MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  efeq1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem efeq1 26028
Description: A complex number whose exponential is one is an integer multiple of 2Ο€i. (Contributed by NM, 17-Aug-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 10-May-2014.)
Assertion
Ref Expression
efeq1 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((expβ€˜π΄) = 1 ↔ (𝐴 / (i Β· (2 Β· Ο€))) ∈ β„€))

Proof of Theorem efeq1
StepHypRef Expression
1 halfcl 12433 . . . 4 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (𝐴 / 2) ∈ β„‚)
2 ax-icn 11165 . . . . 5 i ∈ β„‚
3 ine0 11645 . . . . 5 i β‰  0
4 divcl 11874 . . . . 5 (((𝐴 / 2) ∈ β„‚ ∧ i ∈ β„‚ ∧ i β‰  0) β†’ ((𝐴 / 2) / i) ∈ β„‚)
52, 3, 4mp3an23 1453 . . . 4 ((𝐴 / 2) ∈ β„‚ β†’ ((𝐴 / 2) / i) ∈ β„‚)
61, 5syl 17 . . 3 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((𝐴 / 2) / i) ∈ β„‚)
7 sineq0 26024 . . 3 (((𝐴 / 2) / i) ∈ β„‚ β†’ ((sinβ€˜((𝐴 / 2) / i)) = 0 ↔ (((𝐴 / 2) / i) / Ο€) ∈ β„€))
86, 7syl 17 . 2 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((sinβ€˜((𝐴 / 2) / i)) = 0 ↔ (((𝐴 / 2) / i) / Ο€) ∈ β„€))
9 sinval 16061 . . . . . 6 (((𝐴 / 2) / i) ∈ β„‚ β†’ (sinβ€˜((𝐴 / 2) / i)) = (((expβ€˜(i Β· ((𝐴 / 2) / i))) βˆ’ (expβ€˜(-i Β· ((𝐴 / 2) / i)))) / (2 Β· i)))
106, 9syl 17 . . . . 5 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (sinβ€˜((𝐴 / 2) / i)) = (((expβ€˜(i Β· ((𝐴 / 2) / i))) βˆ’ (expβ€˜(-i Β· ((𝐴 / 2) / i)))) / (2 Β· i)))
11 divcan2 11876 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 / 2) ∈ β„‚ ∧ i ∈ β„‚ ∧ i β‰  0) β†’ (i Β· ((𝐴 / 2) / i)) = (𝐴 / 2))
122, 3, 11mp3an23 1453 . . . . . . . . 9 ((𝐴 / 2) ∈ β„‚ β†’ (i Β· ((𝐴 / 2) / i)) = (𝐴 / 2))
131, 12syl 17 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (i Β· ((𝐴 / 2) / i)) = (𝐴 / 2))
1413fveq2d 6892 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜(i Β· ((𝐴 / 2) / i))) = (expβ€˜(𝐴 / 2)))
15 mulneg1 11646 . . . . . . . . . 10 ((i ∈ β„‚ ∧ ((𝐴 / 2) / i) ∈ β„‚) β†’ (-i Β· ((𝐴 / 2) / i)) = -(i Β· ((𝐴 / 2) / i)))
162, 6, 15sylancr 587 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (-i Β· ((𝐴 / 2) / i)) = -(i Β· ((𝐴 / 2) / i)))
1713negeqd 11450 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ -(i Β· ((𝐴 / 2) / i)) = -(𝐴 / 2))
1816, 17eqtrd 2772 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (-i Β· ((𝐴 / 2) / i)) = -(𝐴 / 2))
1918fveq2d 6892 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜(-i Β· ((𝐴 / 2) / i))) = (expβ€˜-(𝐴 / 2)))
2014, 19oveq12d 7423 . . . . . 6 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((expβ€˜(i Β· ((𝐴 / 2) / i))) βˆ’ (expβ€˜(-i Β· ((𝐴 / 2) / i)))) = ((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))))
2120oveq1d 7420 . . . . 5 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (((expβ€˜(i Β· ((𝐴 / 2) / i))) βˆ’ (expβ€˜(-i Β· ((𝐴 / 2) / i)))) / (2 Β· i)) = (((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) / (2 Β· i)))
2210, 21eqtrd 2772 . . . 4 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (sinβ€˜((𝐴 / 2) / i)) = (((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) / (2 Β· i)))
2322eqeq1d 2734 . . 3 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((sinβ€˜((𝐴 / 2) / i)) = 0 ↔ (((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) / (2 Β· i)) = 0))
24 efcl 16022 . . . . . 6 ((𝐴 / 2) ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜(𝐴 / 2)) ∈ β„‚)
251, 24syl 17 . . . . 5 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜(𝐴 / 2)) ∈ β„‚)
261negcld 11554 . . . . . 6 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ -(𝐴 / 2) ∈ β„‚)
27 efcl 16022 . . . . . 6 (-(𝐴 / 2) ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜-(𝐴 / 2)) ∈ β„‚)
2826, 27syl 17 . . . . 5 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜-(𝐴 / 2)) ∈ β„‚)
2925, 28subcld 11567 . . . 4 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) ∈ β„‚)
30 2cn 12283 . . . . . 6 2 ∈ β„‚
3130, 2mulcli 11217 . . . . 5 (2 Β· i) ∈ β„‚
32 2ne0 12312 . . . . . 6 2 β‰  0
3330, 2, 32, 3mulne0i 11853 . . . . 5 (2 Β· i) β‰  0
34 diveq0 11878 . . . . 5 ((((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) ∈ β„‚ ∧ (2 Β· i) ∈ β„‚ ∧ (2 Β· i) β‰  0) β†’ ((((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) / (2 Β· i)) = 0 ↔ ((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) = 0))
3531, 33, 34mp3an23 1453 . . . 4 (((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) ∈ β„‚ β†’ ((((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) / (2 Β· i)) = 0 ↔ ((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) = 0))
3629, 35syl 17 . . 3 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) / (2 Β· i)) = 0 ↔ ((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) = 0))
37 efne0 16036 . . . . . . . 8 (-(𝐴 / 2) ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜-(𝐴 / 2)) β‰  0)
3826, 37syl 17 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜-(𝐴 / 2)) β‰  0)
3925, 28, 28, 38divsubdird 12025 . . . . . 6 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) / (expβ€˜-(𝐴 / 2))) = (((expβ€˜(𝐴 / 2)) / (expβ€˜-(𝐴 / 2))) βˆ’ ((expβ€˜-(𝐴 / 2)) / (expβ€˜-(𝐴 / 2)))))
40 efsub 16039 . . . . . . . . 9 (((𝐴 / 2) ∈ β„‚ ∧ -(𝐴 / 2) ∈ β„‚) β†’ (expβ€˜((𝐴 / 2) βˆ’ -(𝐴 / 2))) = ((expβ€˜(𝐴 / 2)) / (expβ€˜-(𝐴 / 2))))
411, 26, 40syl2anc 584 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜((𝐴 / 2) βˆ’ -(𝐴 / 2))) = ((expβ€˜(𝐴 / 2)) / (expβ€˜-(𝐴 / 2))))
421, 1subnegd 11574 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((𝐴 / 2) βˆ’ -(𝐴 / 2)) = ((𝐴 / 2) + (𝐴 / 2)))
43 2halves 12436 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((𝐴 / 2) + (𝐴 / 2)) = 𝐴)
4442, 43eqtrd 2772 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((𝐴 / 2) βˆ’ -(𝐴 / 2)) = 𝐴)
4544fveq2d 6892 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜((𝐴 / 2) βˆ’ -(𝐴 / 2))) = (expβ€˜π΄))
4641, 45eqtr3d 2774 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((expβ€˜(𝐴 / 2)) / (expβ€˜-(𝐴 / 2))) = (expβ€˜π΄))
4728, 38dividd 11984 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((expβ€˜-(𝐴 / 2)) / (expβ€˜-(𝐴 / 2))) = 1)
4846, 47oveq12d 7423 . . . . . 6 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (((expβ€˜(𝐴 / 2)) / (expβ€˜-(𝐴 / 2))) βˆ’ ((expβ€˜-(𝐴 / 2)) / (expβ€˜-(𝐴 / 2)))) = ((expβ€˜π΄) βˆ’ 1))
4939, 48eqtrd 2772 . . . . 5 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) / (expβ€˜-(𝐴 / 2))) = ((expβ€˜π΄) βˆ’ 1))
5049eqeq1d 2734 . . . 4 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) / (expβ€˜-(𝐴 / 2))) = 0 ↔ ((expβ€˜π΄) βˆ’ 1) = 0))
5129, 28, 38diveq0ad 11996 . . . 4 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) / (expβ€˜-(𝐴 / 2))) = 0 ↔ ((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) = 0))
52 efcl 16022 . . . . 5 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜π΄) ∈ β„‚)
53 ax-1cn 11164 . . . . 5 1 ∈ β„‚
54 subeq0 11482 . . . . 5 (((expβ€˜π΄) ∈ β„‚ ∧ 1 ∈ β„‚) β†’ (((expβ€˜π΄) βˆ’ 1) = 0 ↔ (expβ€˜π΄) = 1))
5552, 53, 54sylancl 586 . . . 4 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (((expβ€˜π΄) βˆ’ 1) = 0 ↔ (expβ€˜π΄) = 1))
5650, 51, 553bitr3d 308 . . 3 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (((expβ€˜(𝐴 / 2)) βˆ’ (expβ€˜-(𝐴 / 2))) = 0 ↔ (expβ€˜π΄) = 1))
5723, 36, 563bitrd 304 . 2 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((sinβ€˜((𝐴 / 2) / i)) = 0 ↔ (expβ€˜π΄) = 1))
58 2cnne0 12418 . . . . . 6 (2 ∈ β„‚ ∧ 2 β‰  0)
592, 3pm3.2i 471 . . . . . 6 (i ∈ β„‚ ∧ i β‰  0)
60 divdiv32 11918 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ β„‚ ∧ (2 ∈ β„‚ ∧ 2 β‰  0) ∧ (i ∈ β„‚ ∧ i β‰  0)) β†’ ((𝐴 / 2) / i) = ((𝐴 / i) / 2))
6158, 59, 60mp3an23 1453 . . . . 5 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((𝐴 / 2) / i) = ((𝐴 / i) / 2))
6261oveq1d 7420 . . . 4 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (((𝐴 / 2) / i) / Ο€) = (((𝐴 / i) / 2) / Ο€))
63 divcl 11874 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ β„‚ ∧ i ∈ β„‚ ∧ i β‰  0) β†’ (𝐴 / i) ∈ β„‚)
642, 3, 63mp3an23 1453 . . . . . 6 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (𝐴 / i) ∈ β„‚)
65 picn 25960 . . . . . . . 8 Ο€ ∈ β„‚
66 pire 25959 . . . . . . . . 9 Ο€ ∈ ℝ
67 pipos 25961 . . . . . . . . 9 0 < Ο€
6866, 67gt0ne0ii 11746 . . . . . . . 8 Ο€ β‰  0
6965, 68pm3.2i 471 . . . . . . 7 (Ο€ ∈ β„‚ ∧ Ο€ β‰  0)
70 divdiv1 11921 . . . . . . 7 (((𝐴 / i) ∈ β„‚ ∧ (2 ∈ β„‚ ∧ 2 β‰  0) ∧ (Ο€ ∈ β„‚ ∧ Ο€ β‰  0)) β†’ (((𝐴 / i) / 2) / Ο€) = ((𝐴 / i) / (2 Β· Ο€)))
7158, 69, 70mp3an23 1453 . . . . . 6 ((𝐴 / i) ∈ β„‚ β†’ (((𝐴 / i) / 2) / Ο€) = ((𝐴 / i) / (2 Β· Ο€)))
7264, 71syl 17 . . . . 5 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (((𝐴 / i) / 2) / Ο€) = ((𝐴 / i) / (2 Β· Ο€)))
7330, 65mulcli 11217 . . . . . . 7 (2 Β· Ο€) ∈ β„‚
7430, 65, 32, 68mulne0i 11853 . . . . . . 7 (2 Β· Ο€) β‰  0
7573, 74pm3.2i 471 . . . . . 6 ((2 Β· Ο€) ∈ β„‚ ∧ (2 Β· Ο€) β‰  0)
76 divdiv1 11921 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ β„‚ ∧ (i ∈ β„‚ ∧ i β‰  0) ∧ ((2 Β· Ο€) ∈ β„‚ ∧ (2 Β· Ο€) β‰  0)) β†’ ((𝐴 / i) / (2 Β· Ο€)) = (𝐴 / (i Β· (2 Β· Ο€))))
7759, 75, 76mp3an23 1453 . . . . 5 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((𝐴 / i) / (2 Β· Ο€)) = (𝐴 / (i Β· (2 Β· Ο€))))
7872, 77eqtrd 2772 . . . 4 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (((𝐴 / i) / 2) / Ο€) = (𝐴 / (i Β· (2 Β· Ο€))))
7962, 78eqtrd 2772 . . 3 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ (((𝐴 / 2) / i) / Ο€) = (𝐴 / (i Β· (2 Β· Ο€))))
8079eleq1d 2818 . 2 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((((𝐴 / 2) / i) / Ο€) ∈ β„€ ↔ (𝐴 / (i Β· (2 Β· Ο€))) ∈ β„€))
818, 57, 803bitr3d 308 1 (𝐴 ∈ β„‚ β†’ ((expβ€˜π΄) = 1 ↔ (𝐴 / (i Β· (2 Β· Ο€))) ∈ β„€))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   β‰  wne 2940  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  β„‚cc 11104  0cc0 11106  1c1 11107  ici 11108   + caddc 11109   Β· cmul 11111   βˆ’ cmin 11440  -cneg 11441   / cdiv 11867  2c2 12263  β„€cz 12554  expce 16001  sincsin 16003  Ο€cpi 16006
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-inf2 9632  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184  ax-addf 11185  ax-mulf 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7666  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-fi 9402  df-sup 9433  df-inf 9434  df-oi 9501  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-ioo 13324  df-ioc 13325  df-ico 13326  df-icc 13327  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-fl 13753  df-mod 13831  df-seq 13963  df-exp 14024  df-fac 14230  df-bc 14259  df-hash 14287  df-shft 15010  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-limsup 15411  df-clim 15428  df-rlim 15429  df-sum 15629  df-ef 16007  df-sin 16009  df-cos 16010  df-pi 16012  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-hom 17217  df-cco 17218  df-rest 17364  df-topn 17365  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-topgen 17385  df-pt 17386  df-prds 17389  df-xrs 17444  df-qtop 17449  df-imas 17450  df-xps 17452  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-submnd 18668  df-mulg 18945  df-cntz 19175  df-cmn 19644  df-psmet 20928  df-xmet 20929  df-met 20930  df-bl 20931  df-mopn 20932  df-fbas 20933  df-fg 20934  df-cnfld 20937  df-top 22387  df-topon 22404  df-topsp 22426  df-bases 22440  df-cld 22514  df-ntr 22515  df-cls 22516  df-nei 22593  df-lp 22631  df-perf 22632  df-cn 22722  df-cnp 22723  df-haus 22810  df-tx 23057  df-hmeo 23250  df-fil 23341  df-fm 23433  df-flim 23434  df-flf 23435  df-xms 23817  df-ms 23818  df-tms 23819  df-cncf 24385  df-limc 25374  df-dv 25375
This theorem is referenced by:  efif1olem4  26045  eflogeq  26101  root1eq1  26252  ang180lem1  26303  proot1ex  41928
  Copyright terms: Public domain W3C validator