MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  axi2m1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem axi2m1 10575
Description: i-squared equals -1 (expressed as i-squared plus 1 is 0). Axiom 12 of 22 for real and complex numbers, derived from ZF set theory. This construction-dependent theorem should not be referenced directly; instead, use ax-i2m1 10599. (Contributed by NM, 5-May-1996.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
axi2m1 ((i · i) + 1) = 0

Proof of Theorem axi2m1
StepHypRef Expression
1 0r 10496 . . . . . 6 0RR
2 1sr 10497 . . . . . 6 1RR
3 mulcnsr 10552 . . . . . 6 (((0RR ∧ 1RR) ∧ (0RR ∧ 1RR)) → (⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩) = ⟨((0R ·R 0R) +R (-1R ·R (1R ·R 1R))), ((1R ·R 0R) +R (0R ·R 1R))⟩)
41, 2, 1, 2, 3mp4an 689 . . . . 5 (⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩) = ⟨((0R ·R 0R) +R (-1R ·R (1R ·R 1R))), ((1R ·R 0R) +R (0R ·R 1R))⟩
5 00sr 10515 . . . . . . . . 9 (0RR → (0R ·R 0R) = 0R)
61, 5ax-mp 5 . . . . . . . 8 (0R ·R 0R) = 0R
7 1idsr 10514 . . . . . . . . . . 11 (1RR → (1R ·R 1R) = 1R)
82, 7ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (1R ·R 1R) = 1R
98oveq2i 7161 . . . . . . . . 9 (-1R ·R (1R ·R 1R)) = (-1R ·R 1R)
10 m1r 10498 . . . . . . . . . 10 -1RR
11 1idsr 10514 . . . . . . . . . 10 (-1RR → (-1R ·R 1R) = -1R)
1210, 11ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (-1R ·R 1R) = -1R
139, 12eqtri 2849 . . . . . . . 8 (-1R ·R (1R ·R 1R)) = -1R
146, 13oveq12i 7162 . . . . . . 7 ((0R ·R 0R) +R (-1R ·R (1R ·R 1R))) = (0R +R -1R)
15 addcomsr 10503 . . . . . . 7 (0R +R -1R) = (-1R +R 0R)
16 0idsr 10513 . . . . . . . 8 (-1RR → (-1R +R 0R) = -1R)
1710, 16ax-mp 5 . . . . . . 7 (-1R +R 0R) = -1R
1814, 15, 173eqtri 2853 . . . . . 6 ((0R ·R 0R) +R (-1R ·R (1R ·R 1R))) = -1R
19 00sr 10515 . . . . . . . . 9 (1RR → (1R ·R 0R) = 0R)
202, 19ax-mp 5 . . . . . . . 8 (1R ·R 0R) = 0R
21 1idsr 10514 . . . . . . . . 9 (0RR → (0R ·R 1R) = 0R)
221, 21ax-mp 5 . . . . . . . 8 (0R ·R 1R) = 0R
2320, 22oveq12i 7162 . . . . . . 7 ((1R ·R 0R) +R (0R ·R 1R)) = (0R +R 0R)
24 0idsr 10513 . . . . . . . 8 (0RR → (0R +R 0R) = 0R)
251, 24ax-mp 5 . . . . . . 7 (0R +R 0R) = 0R
2623, 25eqtri 2849 . . . . . 6 ((1R ·R 0R) +R (0R ·R 1R)) = 0R
2718, 26opeq12i 4807 . . . . 5 ⟨((0R ·R 0R) +R (-1R ·R (1R ·R 1R))), ((1R ·R 0R) +R (0R ·R 1R))⟩ = ⟨-1R, 0R
284, 27eqtri 2849 . . . 4 (⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩) = ⟨-1R, 0R
2928oveq1i 7160 . . 3 ((⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩) + ⟨1R, 0R⟩) = (⟨-1R, 0R⟩ + ⟨1R, 0R⟩)
30 addresr 10554 . . . 4 ((-1RR ∧ 1RR) → (⟨-1R, 0R⟩ + ⟨1R, 0R⟩) = ⟨(-1R +R 1R), 0R⟩)
3110, 2, 30mp2an 688 . . 3 (⟨-1R, 0R⟩ + ⟨1R, 0R⟩) = ⟨(-1R +R 1R), 0R
32 m1p1sr 10508 . . . 4 (-1R +R 1R) = 0R
3332opeq1i 4805 . . 3 ⟨(-1R +R 1R), 0R⟩ = ⟨0R, 0R
3429, 31, 333eqtri 2853 . 2 ((⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩) + ⟨1R, 0R⟩) = ⟨0R, 0R
35 df-i 10540 . . . 4 i = ⟨0R, 1R
3635, 35oveq12i 7162 . . 3 (i · i) = (⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩)
37 df-1 10539 . . 3 1 = ⟨1R, 0R
3836, 37oveq12i 7162 . 2 ((i · i) + 1) = ((⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩) + ⟨1R, 0R⟩)
39 df-0 10538 . 2 0 = ⟨0R, 0R
4034, 38, 393eqtr4i 2859 1 ((i · i) + 1) = 0
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   = wceq 1530  wcel 2107  cop 4570  (class class class)co 7150  Rcnr 10281  0Rc0r 10282  1Rc1r 10283  -1Rcm1r 10284   +R cplr 10285   ·R cmr 10286  0cc0 10531  1c1 10532  ici 10533   + caddc 10534   · cmul 10536
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2798  ax-sep 5200  ax-nul 5207  ax-pow 5263  ax-pr 5326  ax-un 7455  ax-inf2 9098
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2620  df-eu 2652  df-clab 2805  df-cleq 2819  df-clel 2898  df-nfc 2968  df-ne 3022  df-ral 3148  df-rex 3149  df-reu 3150  df-rmo 3151  df-rab 3152  df-v 3502  df-sbc 3777  df-csb 3888  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3956  df-pss 3958  df-nul 4296  df-if 4471  df-pw 4544  df-sn 4565  df-pr 4567  df-tp 4569  df-op 4571  df-uni 4838  df-int 4875  df-iun 4919  df-br 5064  df-opab 5126  df-mpt 5144  df-tr 5170  df-id 5459  df-eprel 5464  df-po 5473  df-so 5474  df-fr 5513  df-we 5515  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-pred 6147  df-ord 6193  df-on 6194  df-lim 6195  df-suc 6196  df-iota 6313  df-fun 6356  df-fn 6357  df-f 6358  df-f1 6359  df-fo 6360  df-f1o 6361  df-fv 6362  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-om 7574  df-1st 7685  df-2nd 7686  df-wrecs 7943  df-recs 8004  df-rdg 8042  df-1o 8098  df-oadd 8102  df-omul 8103  df-er 8284  df-ec 8286  df-qs 8290  df-ni 10288  df-pli 10289  df-mi 10290  df-lti 10291  df-plpq 10324  df-mpq 10325  df-ltpq 10326  df-enq 10327  df-nq 10328  df-erq 10329  df-plq 10330  df-mq 10331  df-1nq 10332  df-rq 10333  df-ltnq 10334  df-np 10397  df-1p 10398  df-plp 10399  df-mp 10400  df-ltp 10401  df-enr 10471  df-nr 10472  df-plr 10473  df-mr 10474  df-0r 10476  df-1r 10477  df-m1r 10478  df-c 10537  df-0 10538  df-1 10539  df-i 10540  df-add 10542  df-mul 10543
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator