Proof of Theorem atancj
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | simpl 482 |
. . 3
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ 𝐴 ∈
ℂ) |
2 | | simpr 484 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (ℜ‘𝐴)
≠ 0) |
3 | | fveq2 6756 |
. . . . . 6
⊢ (𝐴 = -i → (ℜ‘𝐴) =
(ℜ‘-i)) |
4 | | ax-icn 10861 |
. . . . . . . 8
⊢ i ∈
ℂ |
5 | 4 | renegi 14819 |
. . . . . . 7
⊢
(ℜ‘-i) = -(ℜ‘i) |
6 | | rei 14795 |
. . . . . . . 8
⊢
(ℜ‘i) = 0 |
7 | 6 | negeqi 11144 |
. . . . . . 7
⊢
-(ℜ‘i) = -0 |
8 | | neg0 11197 |
. . . . . . 7
⊢ -0 =
0 |
9 | 5, 7, 8 | 3eqtri 2770 |
. . . . . 6
⊢
(ℜ‘-i) = 0 |
10 | 3, 9 | eqtrdi 2795 |
. . . . 5
⊢ (𝐴 = -i → (ℜ‘𝐴) = 0) |
11 | 10 | necon3i 2975 |
. . . 4
⊢
((ℜ‘𝐴)
≠ 0 → 𝐴 ≠
-i) |
12 | 2, 11 | syl 17 |
. . 3
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ 𝐴 ≠
-i) |
13 | | fveq2 6756 |
. . . . . 6
⊢ (𝐴 = i → (ℜ‘𝐴) =
(ℜ‘i)) |
14 | 13, 6 | eqtrdi 2795 |
. . . . 5
⊢ (𝐴 = i → (ℜ‘𝐴) = 0) |
15 | 14 | necon3i 2975 |
. . . 4
⊢
((ℜ‘𝐴)
≠ 0 → 𝐴 ≠
i) |
16 | 2, 15 | syl 17 |
. . 3
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ 𝐴 ≠
i) |
17 | | atandm 25931 |
. . 3
⊢ (𝐴 ∈ dom arctan ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ -i ∧ 𝐴 ≠ i)) |
18 | 1, 12, 16, 17 | syl3anbrc 1341 |
. 2
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ 𝐴 ∈ dom
arctan) |
19 | | halfcl 12128 |
. . . . . 6
⊢ (i ∈
ℂ → (i / 2) ∈ ℂ) |
20 | 4, 19 | ax-mp 5 |
. . . . 5
⊢ (i / 2)
∈ ℂ |
21 | | ax-1cn 10860 |
. . . . . . . 8
⊢ 1 ∈
ℂ |
22 | | mulcl 10886 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((i
∈ ℂ ∧ 𝐴
∈ ℂ) → (i · 𝐴) ∈ ℂ) |
23 | 4, 1, 22 | sylancr 586 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (i · 𝐴)
∈ ℂ) |
24 | | subcl 11150 |
. . . . . . . 8
⊢ ((1
∈ ℂ ∧ (i · 𝐴) ∈ ℂ) → (1 − (i
· 𝐴)) ∈
ℂ) |
25 | 21, 23, 24 | sylancr 586 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (1 − (i · 𝐴)) ∈ ℂ) |
26 | | atandm2 25932 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐴 ∈ dom arctan ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ (1 −
(i · 𝐴)) ≠ 0
∧ (1 + (i · 𝐴))
≠ 0)) |
27 | 18, 26 | sylib 217 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (𝐴 ∈ ℂ
∧ (1 − (i · 𝐴)) ≠ 0 ∧ (1 + (i · 𝐴)) ≠ 0)) |
28 | 27 | simp2d 1141 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (1 − (i · 𝐴)) ≠ 0) |
29 | 25, 28 | logcld 25631 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (log‘(1 − (i · 𝐴))) ∈ ℂ) |
30 | | addcl 10884 |
. . . . . . . 8
⊢ ((1
∈ ℂ ∧ (i · 𝐴) ∈ ℂ) → (1 + (i ·
𝐴)) ∈
ℂ) |
31 | 21, 23, 30 | sylancr 586 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (1 + (i · 𝐴))
∈ ℂ) |
32 | 27 | simp3d 1142 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (1 + (i · 𝐴))
≠ 0) |
33 | 31, 32 | logcld 25631 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (log‘(1 + (i · 𝐴))) ∈ ℂ) |
34 | 29, 33 | subcld 11262 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ ((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i ·
𝐴)))) ∈
ℂ) |
35 | | cjmul 14781 |
. . . . 5
⊢ (((i / 2)
∈ ℂ ∧ ((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i ·
𝐴)))) ∈ ℂ)
→ (∗‘((i / 2) · ((log‘(1 − (i ·
𝐴))) − (log‘(1
+ (i · 𝐴)))))) =
((∗‘(i / 2)) · (∗‘((log‘(1 − (i
· 𝐴))) −
(log‘(1 + (i · 𝐴))))))) |
36 | 20, 34, 35 | sylancr 586 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘((i / 2) · ((log‘(1 − (i ·
𝐴))) − (log‘(1
+ (i · 𝐴)))))) =
((∗‘(i / 2)) · (∗‘((log‘(1 − (i
· 𝐴))) −
(log‘(1 + (i · 𝐴))))))) |
37 | | 2ne0 12007 |
. . . . . . . 8
⊢ 2 ≠
0 |
38 | | 2cn 11978 |
. . . . . . . . 9
⊢ 2 ∈
ℂ |
39 | 4, 38 | cjdivi 14830 |
. . . . . . . 8
⊢ (2 ≠ 0
→ (∗‘(i / 2)) = ((∗‘i) /
(∗‘2))) |
40 | 37, 39 | ax-mp 5 |
. . . . . . 7
⊢
(∗‘(i / 2)) = ((∗‘i) /
(∗‘2)) |
41 | | divneg 11597 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((i
∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0) → -(i / 2) = (-i /
2)) |
42 | 4, 38, 37, 41 | mp3an 1459 |
. . . . . . . 8
⊢ -(i / 2)
= (-i / 2) |
43 | | cji 14798 |
. . . . . . . . 9
⊢
(∗‘i) = -i |
44 | | 2re 11977 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 2 ∈
ℝ |
45 | | cjre 14778 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (2 ∈
ℝ → (∗‘2) = 2) |
46 | 44, 45 | ax-mp 5 |
. . . . . . . . 9
⊢
(∗‘2) = 2 |
47 | 43, 46 | oveq12i 7267 |
. . . . . . . 8
⊢
((∗‘i) / (∗‘2)) = (-i / 2) |
48 | 42, 47 | eqtr4i 2769 |
. . . . . . 7
⊢ -(i / 2)
= ((∗‘i) / (∗‘2)) |
49 | 40, 48 | eqtr4i 2769 |
. . . . . 6
⊢
(∗‘(i / 2)) = -(i / 2) |
50 | 49 | oveq1i 7265 |
. . . . 5
⊢
((∗‘(i / 2)) · (∗‘((log‘(1
− (i · 𝐴)))
− (log‘(1 + (i · 𝐴)))))) = (-(i / 2) ·
(∗‘((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i ·
𝐴)))))) |
51 | 34 | cjcld 14835 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i ·
𝐴))))) ∈
ℂ) |
52 | | mulneg12 11343 |
. . . . . 6
⊢ (((i / 2)
∈ ℂ ∧ (∗‘((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i
· 𝐴))))) ∈
ℂ) → (-(i / 2) · (∗‘((log‘(1 − (i
· 𝐴))) −
(log‘(1 + (i · 𝐴)))))) = ((i / 2) ·
-(∗‘((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i ·
𝐴))))))) |
53 | 20, 51, 52 | sylancr 586 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (-(i / 2) · (∗‘((log‘(1 − (i ·
𝐴))) − (log‘(1
+ (i · 𝐴)))))) = ((i
/ 2) · -(∗‘((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i
· 𝐴))))))) |
54 | 50, 53 | syl5eq 2791 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ ((∗‘(i / 2)) · (∗‘((log‘(1
− (i · 𝐴)))
− (log‘(1 + (i · 𝐴)))))) = ((i / 2) ·
-(∗‘((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i ·
𝐴))))))) |
55 | | cjsub 14788 |
. . . . . . . . 9
⊢
(((log‘(1 − (i · 𝐴))) ∈ ℂ ∧ (log‘(1 + (i
· 𝐴))) ∈
ℂ) → (∗‘((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i
· 𝐴))))) =
((∗‘(log‘(1 − (i · 𝐴)))) − (∗‘(log‘(1 +
(i · 𝐴)))))) |
56 | 29, 33, 55 | syl2anc 583 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i ·
𝐴))))) =
((∗‘(log‘(1 − (i · 𝐴)))) − (∗‘(log‘(1 +
(i · 𝐴)))))) |
57 | | imsub 14774 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((1
∈ ℂ ∧ (i · 𝐴) ∈ ℂ) → (ℑ‘(1
− (i · 𝐴))) =
((ℑ‘1) − (ℑ‘(i · 𝐴)))) |
58 | 21, 23, 57 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (ℑ‘(1 − (i · 𝐴))) = ((ℑ‘1) −
(ℑ‘(i · 𝐴)))) |
59 | | reim 14748 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝐴 ∈ ℂ →
(ℜ‘𝐴) =
(ℑ‘(i · 𝐴))) |
60 | 59 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (ℜ‘𝐴) =
(ℑ‘(i · 𝐴))) |
61 | 60 | oveq2d 7271 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ ((ℑ‘1) − (ℜ‘𝐴)) = ((ℑ‘1) −
(ℑ‘(i · 𝐴)))) |
62 | 58, 61 | eqtr4d 2781 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (ℑ‘(1 − (i · 𝐴))) = ((ℑ‘1) −
(ℜ‘𝐴))) |
63 | | df-neg 11138 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢
-(ℜ‘𝐴) =
(0 − (ℜ‘𝐴)) |
64 | | im1 14794 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢
(ℑ‘1) = 0 |
65 | 64 | oveq1i 7265 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢
((ℑ‘1) − (ℜ‘𝐴)) = (0 − (ℜ‘𝐴)) |
66 | 63, 65 | eqtr4i 2769 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢
-(ℜ‘𝐴) =
((ℑ‘1) − (ℜ‘𝐴)) |
67 | 62, 66 | eqtr4di 2797 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (ℑ‘(1 − (i · 𝐴))) = -(ℜ‘𝐴)) |
68 | | recl 14749 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝐴 ∈ ℂ →
(ℜ‘𝐴) ∈
ℝ) |
69 | 68 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (ℜ‘𝐴)
∈ ℝ) |
70 | 69 | recnd 10934 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (ℜ‘𝐴)
∈ ℂ) |
71 | 70, 2 | negne0d 11260 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ -(ℜ‘𝐴)
≠ 0) |
72 | 67, 71 | eqnetrd 3010 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (ℑ‘(1 − (i · 𝐴))) ≠ 0) |
73 | | logcj 25666 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((1
− (i · 𝐴))
∈ ℂ ∧ (ℑ‘(1 − (i · 𝐴))) ≠ 0) →
(log‘(∗‘(1 − (i · 𝐴)))) = (∗‘(log‘(1 −
(i · 𝐴))))) |
74 | 25, 72, 73 | syl2anc 583 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (log‘(∗‘(1 − (i · 𝐴)))) = (∗‘(log‘(1 −
(i · 𝐴))))) |
75 | | cjsub 14788 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((1
∈ ℂ ∧ (i · 𝐴) ∈ ℂ) → (∗‘(1
− (i · 𝐴))) =
((∗‘1) − (∗‘(i · 𝐴)))) |
76 | 21, 23, 75 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘(1 − (i · 𝐴))) = ((∗‘1) −
(∗‘(i · 𝐴)))) |
77 | | 1re 10906 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ 1 ∈
ℝ |
78 | | cjre 14778 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (1 ∈
ℝ → (∗‘1) = 1) |
79 | 77, 78 | mp1i 13 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘1) = 1) |
80 | | cjmul 14781 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((i
∈ ℂ ∧ 𝐴
∈ ℂ) → (∗‘(i · 𝐴)) = ((∗‘i) ·
(∗‘𝐴))) |
81 | 4, 1, 80 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘(i · 𝐴)) = ((∗‘i) ·
(∗‘𝐴))) |
82 | 43 | oveq1i 7265 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢
((∗‘i) · (∗‘𝐴)) = (-i · (∗‘𝐴)) |
83 | | cjcl 14744 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝐴 ∈ ℂ →
(∗‘𝐴) ∈
ℂ) |
84 | 83 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘𝐴)
∈ ℂ) |
85 | | mulneg1 11341 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ ((i
∈ ℂ ∧ (∗‘𝐴) ∈ ℂ) → (-i ·
(∗‘𝐴)) = -(i
· (∗‘𝐴))) |
86 | 4, 84, 85 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (-i · (∗‘𝐴)) = -(i · (∗‘𝐴))) |
87 | 82, 86 | syl5eq 2791 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ ((∗‘i) · (∗‘𝐴)) = -(i · (∗‘𝐴))) |
88 | 81, 87 | eqtrd 2778 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘(i · 𝐴)) = -(i · (∗‘𝐴))) |
89 | 79, 88 | oveq12d 7273 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ ((∗‘1) − (∗‘(i · 𝐴))) = (1 − -(i ·
(∗‘𝐴)))) |
90 | | mulcl 10886 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((i
∈ ℂ ∧ (∗‘𝐴) ∈ ℂ) → (i ·
(∗‘𝐴)) ∈
ℂ) |
91 | 4, 84, 90 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (i · (∗‘𝐴)) ∈ ℂ) |
92 | | subneg 11200 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((1
∈ ℂ ∧ (i · (∗‘𝐴)) ∈ ℂ) → (1 − -(i
· (∗‘𝐴))) = (1 + (i · (∗‘𝐴)))) |
93 | 21, 91, 92 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (1 − -(i · (∗‘𝐴))) = (1 + (i · (∗‘𝐴)))) |
94 | 76, 89, 93 | 3eqtrd 2782 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘(1 − (i · 𝐴))) = (1 + (i · (∗‘𝐴)))) |
95 | 94 | fveq2d 6760 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (log‘(∗‘(1 − (i · 𝐴)))) = (log‘(1 + (i ·
(∗‘𝐴))))) |
96 | 74, 95 | eqtr3d 2780 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘(log‘(1 − (i · 𝐴)))) = (log‘(1 + (i ·
(∗‘𝐴))))) |
97 | | imadd 14773 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((1
∈ ℂ ∧ (i · 𝐴) ∈ ℂ) → (ℑ‘(1 +
(i · 𝐴))) =
((ℑ‘1) + (ℑ‘(i · 𝐴)))) |
98 | 21, 23, 97 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (ℑ‘(1 + (i · 𝐴))) = ((ℑ‘1) + (ℑ‘(i
· 𝐴)))) |
99 | 60 | oveq2d 7271 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (0 + (ℜ‘𝐴)) = (0 + (ℑ‘(i · 𝐴)))) |
100 | 64 | oveq1i 7265 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢
((ℑ‘1) + (ℑ‘(i · 𝐴))) = (0 + (ℑ‘(i · 𝐴))) |
101 | 99, 100 | eqtr4di 2797 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (0 + (ℜ‘𝐴)) = ((ℑ‘1) + (ℑ‘(i
· 𝐴)))) |
102 | 70 | addid2d 11106 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (0 + (ℜ‘𝐴)) = (ℜ‘𝐴)) |
103 | 98, 101, 102 | 3eqtr2d 2784 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (ℑ‘(1 + (i · 𝐴))) = (ℜ‘𝐴)) |
104 | 103, 2 | eqnetrd 3010 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (ℑ‘(1 + (i · 𝐴))) ≠ 0) |
105 | | logcj 25666 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((1 + (i
· 𝐴)) ∈ ℂ
∧ (ℑ‘(1 + (i · 𝐴))) ≠ 0) →
(log‘(∗‘(1 + (i · 𝐴)))) = (∗‘(log‘(1 + (i
· 𝐴))))) |
106 | 31, 104, 105 | syl2anc 583 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (log‘(∗‘(1 + (i · 𝐴)))) = (∗‘(log‘(1 + (i
· 𝐴))))) |
107 | | cjadd 14780 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((1
∈ ℂ ∧ (i · 𝐴) ∈ ℂ) → (∗‘(1
+ (i · 𝐴))) =
((∗‘1) + (∗‘(i · 𝐴)))) |
108 | 21, 23, 107 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘(1 + (i · 𝐴))) = ((∗‘1) +
(∗‘(i · 𝐴)))) |
109 | 79, 88 | oveq12d 7273 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ ((∗‘1) + (∗‘(i · 𝐴))) = (1 + -(i ·
(∗‘𝐴)))) |
110 | | negsub 11199 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((1
∈ ℂ ∧ (i · (∗‘𝐴)) ∈ ℂ) → (1 + -(i ·
(∗‘𝐴))) = (1
− (i · (∗‘𝐴)))) |
111 | 21, 91, 110 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (1 + -(i · (∗‘𝐴))) = (1 − (i ·
(∗‘𝐴)))) |
112 | 108, 109,
111 | 3eqtrd 2782 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘(1 + (i · 𝐴))) = (1 − (i ·
(∗‘𝐴)))) |
113 | 112 | fveq2d 6760 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (log‘(∗‘(1 + (i · 𝐴)))) = (log‘(1 − (i ·
(∗‘𝐴))))) |
114 | 106, 113 | eqtr3d 2780 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘(log‘(1 + (i · 𝐴)))) = (log‘(1 − (i ·
(∗‘𝐴))))) |
115 | 96, 114 | oveq12d 7273 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ ((∗‘(log‘(1 − (i · 𝐴)))) − (∗‘(log‘(1 +
(i · 𝐴))))) =
((log‘(1 + (i · (∗‘𝐴)))) − (log‘(1 − (i
· (∗‘𝐴)))))) |
116 | 56, 115 | eqtrd 2778 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i ·
𝐴))))) = ((log‘(1 +
(i · (∗‘𝐴)))) − (log‘(1 − (i
· (∗‘𝐴)))))) |
117 | 116 | negeqd 11145 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ -(∗‘((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i ·
𝐴))))) = -((log‘(1 +
(i · (∗‘𝐴)))) − (log‘(1 − (i
· (∗‘𝐴)))))) |
118 | | addcl 10884 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((1
∈ ℂ ∧ (i · (∗‘𝐴)) ∈ ℂ) → (1 + (i ·
(∗‘𝐴))) ∈
ℂ) |
119 | 21, 91, 118 | sylancr 586 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (1 + (i · (∗‘𝐴))) ∈ ℂ) |
120 | | atandmcj 25964 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐴 ∈ dom arctan →
(∗‘𝐴) ∈
dom arctan) |
121 | 18, 120 | syl 17 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘𝐴)
∈ dom arctan) |
122 | | atandm2 25932 |
. . . . . . . . . 10
⊢
((∗‘𝐴)
∈ dom arctan ↔ ((∗‘𝐴) ∈ ℂ ∧ (1 − (i
· (∗‘𝐴))) ≠ 0 ∧ (1 + (i ·
(∗‘𝐴))) ≠
0)) |
123 | 122 | simp3bi 1145 |
. . . . . . . . 9
⊢
((∗‘𝐴)
∈ dom arctan → (1 + (i · (∗‘𝐴))) ≠ 0) |
124 | 121, 123 | syl 17 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (1 + (i · (∗‘𝐴))) ≠ 0) |
125 | 119, 124 | logcld 25631 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (log‘(1 + (i · (∗‘𝐴)))) ∈ ℂ) |
126 | | subcl 11150 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((1
∈ ℂ ∧ (i · (∗‘𝐴)) ∈ ℂ) → (1 − (i
· (∗‘𝐴))) ∈ ℂ) |
127 | 21, 91, 126 | sylancr 586 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (1 − (i · (∗‘𝐴))) ∈ ℂ) |
128 | 122 | simp2bi 1144 |
. . . . . . . . 9
⊢
((∗‘𝐴)
∈ dom arctan → (1 − (i · (∗‘𝐴))) ≠ 0) |
129 | 121, 128 | syl 17 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (1 − (i · (∗‘𝐴))) ≠ 0) |
130 | 127, 129 | logcld 25631 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (log‘(1 − (i · (∗‘𝐴)))) ∈ ℂ) |
131 | 125, 130 | negsubdi2d 11278 |
. . . . . 6
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ -((log‘(1 + (i · (∗‘𝐴)))) − (log‘(1 − (i
· (∗‘𝐴))))) = ((log‘(1 − (i ·
(∗‘𝐴))))
− (log‘(1 + (i · (∗‘𝐴)))))) |
132 | 117, 131 | eqtrd 2778 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ -(∗‘((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i ·
𝐴))))) = ((log‘(1
− (i · (∗‘𝐴)))) − (log‘(1 + (i ·
(∗‘𝐴)))))) |
133 | 132 | oveq2d 7271 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ ((i / 2) · -(∗‘((log‘(1 − (i ·
𝐴))) − (log‘(1
+ (i · 𝐴)))))) = ((i
/ 2) · ((log‘(1 − (i · (∗‘𝐴)))) − (log‘(1 + (i
· (∗‘𝐴))))))) |
134 | 36, 54, 133 | 3eqtrd 2782 |
. . 3
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘((i / 2) · ((log‘(1 − (i ·
𝐴))) − (log‘(1
+ (i · 𝐴)))))) = ((i
/ 2) · ((log‘(1 − (i · (∗‘𝐴)))) − (log‘(1 + (i
· (∗‘𝐴))))))) |
135 | | atanval 25939 |
. . . . 5
⊢ (𝐴 ∈ dom arctan →
(arctan‘𝐴) = ((i / 2)
· ((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i ·
𝐴)))))) |
136 | 18, 135 | syl 17 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (arctan‘𝐴) =
((i / 2) · ((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i ·
𝐴)))))) |
137 | 136 | fveq2d 6760 |
. . 3
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘(arctan‘𝐴)) = (∗‘((i / 2) ·
((log‘(1 − (i · 𝐴))) − (log‘(1 + (i ·
𝐴))))))) |
138 | | atanval 25939 |
. . . 4
⊢
((∗‘𝐴)
∈ dom arctan → (arctan‘(∗‘𝐴)) = ((i / 2) · ((log‘(1
− (i · (∗‘𝐴)))) − (log‘(1 + (i ·
(∗‘𝐴))))))) |
139 | 121, 138 | syl 17 |
. . 3
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (arctan‘(∗‘𝐴)) = ((i / 2) · ((log‘(1
− (i · (∗‘𝐴)))) − (log‘(1 + (i ·
(∗‘𝐴))))))) |
140 | 134, 137,
139 | 3eqtr4d 2788 |
. 2
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (∗‘(arctan‘𝐴)) = (arctan‘(∗‘𝐴))) |
141 | 18, 140 | jca 511 |
1
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧
(ℜ‘𝐴) ≠ 0)
→ (𝐴 ∈ dom arctan
∧ (∗‘(arctan‘𝐴)) = (arctan‘(∗‘𝐴)))) |