 16362  df-cco 16363  df-rest 16469  df-topn 16470  df-0g 16488  df-gsum 16489  df-topgen 16490  df-pt 16491  df-prds 16494  df-xrs 16548  df-qtop 16553  df-imas 16554  df-xps 16556  df-mre 16632  df-mrc 16633  df-acs 16635  df-mgm 17628  df-sgrp 17670  df-mnd 17681  df-submnd 17722  df-mulg 17928  df-cntz 18133  df-cmn 18581  df-psmet 20134  df-xmet 20135  df-met 20136  df-bl 20137  df-mopn 20138  df-fbas 20139  df-fg 20140  df-cnfld 20143  df-top 21106  df-topon 21123  df-topsp 21145  df-bases 21158  df-cld 21231  df-ntr 21232  df-cls 21233  df-nei 21310  df-lp 21348  df-perf 21349  df-cn 21439  df-cnp 21440  df-haus 21527  df-tx 21774  df-hmeo 21967  df-fil 22058  df-fm 22150  df-flim 22151  df-flf 22152  df-xms 22533  df-ms 22534  df-tms 22535  df-cncf 23089  df-limc 24067  df-dv 24068  df-log 24740
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator