Theorem atandm2 26845

Description: This form of atandm 26844 is a bit more useful for showing that the logarithms in df-atan 26835 are well-defined. (Contributed by Mario Carneiro, 31-Mar-2015.)

Assertion

Ref	Expression
atandm2	⊢ (𝐴 ∈ dom arctan ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ (1 − (i · 𝐴)) ≠ 0 ∧ (1 + (i · 𝐴)) ≠ 0))

Proof of Theorem atandm2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		atandm 26844	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ dom arctan ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ -i ∧ 𝐴 ≠ i))
2		3anass 1094	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (1 − (i · 𝐴)) ≠ 0 ∧ (1 + (i · 𝐴)) ≠ 0) ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ ((1 − (i · 𝐴)) ≠ 0 ∧ (1 + (i · 𝐴)) ≠ 0)))
3		ax-1cn 11086	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℂ
4		ax-icn 11087	. . . . . . . . . . 11 ⊢ i ∈ ℂ
5		mulcl 11112	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((i ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (i · 𝐴) ∈ ℂ)
6	4, 5	mpan 690	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (i · 𝐴) ∈ ℂ)
7		subeq0 11409	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((1 ∈ ℂ ∧ (i · 𝐴) ∈ ℂ) → ((1 − (i · 𝐴)) = 0 ↔ 1 = (i · 𝐴)))
8	3, 6, 7	sylancr 587	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((1 − (i · 𝐴)) = 0 ↔ 1 = (i · 𝐴)))
9	4, 4	mulneg2i 11586	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (i · -i) = -(i · i)
10		ixi 11768	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (i · i) = -1
11	10	negeqi 11375	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ -(i · i) = --1
12		negneg1e1 12136	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ --1 = 1
13	9, 11, 12	3eqtri 2763	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (i · -i) = 1
14	13	eqeq2i 2749	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((i · 𝐴) = (i · -i) ↔ (i · 𝐴) = 1)
15		eqcom 2743	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((i · 𝐴) = 1 ↔ 1 = (i · 𝐴))
16	14, 15	bitri 275	. . . . . . . . 9 ⊢ ((i · 𝐴) = (i · -i) ↔ 1 = (i · 𝐴))
17	8, 16	bitr4di 289	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((1 − (i · 𝐴)) = 0 ↔ (i · 𝐴) = (i · -i)))
18		id 22	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → 𝐴 ∈ ℂ)
19	4	negcli 11451	. . . . . . . . . 10 ⊢ -i ∈ ℂ
20	19	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → -i ∈ ℂ)
21	4	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → i ∈ ℂ)
22		ine0 11574	. . . . . . . . . 10 ⊢ i ≠ 0
23	22	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → i ≠ 0)
24	18, 20, 21, 23	mulcand 11772	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((i · 𝐴) = (i · -i) ↔ 𝐴 = -i))
25	17, 24	bitrd 279	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((1 − (i · 𝐴)) = 0 ↔ 𝐴 = -i))
26	25	necon3bid 2976	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((1 − (i · 𝐴)) ≠ 0 ↔ 𝐴 ≠ -i))
27		addcom 11321	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((1 ∈ ℂ ∧ (i · 𝐴) ∈ ℂ) → (1 + (i · 𝐴)) = ((i · 𝐴) + 1))
28	3, 6, 27	sylancr 587	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (1 + (i · 𝐴)) = ((i · 𝐴) + 1))
29		subneg 11432	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((i · 𝐴) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((i · 𝐴) − -1) = ((i · 𝐴) + 1))
30	6, 3, 29	sylancl 586	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((i · 𝐴) − -1) = ((i · 𝐴) + 1))
31	28, 30	eqtr4d 2774	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (1 + (i · 𝐴)) = ((i · 𝐴) − -1))
32	31	eqeq1d 2738	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((1 + (i · 𝐴)) = 0 ↔ ((i · 𝐴) − -1) = 0))
33	3	negcli 11451	. . . . . . . . . . 11 ⊢ -1 ∈ ℂ
34		subeq0 11409	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((i · 𝐴) ∈ ℂ ∧ -1 ∈ ℂ) → (((i · 𝐴) − -1) = 0 ↔ (i · 𝐴) = -1))
35	6, 33, 34	sylancl 586	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (((i · 𝐴) − -1) = 0 ↔ (i · 𝐴) = -1))
36	32, 35	bitrd 279	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((1 + (i · 𝐴)) = 0 ↔ (i · 𝐴) = -1))
37	10	eqeq2i 2749	. . . . . . . . 9 ⊢ ((i · 𝐴) = (i · i) ↔ (i · 𝐴) = -1)
38	36, 37	bitr4di 289	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((1 + (i · 𝐴)) = 0 ↔ (i · 𝐴) = (i · i)))
39	18, 21, 21, 23	mulcand 11772	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((i · 𝐴) = (i · i) ↔ 𝐴 = i))
40	38, 39	bitrd 279	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((1 + (i · 𝐴)) = 0 ↔ 𝐴 = i))
41	40	necon3bid 2976	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((1 + (i · 𝐴)) ≠ 0 ↔ 𝐴 ≠ i))
42	26, 41	anbi12d 632	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (((1 − (i · 𝐴)) ≠ 0 ∧ (1 + (i · 𝐴)) ≠ 0) ↔ (𝐴 ≠ -i ∧ 𝐴 ≠ i)))
43	42	pm5.32i 574	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ ((1 − (i · 𝐴)) ≠ 0 ∧ (1 + (i · 𝐴)) ≠ 0)) ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝐴 ≠ -i ∧ 𝐴 ≠ i)))
44		3anass 1094	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ -i ∧ 𝐴 ≠ i) ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝐴 ≠ -i ∧ 𝐴 ≠ i)))
45	43, 44	bitr4i 278	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ ((1 − (i · 𝐴)) ≠ 0 ∧ (1 + (i · 𝐴)) ≠ 0)) ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ -i ∧ 𝐴 ≠ i))
46	2, 45	bitri 275	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (1 − (i · 𝐴)) ≠ 0 ∧ (1 + (i · 𝐴)) ≠ 0) ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ -i ∧ 𝐴 ≠ i))
47	1, 46	bitr4i 278	1 ⊢ (𝐴 ∈ dom arctan ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ (1 − (i · 𝐴)) ≠ 0 ∧ (1 + (i · 𝐴)) ≠ 0))

Syntax hints:   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1541   ∈ wcel 2113   ≠ wne 2932  dom cdm 5624  (class class class)co 7358  ℂcc 11026  0cc0 11028  1c1 11029  ici 11030   + caddc 11031   · cmul 11033   − cmin 11366  -cneg 11367  arctancatan 26832

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2184  ax-ext 2708  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680  ax-resscn 11085  ax-1cn 11086  ax-icn 11087  ax-addcl 11088  ax-addrcl 11089  ax-mulcl 11090  ax-mulrcl 11091  ax-mulcom 11092  ax-addass 11093  ax-mulass 11094  ax-distr 11095  ax-i2m1 11096  ax-1ne0 11097  ax-1rid 11098  ax-rnegex 11099  ax-rrecex 11100  ax-cnre 11101  ax-pre-lttri 11102  ax-pre-lttrn 11103  ax-pre-ltadd 11104  ax-pre-mulgt0 11105

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-op 4587  df-uni 4864  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-id 5519  df-po 5532  df-so 5533  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-er 8635  df-en 8886  df-dom 8887  df-sdom 8888  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11368  df-neg 11369  df-atan 26835

This theorem is referenced by:  atanf  26848  atanneg  26875  atancj  26878  efiatan  26880  atanlogaddlem  26881  atanlogadd  26882  atanlogsublem  26883  atanlogsub  26884  efiatan2  26885  2efiatan  26886  atantan  26891  atanbndlem  26893  dvatan  26903  atantayl  26905