Users' Mathboxes Mathbox for Steven Nguyen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  cnreeu Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cnreeu 43555
Description: The reals in the expression given by cnre 11305 uniquely define a complex number. (Contributed by SN, 27-Jun-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
cnreeu.r (𝜑 → 𝑟 ∈ ℝ)
cnreeu.s (𝜑 → 𝑠 ∈ ℝ)
cnreeu.t (𝜑 → 𝑡 ∈ ℝ)
cnreeu.u (𝜑 → 𝑢 ∈ ℝ)
Assertion
Ref Expression
cnreeu (𝜑 → ((𝑟 + (i · 𝑠)) = (𝑡 + (i · 𝑢)) ↔ (𝑟 = 𝑡 ∧ 𝑠 = 𝑢)))

Proof of Theorem cnreeu
StepHypRef Expression
1 oveq1 7427 . . . 4 ((𝑟 + (i · 𝑠)) = (𝑡 + (i · 𝑢)) → ((𝑟 + (i · 𝑠)) + (i · (0 −ℝ 𝑠))) = ((𝑡 + (i · 𝑢)) + (i · (0 −ℝ 𝑠))))
21oveq2d 7436 . . 3 ((𝑟 + (i · 𝑠)) = (𝑡 + (i · 𝑢)) → ((0 −ℝ 𝑡) + ((𝑟 + (i · 𝑠)) + (i · (0 −ℝ 𝑠)))) = ((0 −ℝ 𝑡) + ((𝑡 + (i · 𝑢)) + (i · (0 −ℝ 𝑠)))))
3 cnreeu.r . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑟 ∈ ℝ)
43recnd 11337 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑟 ∈ ℂ)
5 ax-icn 11259 . . . . . . . . . . . 12 i ∈ ℂ
65a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → i ∈ ℂ)
7 cnreeu.s . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑠 ∈ ℝ)
87recnd 11337 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑠 ∈ ℂ)
96, 8mulcld 11329 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (i · 𝑠) ∈ ℂ)
10 rernegcl 43423 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ ℝ → (0 −ℝ 𝑠) ∈ ℝ)
117, 10syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (0 −ℝ 𝑠) ∈ ℝ)
1211recnd 11337 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (0 −ℝ 𝑠) ∈ ℂ)
136, 12mulcld 11329 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (i · (0 −ℝ 𝑠)) ∈ ℂ)
144, 9, 13addassd 11331 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑟 + (i · 𝑠)) + (i · (0 −ℝ 𝑠))) = (𝑟 + ((i · 𝑠) + (i · (0 −ℝ 𝑠)))))
15 renegid 43425 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ ℝ → (𝑠 + (0 −ℝ 𝑠)) = 0)
167, 15syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑠 + (0 −ℝ 𝑠)) = 0)
1716oveq2d 7436 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (i · (𝑠 + (0 −ℝ 𝑠))) = (i · 0))
186, 8, 12adddid 11333 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (i · (𝑠 + (0 −ℝ 𝑠))) = ((i · 𝑠) + (i · (0 −ℝ 𝑠))))
19 sn-it0e0 43468 . . . . . . . . . . . 12 (i · 0) = 0
2019a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (i · 0) = 0)
2117, 18, 203eqtr3d 2803 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((i · 𝑠) + (i · (0 −ℝ 𝑠))) = 0)
2221oveq2d 7436 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑟 + ((i · 𝑠) + (i · (0 −ℝ 𝑠)))) = (𝑟 + 0))
23 readdrid 43462 . . . . . . . . . 10 (𝑟 ∈ ℝ → (𝑟 + 0) = 𝑟)
243, 23syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑟 + 0) = 𝑟)
2514, 22, 243eqtrd 2799 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑟 + (i · 𝑠)) + (i · (0 −ℝ 𝑠))) = 𝑟)
2625oveq2d 7436 . . . . . . 7 (𝜑 → ((0 −ℝ 𝑡) + ((𝑟 + (i · 𝑠)) + (i · (0 −ℝ 𝑠)))) = ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟))
27 cnreeu.t . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑡 ∈ ℝ)
28 rernegcl 43423 . . . . . . . . . . . 12 (𝑡 ∈ ℝ → (0 −ℝ 𝑡) ∈ ℝ)
2927, 28syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (0 −ℝ 𝑡) ∈ ℝ)
3029recnd 11337 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0 −ℝ 𝑡) ∈ ℂ)
3127recnd 11337 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑡 ∈ ℂ)
32 cnreeu.u . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑢 ∈ ℝ)
3332recnd 11337 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑢 ∈ ℂ)
346, 33mulcld 11329 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (i · 𝑢) ∈ ℂ)
3530, 31, 34addassd 11331 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((0 −ℝ 𝑡) + 𝑡) + (i · 𝑢)) = ((0 −ℝ 𝑡) + (𝑡 + (i · 𝑢))))
3635oveq1d 7435 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((((0 −ℝ 𝑡) + 𝑡) + (i · 𝑢)) + (i · (0 −ℝ 𝑠))) = (((0 −ℝ 𝑡) + (𝑡 + (i · 𝑢))) + (i · (0 −ℝ 𝑠))))
37 sn-addlid 43456 . . . . . . . . . . 11 ((i · 𝑢) ∈ ℂ → (0 + (i · 𝑢)) = (i · 𝑢))
3834, 37syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0 + (i · 𝑢)) = (i · 𝑢))
3938oveq1d 7435 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((0 + (i · 𝑢)) + (i · (0 −ℝ 𝑠))) = ((i · 𝑢) + (i · (0 −ℝ 𝑠))))
40 renegid2 43466 . . . . . . . . . . . 12 (𝑡 ∈ ℝ → ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑡) = 0)
4127, 40syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑡) = 0)
4241oveq1d 7435 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((0 −ℝ 𝑡) + 𝑡) + (i · 𝑢)) = (0 + (i · 𝑢)))
4342oveq1d 7435 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((((0 −ℝ 𝑡) + 𝑡) + (i · 𝑢)) + (i · (0 −ℝ 𝑠))) = ((0 + (i · 𝑢)) + (i · (0 −ℝ 𝑠))))
446, 33, 12adddid 11333 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠))) = ((i · 𝑢) + (i · (0 −ℝ 𝑠))))
4539, 43, 443eqtr4d 2805 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((((0 −ℝ 𝑡) + 𝑡) + (i · 𝑢)) + (i · (0 −ℝ 𝑠))) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠))))
4631, 34addcld 11328 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑡 + (i · 𝑢)) ∈ ℂ)
4730, 46, 13addassd 11331 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((0 −ℝ 𝑡) + (𝑡 + (i · 𝑢))) + (i · (0 −ℝ 𝑠))) = ((0 −ℝ 𝑡) + ((𝑡 + (i · 𝑢)) + (i · (0 −ℝ 𝑠)))))
4836, 45, 473eqtr3rd 2804 . . . . . . 7 (𝜑 → ((0 −ℝ 𝑡) + ((𝑡 + (i · 𝑢)) + (i · (0 −ℝ 𝑠)))) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠))))
4926, 48eqeq12d 2776 . . . . . 6 (𝜑 → (((0 −ℝ 𝑡) + ((𝑟 + (i · 𝑠)) + (i · (0 −ℝ 𝑠)))) = ((0 −ℝ 𝑡) + ((𝑡 + (i · 𝑢)) + (i · (0 −ℝ 𝑠)))) ↔ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))))
5049biimpa 482 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + ((𝑟 + (i · 𝑠)) + (i · (0 −ℝ 𝑠)))) = ((0 −ℝ 𝑡) + ((𝑡 + (i · 𝑢)) + (i · (0 −ℝ 𝑠))))) → ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠))))
51 simpr 490 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠))))
5232adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → 𝑢 ∈ ℝ)
5311adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → (0 −ℝ 𝑠) ∈ ℝ)
5452, 53readdcld 11338 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)) ∈ ℝ)
5529adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → (0 −ℝ 𝑡) ∈ ℝ)
563adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → 𝑟 ∈ ℝ)
5755, 56readdcld 11338 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) ∈ ℝ)
5851, 57eqeltrrd 2861 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠))) ∈ ℝ)
59 sn-itrere 43553 . . . . . . . . . . 11 ((𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)) ∈ ℝ → ((i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠))) ∈ ℝ ↔ (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)) = 0))
6059biimpa 482 . . . . . . . . . 10 (((𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)) ∈ ℝ ∧ (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠))) ∈ ℝ) → (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)) = 0)
6154, 58, 60syl2anc 596 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)) = 0)
6261oveq2d 7436 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠))) = (i · 0))
6319a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → (i · 0) = 0)
6451, 62, 633eqtrd 2799 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0)
65 oveq2 7428 . . . . . . . . 9 (((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0 → (𝑡 + ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟)) = (𝑡 + 0))
6665adantl 487 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0) → (𝑡 + ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟)) = (𝑡 + 0))
67 renegid 43425 . . . . . . . . . . . 12 (𝑡 ∈ ℝ → (𝑡 + (0 −ℝ 𝑡)) = 0)
6827, 67syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑡 + (0 −ℝ 𝑡)) = 0)
6968adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0) → (𝑡 + (0 −ℝ 𝑡)) = 0)
7069oveq1d 7435 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0) → ((𝑡 + (0 −ℝ 𝑡)) + 𝑟) = (0 + 𝑟))
7131adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0) → 𝑡 ∈ ℂ)
7230adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0) → (0 −ℝ 𝑡) ∈ ℂ)
734adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0) → 𝑟 ∈ ℂ)
7471, 72, 73addassd 11331 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0) → ((𝑡 + (0 −ℝ 𝑡)) + 𝑟) = (𝑡 + ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟)))
75 readdlid 43455 . . . . . . . . . . 11 (𝑟 ∈ ℝ → (0 + 𝑟) = 𝑟)
763, 75syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0 + 𝑟) = 𝑟)
7776adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0) → (0 + 𝑟) = 𝑟)
7870, 74, 773eqtr3d 2803 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0) → (𝑡 + ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟)) = 𝑟)
7927adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0) → 𝑡 ∈ ℝ)
80 readdrid 43462 . . . . . . . . 9 (𝑡 ∈ ℝ → (𝑡 + 0) = 𝑡)
8179, 80syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0) → (𝑡 + 0) = 𝑡)
8266, 78, 813eqtr3d 2803 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = 0) → 𝑟 = 𝑡)
8364, 82syldan 603 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → 𝑟 = 𝑡)
8433, 12, 8addassd 11331 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)) + 𝑠) = (𝑢 + ((0 −ℝ 𝑠) + 𝑠)))
85 renegid2 43466 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ ℝ → ((0 −ℝ 𝑠) + 𝑠) = 0)
867, 85syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((0 −ℝ 𝑠) + 𝑠) = 0)
8786oveq2d 7436 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑢 + ((0 −ℝ 𝑠) + 𝑠)) = (𝑢 + 0))
88 readdrid 43462 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 ∈ ℝ → (𝑢 + 0) = 𝑢)
8932, 88syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑢 + 0) = 𝑢)
9084, 87, 893eqtrd 2799 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)) + 𝑠) = 𝑢)
91 oveq1 7427 . . . . . . . . 9 ((𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)) = 0 → ((𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)) + 𝑠) = (0 + 𝑠))
9290, 91sylan9req 2816 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)) = 0) → 𝑢 = (0 + 𝑠))
93 readdlid 43455 . . . . . . . . . 10 (𝑠 ∈ ℝ → (0 + 𝑠) = 𝑠)
947, 93syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (0 + 𝑠) = 𝑠)
9594adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)) = 0) → (0 + 𝑠) = 𝑠)
9692, 95eqtr2d 2796 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)) = 0) → 𝑠 = 𝑢)
9761, 96syldan 603 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → 𝑠 = 𝑢)
9883, 97jca 521 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + 𝑟) = (i · (𝑢 + (0 −ℝ 𝑠)))) → (𝑟 = 𝑡 ∧ 𝑠 = 𝑢))
9950, 98syldan 603 . . . 4 ((𝜑 ∧ ((0 −ℝ 𝑡) + ((𝑟 + (i · 𝑠)) + (i · (0 −ℝ 𝑠)))) = ((0 −ℝ 𝑡) + ((𝑡 + (i · 𝑢)) + (i · (0 −ℝ 𝑠))))) → (𝑟 = 𝑡 ∧ 𝑠 = 𝑢))
10099ex 418 . . 3 (𝜑 → (((0 −ℝ 𝑡) + ((𝑟 + (i · 𝑠)) + (i · (0 −ℝ 𝑠)))) = ((0 −ℝ 𝑡) + ((𝑡 + (i · 𝑢)) + (i · (0 −ℝ 𝑠)))) → (𝑟 = 𝑡 ∧ 𝑠 = 𝑢)))
1012, 100syl5 35 . 2 (𝜑 → ((𝑟 + (i · 𝑠)) = (𝑡 + (i · 𝑢)) → (𝑟 = 𝑡 ∧ 𝑠 = 𝑢)))
102 id 23 . . 3 (𝑟 = 𝑡 → 𝑟 = 𝑡)
103 oveq2 7428 . . 3 (𝑠 = 𝑢 → (i · 𝑠) = (i · 𝑢))
104102, 103oveqan12d 7439 . 2 ((𝑟 = 𝑡 ∧ 𝑠 = 𝑢) → (𝑟 + (i · 𝑠)) = (𝑡 + (i · 𝑢)))
105101, 104impbid1 228 1 (𝜑 → ((𝑟 + (i · 𝑠)) = (𝑡 + (i · 𝑢)) ↔ (𝑟 = 𝑡 ∧ 𝑠 = 𝑢)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  (class class class)co 7420  ℂcc 11198  ℝcr 11199  0cc0 11200  ici 11202   + caddc 11203   · cmul 11205   −ℝ cresub 43417
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-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  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
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-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-id 5545  df-po 5558  df-so 5559  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-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-2 12405  df-3 12406  df-resub 43418  df-rediv 43493
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator