MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  efif1o Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem efif1o 26493
Description: The exponential function of an imaginary number maps any open-below, closed-above interval of length 2ฯ€ one-to-one onto the unit circle. (Contributed by Paul Chapman, 16-Mar-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 13-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
efif1o.1 ๐น = (๐‘ค โˆˆ ๐ท โ†ฆ (expโ€˜(i ยท ๐‘ค)))
efif1o.2 ๐ถ = (โ—กabs โ€œ {1})
efif1o.3 ๐ท = (๐ด(,](๐ด + (2 ยท ฯ€)))
Assertion
Ref Expression
efif1o (๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ๐น:๐ทโ€“1-1-ontoโ†’๐ถ)
Distinct variable groups:   ๐‘ค,๐ด   ๐‘ค,๐ถ   ๐‘ค,๐ท
Allowed substitution hint:   ๐น(๐‘ค)

Proof of Theorem efif1o
Dummy variables ๐‘ฅ ๐‘ฆ ๐‘ง are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 efif1o.1 . 2 ๐น = (๐‘ค โˆˆ ๐ท โ†ฆ (expโ€˜(i ยท ๐‘ค)))
2 efif1o.2 . 2 ๐ถ = (โ—กabs โ€œ {1})
3 efif1o.3 . . 3 ๐ท = (๐ด(,](๐ด + (2 ยท ฯ€)))
4 rexr 11291 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„*)
5 2re 12317 . . . . . . . 8 2 โˆˆ โ„
6 pire 26406 . . . . . . . 8 ฯ€ โˆˆ โ„
75, 6remulcli 11261 . . . . . . 7 (2 ยท ฯ€) โˆˆ โ„
8 readdcl 11222 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ โ„ โˆง (2 ยท ฯ€) โˆˆ โ„) โ†’ (๐ด + (2 ยท ฯ€)) โˆˆ โ„)
97, 8mpan2 690 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ โ„ โ†’ (๐ด + (2 ยท ฯ€)) โˆˆ โ„)
10 elioc2 13420 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ โ„* โˆง (๐ด + (2 ยท ฯ€)) โˆˆ โ„) โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ (๐ด(,](๐ด + (2 ยท ฯ€))) โ†” (๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐ด < ๐‘ฅ โˆง ๐‘ฅ โ‰ค (๐ด + (2 ยท ฯ€)))))
114, 9, 10syl2anc 583 . . . . 5 (๐ด โˆˆ โ„ โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ (๐ด(,](๐ด + (2 ยท ฯ€))) โ†” (๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐ด < ๐‘ฅ โˆง ๐‘ฅ โ‰ค (๐ด + (2 ยท ฯ€)))))
12 simp1 1134 . . . . 5 ((๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐ด < ๐‘ฅ โˆง ๐‘ฅ โ‰ค (๐ด + (2 ยท ฯ€))) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„)
1311, 12biimtrdi 252 . . . 4 (๐ด โˆˆ โ„ โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ (๐ด(,](๐ด + (2 ยท ฯ€))) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„))
1413ssrdv 3986 . . 3 (๐ด โˆˆ โ„ โ†’ (๐ด(,](๐ด + (2 ยท ฯ€))) โІ โ„)
153, 14eqsstrid 4028 . 2 (๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ๐ท โІ โ„)
163efif1olem1 26489 . 2 ((๐ด โˆˆ โ„ โˆง (๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท)) โ†’ (absโ€˜(๐‘ฅ โˆ’ ๐‘ฆ)) < (2 ยท ฯ€))
173efif1olem2 26490 . 2 ((๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„) โ†’ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท ((๐‘ง โˆ’ ๐‘ฆ) / (2 ยท ฯ€)) โˆˆ โ„ค)
18 eqid 2728 . 2 (sin โ†พ (-(ฯ€ / 2)[,](ฯ€ / 2))) = (sin โ†พ (-(ฯ€ / 2)[,](ฯ€ / 2)))
191, 2, 15, 16, 17, 18efif1olem4 26492 1 (๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ๐น:๐ทโ€“1-1-ontoโ†’๐ถ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง w3a 1085   = wceq 1534   โˆˆ wcel 2099  {csn 4629   class class class wbr 5148   โ†ฆ cmpt 5231  โ—กccnv 5677   โ†พ cres 5680   โ€œ cima 5681  โ€“1-1-ontoโ†’wf1o 6547  โ€˜cfv 6548  (class class class)co 7420  โ„cr 11138  1c1 11140  ici 11141   + caddc 11142   ยท cmul 11144  โ„*cxr 11278   < clt 11279   โ‰ค cle 11280  -cneg 11476   / cdiv 11902  2c2 12298  (,]cioc 13358  [,]cicc 13360  abscabs 15214  expce 16038  sincsin 16040  ฯ€cpi 16043
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7740  ax-inf2 9665  ax-cnex 11195  ax-resscn 11196  ax-1cn 11197  ax-icn 11198  ax-addcl 11199  ax-addrcl 11200  ax-mulcl 11201  ax-mulrcl 11202  ax-mulcom 11203  ax-addass 11204  ax-mulass 11205  ax-distr 11206  ax-i2m1 11207  ax-1ne0 11208  ax-1rid 11209  ax-rnegex 11210  ax-rrecex 11211  ax-cnre 11212  ax-pre-lttri 11213  ax-pre-lttrn 11214  ax-pre-ltadd 11215  ax-pre-mulgt0 11216  ax-pre-sup 11217  ax-addf 11218
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3373  df-reu 3374  df-rab 3430  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4909  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-se 5634  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6500  df-fun 6550  df-fn 6551  df-f 6552  df-f1 6553  df-fo 6554  df-f1o 6555  df-fv 6556  df-isom 6557  df-riota 7376  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7685  df-om 7871  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-supp 8166  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8392  df-rdg 8431  df-1o 8487  df-2o 8488  df-er 8725  df-map 8847  df-pm 8848  df-ixp 8917  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-fsupp 9387  df-fi 9435  df-sup 9466  df-inf 9467  df-oi 9534  df-card 9963  df-pnf 11281  df-mnf 11282  df-xr 11283  df-ltxr 11284  df-le 11285  df-sub 11477  df-neg 11478  df-div 11903  df-nn 12244  df-2 12306  df-3 12307  df-4 12308  df-5 12309  df-6 12310  df-7 12311  df-8 12312  df-9 12313  df-n0 12504  df-z 12590  df-dec 12709  df-uz 12854  df-q 12964  df-rp 13008  df-xneg 13125  df-xadd 13126  df-xmul 13127  df-ioo 13361  df-ioc 13362  df-ico 13363  df-icc 13364  df-fz 13518  df-fzo 13661  df-fl 13790  df-mod 13868  df-seq 14000  df-exp 14060  df-fac 14266  df-bc 14295  df-hash 14323  df-shft 15047  df-cj 15079  df-re 15080  df-im 15081  df-sqrt 15215  df-abs 15216  df-limsup 15448  df-clim 15465  df-rlim 15466  df-sum 15666  df-ef 16044  df-sin 16046  df-cos 16047  df-pi 16049  df-struct 17116  df-sets 17133  df-slot 17151  df-ndx 17163  df-base 17181  df-ress 17210  df-plusg 17246  df-mulr 17247  df-starv 17248  df-sca 17249  df-vsca 17250  df-ip 17251  df-tset 17252  df-ple 17253  df-ds 17255  df-unif 17256  df-hom 17257  df-cco 17258  df-rest 17404  df-topn 17405  df-0g 17423  df-gsum 17424  df-topgen 17425  df-pt 17426  df-prds 17429  df-xrs 17484  df-qtop 17489  df-imas 17490  df-xps 17492  df-mre 17566  df-mrc 17567  df-acs 17569  df-mgm 18600  df-sgrp 18679  df-mnd 18695  df-submnd 18741  df-mulg 19024  df-cntz 19268  df-cmn 19737  df-psmet 21271  df-xmet 21272  df-met 21273  df-bl 21274  df-mopn 21275  df-fbas 21276  df-fg 21277  df-cnfld 21280  df-top 22809  df-topon 22826  df-topsp 22848  df-bases 22862  df-cld 22936  df-ntr 22937  df-cls 22938  df-nei 23015  df-lp 23053  df-perf 23054  df-cn 23144  df-cnp 23145  df-haus 23232  df-tx 23479  df-hmeo 23672  df-fil 23763  df-fm 23855  df-flim 23856  df-flf 23857  df-xms 24239  df-ms 24240  df-tms 24241  df-cncf 24811  df-limc 25808  df-dv 25809
This theorem is referenced by:  efifo  26494
  Copyright terms: Public domain W3C validator