Theorem ang180lem5 27141

Description: Lemma for ang180 27142: Reduce the statement to two variables. (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
ang180lem5	⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((((𝐴 − 𝐵)𝐹𝐴) + (𝐵𝐹(𝐵 − 𝐴))) + (𝐴𝐹𝐵)) ∈ { -π, π})

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑥,𝐵,𝑦

Allowed substitution hints:   𝐹(𝑥, 𝑦)

Proof of Theorem ang180lem5

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp1l 1216	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → 𝐴 ∈ ℂ)
2		1cnd 11302	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → 1 ∈ ℂ)
3		simp2l 1218	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → 𝐵 ∈ ℂ)
4		simp1r 1217	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → 𝐴 ≠ 0)
5	3, 1, 4	divcld 12093	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (𝐵 / 𝐴) ∈ ℂ)
6	1, 2, 5	subdid 11772	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (𝐴 · (1 − (𝐵 / 𝐴))) = ((𝐴 · 1) − (𝐴 · (𝐵 / 𝐴))))
7	1	mulridd 11326	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (𝐴 · 1) = 𝐴)
8	3, 1, 4	divcan2d 12095	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (𝐴 · (𝐵 / 𝐴)) = 𝐵)
9	7, 8	oveq12d 7438	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((𝐴 · 1) − (𝐴 · (𝐵 / 𝐴))) = (𝐴 − 𝐵))
10	6, 9	eqtrd 2795	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (𝐴 · (1 − (𝐵 / 𝐴))) = (𝐴 − 𝐵))
11	10, 7	oveq12d 7438	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((𝐴 · (1 − (𝐵 / 𝐴)))𝐹(𝐴 · 1)) = ((𝐴 − 𝐵)𝐹𝐴))
12	2, 5	subcld 11669	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (1 − (𝐵 / 𝐴)) ∈ ℂ)
13		simp3 1156	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → 𝐴 ≠ 𝐵)
14	13	necomd 3010	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → 𝐵 ≠ 𝐴)
15	3, 1, 4, 14	divne1d 12104	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (𝐵 / 𝐴) ≠ 1)
16	15	necomd 3010	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → 1 ≠ (𝐵 / 𝐴))
17	2, 5, 16	subne0d 11679	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (1 − (𝐵 / 𝐴)) ≠ 0)
18		ax-1ne0 11269	. . . . . . 7 ⊢ 1 ≠ 0
19	18	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → 1 ≠ 0)
20		ang.1	. . . . . . 7 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ (ℂ ∖ {0}), 𝑦 ∈ (ℂ ∖ {0}) ↦ (ℑ‘(log‘(𝑦 / 𝑥))))
21	20	angcan 27130	. . . . . 6 ⊢ ((((1 − (𝐵 / 𝐴)) ∈ ℂ ∧ (1 − (𝐵 / 𝐴)) ≠ 0) ∧ (1 ∈ ℂ ∧ 1 ≠ 0) ∧ (𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0)) → ((𝐴 · (1 − (𝐵 / 𝐴)))𝐹(𝐴 · 1)) = ((1 − (𝐵 / 𝐴))𝐹1))
22	12, 17, 2, 19, 1, 4, 21	syl222anc 1413	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((𝐴 · (1 − (𝐵 / 𝐴)))𝐹(𝐴 · 1)) = ((1 − (𝐵 / 𝐴))𝐹1))
23	11, 22	eqtr3d 2797	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((𝐴 − 𝐵)𝐹𝐴) = ((1 − (𝐵 / 𝐴))𝐹1))
24	1, 5, 2	subdid 11772	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (𝐴 · ((𝐵 / 𝐴) − 1)) = ((𝐴 · (𝐵 / 𝐴)) − (𝐴 · 1)))
25	8, 7	oveq12d 7438	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((𝐴 · (𝐵 / 𝐴)) − (𝐴 · 1)) = (𝐵 − 𝐴))
26	24, 25	eqtrd 2795	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (𝐴 · ((𝐵 / 𝐴) − 1)) = (𝐵 − 𝐴))
27	8, 26	oveq12d 7438	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((𝐴 · (𝐵 / 𝐴))𝐹(𝐴 · ((𝐵 / 𝐴) − 1))) = (𝐵𝐹(𝐵 − 𝐴)))
28		simp2r 1219	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → 𝐵 ≠ 0)
29	3, 1, 28, 4	divne0d 12109	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (𝐵 / 𝐴) ≠ 0)
30	5, 2	subcld 11669	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((𝐵 / 𝐴) − 1) ∈ ℂ)
31	5, 2, 15	subne0d 11679	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((𝐵 / 𝐴) − 1) ≠ 0)
32	20	angcan 27130	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐵 / 𝐴) ∈ ℂ ∧ (𝐵 / 𝐴) ≠ 0) ∧ (((𝐵 / 𝐴) − 1) ∈ ℂ ∧ ((𝐵 / 𝐴) − 1) ≠ 0) ∧ (𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0)) → ((𝐴 · (𝐵 / 𝐴))𝐹(𝐴 · ((𝐵 / 𝐴) − 1))) = ((𝐵 / 𝐴)𝐹((𝐵 / 𝐴) − 1)))
33	5, 29, 30, 31, 1, 4, 32	syl222anc 1413	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((𝐴 · (𝐵 / 𝐴))𝐹(𝐴 · ((𝐵 / 𝐴) − 1))) = ((𝐵 / 𝐴)𝐹((𝐵 / 𝐴) − 1)))
34	27, 33	eqtr3d 2797	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (𝐵𝐹(𝐵 − 𝐴)) = ((𝐵 / 𝐴)𝐹((𝐵 / 𝐴) − 1)))
35	23, 34	oveq12d 7438	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (((𝐴 − 𝐵)𝐹𝐴) + (𝐵𝐹(𝐵 − 𝐴))) = (((1 − (𝐵 / 𝐴))𝐹1) + ((𝐵 / 𝐴)𝐹((𝐵 / 𝐴) − 1))))
36	7, 8	oveq12d 7438	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((𝐴 · 1)𝐹(𝐴 · (𝐵 / 𝐴))) = (𝐴𝐹𝐵))
37	20	angcan 27130	. . . . 5 ⊢ (((1 ∈ ℂ ∧ 1 ≠ 0) ∧ ((𝐵 / 𝐴) ∈ ℂ ∧ (𝐵 / 𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0)) → ((𝐴 · 1)𝐹(𝐴 · (𝐵 / 𝐴))) = (1𝐹(𝐵 / 𝐴)))
38	2, 19, 5, 29, 1, 4, 37	syl222anc 1413	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((𝐴 · 1)𝐹(𝐴 · (𝐵 / 𝐴))) = (1𝐹(𝐵 / 𝐴)))
39	36, 38	eqtr3d 2797	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (𝐴𝐹𝐵) = (1𝐹(𝐵 / 𝐴)))
40	35, 39	oveq12d 7438	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((((𝐴 − 𝐵)𝐹𝐴) + (𝐵𝐹(𝐵 − 𝐴))) + (𝐴𝐹𝐵)) = ((((1 − (𝐵 / 𝐴))𝐹1) + ((𝐵 / 𝐴)𝐹((𝐵 / 𝐴) − 1))) + (1𝐹(𝐵 / 𝐴))))
41	20	ang180lem4 27140	. . 3 ⊢ (((𝐵 / 𝐴) ∈ ℂ ∧ (𝐵 / 𝐴) ≠ 0 ∧ (𝐵 / 𝐴) ≠ 1) → ((((1 − (𝐵 / 𝐴))𝐹1) + ((𝐵 / 𝐴)𝐹((𝐵 / 𝐴) − 1))) + (1𝐹(𝐵 / 𝐴))) ∈ { -π, π})
42	5, 29, 15, 41	syl3anc 1398	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((((1 − (𝐵 / 𝐴))𝐹1) + ((𝐵 / 𝐴)𝐹((𝐵 / 𝐴) − 1))) + (1𝐹(𝐵 / 𝐴))) ∈ { -π, π})
43	40, 42	eqeltrd 2860	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((((𝐴 − 𝐵)𝐹𝐴) + (𝐵𝐹(𝐵 − 𝐴))) + (𝐴𝐹𝐵)) ∈ { -π, π})

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955   ∖ cdif 4045  {csn 4583  {cpr 4585  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ∈ cmpo 7422  ℂcc 11198  0cc0 11200  1c1 11201   + caddc 11203   · cmul 11205   − cmin 11541   -cneg 11542   / cdiv 11973  ℑcim 15265  πcpi 16232  logclog 26882

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-inf2 9642  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278  ax-addf 11279

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-map 8849  df-pm 8850  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-fi 9403  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-q 13076  df-rp 13121  df-xneg 13241  df-xadd 13242  df-xmul 13243  df-ioo 13480  df-ioc 13481  df-ico 13482  df-icc 13483  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-fl 13932  df-mod 14010  df-seq 14145  df-exp 14205  df-fac 14418  df-bc 14447  df-hash 14475  df-shft 15220  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-limsup 15638  df-clim 15655  df-rlim 15656  df-sum 15854  df-ef 16233  df-sin 16235  df-cos 16236  df-pi 16238  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-hom 17452  df-cco 17453  df-rest 17593  df-topn 17594  df-0g 17612  df-gsum 17613  df-topgen 17614  df-pt 17615  df-prds 17618  df-xrs 17674  df-qtop 17679  df-imas 17680  df-xps 17682  df-mre 17756  df-mrc 17757  df-acs 17759  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-submnd 18979  df-mulg 19278  df-cntz 19531  df-cmn 19996  df-psmet 21670  df-xmet 21671  df-met 21672  df-bl 21673  df-mopn 21674  df-fbas 21675  df-fg 21676  df-cnfld 21679  df-top 23212  df-topon 23229  df-topsp 23251  df-bases 23264  df-cld 23337  df-ntr 23338  df-cls 23339  df-nei 23416  df-lp 23454  df-perf 23455  df-cn 23545  df-cnp 23546  df-haus 23633  df-tx 23881  df-hmeo 24074  df-fil 24165  df-fm 24257  df-flim 24258  df-flf 24259  df-xms 24639  df-ms 24640  df-tms 24641  df-cncf 25199  df-limc 26186  df-dv 26187  df-log 26884

This theorem is used by:  ang180  27142