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

Theorem crreczi 14194
Description: Reciprocal of a complex number in terms of real and imaginary components. Remark in [Apostol] p. 361. (Contributed by NM, 29-Apr-2005.) (Proof shortened by Jeff Hankins, 16-Dec-2013.)
Hypotheses
Ref Expression
crrecz.1 ๐ด โˆˆ โ„
crrecz.2 ๐ต โˆˆ โ„
Assertion
Ref Expression
crreczi ((๐ด โ‰  0 โˆจ ๐ต โ‰  0) โ†’ (1 / (๐ด + (i ยท ๐ต))) = ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))))

Proof of Theorem crreczi
StepHypRef Expression
1 crrecz.1 . . . . . . . 8 ๐ด โˆˆ โ„
21recni 11229 . . . . . . 7 ๐ด โˆˆ โ„‚
32sqcli 14148 . . . . . 6 (๐ดโ†‘2) โˆˆ โ„‚
4 ax-icn 11168 . . . . . . . 8 i โˆˆ โ„‚
5 crrecz.2 . . . . . . . . 9 ๐ต โˆˆ โ„
65recni 11229 . . . . . . . 8 ๐ต โˆˆ โ„‚
74, 6mulcli 11222 . . . . . . 7 (i ยท ๐ต) โˆˆ โ„‚
87sqcli 14148 . . . . . 6 ((i ยท ๐ต)โ†‘2) โˆˆ โ„‚
93, 8negsubi 11539 . . . . 5 ((๐ดโ†‘2) + -((i ยท ๐ต)โ†‘2)) = ((๐ดโ†‘2) โˆ’ ((i ยท ๐ต)โ†‘2))
104, 6sqmuli 14151 . . . . . . . . 9 ((i ยท ๐ต)โ†‘2) = ((iโ†‘2) ยท (๐ตโ†‘2))
11 i2 14169 . . . . . . . . . 10 (iโ†‘2) = -1
1211oveq1i 7414 . . . . . . . . 9 ((iโ†‘2) ยท (๐ตโ†‘2)) = (-1 ยท (๐ตโ†‘2))
13 ax-1cn 11167 . . . . . . . . . 10 1 โˆˆ โ„‚
146sqcli 14148 . . . . . . . . . 10 (๐ตโ†‘2) โˆˆ โ„‚
1513, 14mulneg1i 11661 . . . . . . . . 9 (-1 ยท (๐ตโ†‘2)) = -(1 ยท (๐ตโ†‘2))
1610, 12, 153eqtri 2758 . . . . . . . 8 ((i ยท ๐ต)โ†‘2) = -(1 ยท (๐ตโ†‘2))
1716negeqi 11454 . . . . . . 7 -((i ยท ๐ต)โ†‘2) = --(1 ยท (๐ตโ†‘2))
1813, 14mulcli 11222 . . . . . . . 8 (1 ยท (๐ตโ†‘2)) โˆˆ โ„‚
1918negnegi 11531 . . . . . . 7 --(1 ยท (๐ตโ†‘2)) = (1 ยท (๐ตโ†‘2))
2014mullidi 11220 . . . . . . 7 (1 ยท (๐ตโ†‘2)) = (๐ตโ†‘2)
2117, 19, 203eqtri 2758 . . . . . 6 -((i ยท ๐ต)โ†‘2) = (๐ตโ†‘2)
2221oveq2i 7415 . . . . 5 ((๐ดโ†‘2) + -((i ยท ๐ต)โ†‘2)) = ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))
232, 7subsqi 14180 . . . . 5 ((๐ดโ†‘2) โˆ’ ((i ยท ๐ต)โ†‘2)) = ((๐ด + (i ยท ๐ต)) ยท (๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)))
249, 22, 233eqtr3ri 2763 . . . 4 ((๐ด + (i ยท ๐ต)) ยท (๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต))) = ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))
2524oveq1i 7414 . . 3 (((๐ด + (i ยท ๐ต)) ยท (๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต))) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))) = (((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)))
26 neorian 3031 . . . . 5 ((๐ด โ‰  0 โˆจ ๐ต โ‰  0) โ†” ยฌ (๐ด = 0 โˆง ๐ต = 0))
27 sumsqeq0 14146 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„) โ†’ ((๐ด = 0 โˆง ๐ต = 0) โ†” ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) = 0))
281, 5, 27mp2an 689 . . . . . 6 ((๐ด = 0 โˆง ๐ต = 0) โ†” ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) = 0)
2928necon3bbii 2982 . . . . 5 (ยฌ (๐ด = 0 โˆง ๐ต = 0) โ†” ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) โ‰  0)
3026, 29bitri 275 . . . 4 ((๐ด โ‰  0 โˆจ ๐ต โ‰  0) โ†” ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) โ‰  0)
312, 7addcli 11221 . . . . 5 (๐ด + (i ยท ๐ต)) โˆˆ โ„‚
322, 7subcli 11537 . . . . 5 (๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) โˆˆ โ„‚
333, 14addcli 11221 . . . . 5 ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) โˆˆ โ„‚
3431, 32, 33divasszi 11965 . . . 4 (((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) โ‰  0 โ†’ (((๐ด + (i ยท ๐ต)) ยท (๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต))) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))) = ((๐ด + (i ยท ๐ต)) ยท ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)))))
3530, 34sylbi 216 . . 3 ((๐ด โ‰  0 โˆจ ๐ต โ‰  0) โ†’ (((๐ด + (i ยท ๐ต)) ยท (๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต))) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))) = ((๐ด + (i ยท ๐ต)) ยท ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)))))
36 divid 11902 . . . . 5 ((((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) โˆˆ โ„‚ โˆง ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) โ‰  0) โ†’ (((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))) = 1)
3733, 36mpan 687 . . . 4 (((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) โ‰  0 โ†’ (((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))) = 1)
3830, 37sylbi 216 . . 3 ((๐ด โ‰  0 โˆจ ๐ต โ‰  0) โ†’ (((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))) = 1)
3925, 35, 383eqtr3a 2790 . 2 ((๐ด โ‰  0 โˆจ ๐ต โ‰  0) โ†’ ((๐ด + (i ยท ๐ต)) ยท ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)))) = 1)
4032, 33divclzi 11950 . . . 4 (((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)) โ‰  0 โ†’ ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))) โˆˆ โ„‚)
4130, 40sylbi 216 . . 3 ((๐ด โ‰  0 โˆจ ๐ต โ‰  0) โ†’ ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))) โˆˆ โ„‚)
4231a1i 11 . . 3 ((๐ด โ‰  0 โˆจ ๐ต โ‰  0) โ†’ (๐ด + (i ยท ๐ต)) โˆˆ โ„‚)
43 crne0 12206 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„) โ†’ ((๐ด โ‰  0 โˆจ ๐ต โ‰  0) โ†” (๐ด + (i ยท ๐ต)) โ‰  0))
441, 5, 43mp2an 689 . . . 4 ((๐ด โ‰  0 โˆจ ๐ต โ‰  0) โ†” (๐ด + (i ยท ๐ต)) โ‰  0)
4544biimpi 215 . . 3 ((๐ด โ‰  0 โˆจ ๐ต โ‰  0) โ†’ (๐ด + (i ยท ๐ต)) โ‰  0)
46 divmul 11876 . . . 4 ((1 โˆˆ โ„‚ โˆง ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))) โˆˆ โ„‚ โˆง ((๐ด + (i ยท ๐ต)) โˆˆ โ„‚ โˆง (๐ด + (i ยท ๐ต)) โ‰  0)) โ†’ ((1 / (๐ด + (i ยท ๐ต))) = ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))) โ†” ((๐ด + (i ยท ๐ต)) ยท ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)))) = 1))
4713, 46mp3an1 1444 . . 3 ((((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))) โˆˆ โ„‚ โˆง ((๐ด + (i ยท ๐ต)) โˆˆ โ„‚ โˆง (๐ด + (i ยท ๐ต)) โ‰  0)) โ†’ ((1 / (๐ด + (i ยท ๐ต))) = ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))) โ†” ((๐ด + (i ยท ๐ต)) ยท ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)))) = 1))
4841, 42, 45, 47syl12anc 834 . 2 ((๐ด โ‰  0 โˆจ ๐ต โ‰  0) โ†’ ((1 / (๐ด + (i ยท ๐ต))) = ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))) โ†” ((๐ด + (i ยท ๐ต)) ยท ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2)))) = 1))
4939, 48mpbird 257 1 ((๐ด โ‰  0 โˆจ ๐ต โ‰  0) โ†’ (1 / (๐ด + (i ยท ๐ต))) = ((๐ด โˆ’ (i ยท ๐ต)) / ((๐ดโ†‘2) + (๐ตโ†‘2))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ยฌ wn 3   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 395   โˆจ wo 844   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098   โ‰  wne 2934  (class class class)co 7404  โ„‚cc 11107  โ„cr 11108  0cc0 11109  1c1 11110  ici 11111   + caddc 11112   ยท cmul 11114   โˆ’ cmin 11445  -cneg 11446   / cdiv 11872  2c2 12268  โ†‘cexp 14030
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 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7721  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-op 4630  df-uni 4903  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6293  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6488  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7360  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-om 7852  df-2nd 7972  df-frecs 8264  df-wrecs 8295  df-recs 8369  df-rdg 8408  df-er 8702  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-sub 11447  df-neg 11448  df-div 11873  df-nn 12214  df-2 12276  df-n0 12474  df-z 12560  df-uz 12824  df-seq 13970  df-exp 14031
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator