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

Theorem efif1o 26477
Description: The exponential function of an imaginary number maps any open-below, closed-above interval of length 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 𝐹 = (𝑤𝐷 ↦ (exp‘(i · 𝑤)))
efif1o.2 𝐶 = (abs “ {1})
efif1o.3 𝐷 = (𝐴(,](𝐴 + (2 · π)))
Assertion
Ref Expression
efif1o (𝐴 ∈ ℝ → 𝐹:𝐷1-1-onto𝐶)
Distinct variable groups:   𝑤,𝐴   𝑤,𝐶   𝑤,𝐷
Allowed substitution hint:   𝐹(𝑤)

Proof of Theorem efif1o
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 efif1o.1 . 2 𝐹 = (𝑤𝐷 ↦ (exp‘(i · 𝑤)))
2 efif1o.2 . 2 𝐶 = (abs “ {1})
3 efif1o.3 . . 3 𝐷 = (𝐴(,](𝐴 + (2 · π)))
4 rexr 11153 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ∈ ℝ*)
5 2re 12194 . . . . . . . 8 2 ∈ ℝ
6 pire 26388 . . . . . . . 8 π ∈ ℝ
75, 6remulcli 11123 . . . . . . 7 (2 · π) ∈ ℝ
8 readdcl 11084 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (2 · π) ∈ ℝ) → (𝐴 + (2 · π)) ∈ ℝ)
97, 8mpan2 691 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ → (𝐴 + (2 · π)) ∈ ℝ)
10 elioc2 13304 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ (𝐴 + (2 · π)) ∈ ℝ) → (𝑥 ∈ (𝐴(,](𝐴 + (2 · π))) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑥𝑥 ≤ (𝐴 + (2 · π)))))
114, 9, 10syl2anc 584 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ (𝐴(,](𝐴 + (2 · π))) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑥𝑥 ≤ (𝐴 + (2 · π)))))
12 simp1 1136 . . . . 5 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑥𝑥 ≤ (𝐴 + (2 · π))) → 𝑥 ∈ ℝ)
1311, 12biimtrdi 253 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ (𝐴(,](𝐴 + (2 · π))) → 𝑥 ∈ ℝ))
1413ssrdv 3935 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ → (𝐴(,](𝐴 + (2 · π))) ⊆ ℝ)
153, 14eqsstrid 3968 . 2 (𝐴 ∈ ℝ → 𝐷 ⊆ ℝ)
163efif1olem1 26473 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑥𝐷𝑦𝐷)) → (abs‘(𝑥𝑦)) < (2 · π))
173efif1olem2 26474 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ∃𝑦𝐷 ((𝑧𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ)
18 eqid 2731 . 2 (sin ↾ (-(π / 2)[,](π / 2))) = (sin ↾ (-(π / 2)[,](π / 2)))
191, 2, 15, 16, 17, 18efif1olem4 26476 1 (𝐴 ∈ ℝ → 𝐹:𝐷1-1-onto𝐶)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  w3a 1086   = wceq 1541  wcel 2111  {csn 4571   class class class wbr 5086  cmpt 5167  ccnv 5610  cres 5613  cima 5614  1-1-ontowf1o 6475  cfv 6476  (class class class)co 7341  cr 11000  1c1 11002  ici 11003   + caddc 11004   · cmul 11006  *cxr 11140   < clt 11141  cle 11142  -cneg 11340   / cdiv 11769  2c2 12175  (,]cioc 13241  [,]cicc 13243  abscabs 15136  expce 15963  sincsin 15965  πcpi 15968
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-rep 5212  ax-sep 5229  ax-nul 5239  ax-pow 5298  ax-pr 5365  ax-un 7663  ax-inf2 9526  ax-cnex 11057  ax-resscn 11058  ax-1cn 11059  ax-icn 11060  ax-addcl 11061  ax-addrcl 11062  ax-mulcl 11063  ax-mulrcl 11064  ax-mulcom 11065  ax-addass 11066  ax-mulass 11067  ax-distr 11068  ax-i2m1 11069  ax-1ne0 11070  ax-1rid 11071  ax-rnegex 11072  ax-rrecex 11073  ax-cnre 11074  ax-pre-lttri 11075  ax-pre-lttrn 11076  ax-pre-ltadd 11077  ax-pre-mulgt0 11078  ax-pre-sup 11079  ax-addf 11080
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-nel 3033  df-ral 3048  df-rex 3057  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3737  df-csb 3846  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3914  df-pss 3917  df-nul 4279  df-if 4471  df-pw 4547  df-sn 4572  df-pr 4574  df-tp 4576  df-op 4578  df-uni 4855  df-int 4893  df-iun 4938  df-iin 4939  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5506  df-eprel 5511  df-po 5519  df-so 5520  df-fr 5564  df-se 5565  df-we 5566  df-xp 5617  df-rel 5618  df-cnv 5619  df-co 5620  df-dm 5621  df-rn 5622  df-res 5623  df-ima 5624  df-pred 6243  df-ord 6304  df-on 6305  df-lim 6306  df-suc 6307  df-iota 6432  df-fun 6478  df-fn 6479  df-f 6480  df-f1 6481  df-fo 6482  df-f1o 6483  df-fv 6484  df-isom 6485  df-riota 7298  df-ov 7344  df-oprab 7345  df-mpo 7346  df-of 7605  df-om 7792  df-1st 7916  df-2nd 7917  df-supp 8086  df-frecs 8206  df-wrecs 8237  df-recs 8286  df-rdg 8324  df-1o 8380  df-2o 8381  df-er 8617  df-map 8747  df-pm 8748  df-ixp 8817  df-en 8865  df-dom 8866  df-sdom 8867  df-fin 8868  df-fsupp 9241  df-fi 9290  df-sup 9321  df-inf 9322  df-oi 9391  df-card 9827  df-pnf 11143  df-mnf 11144  df-xr 11145  df-ltxr 11146  df-le 11147  df-sub 11341  df-neg 11342  df-div 11770  df-nn 12121  df-2 12183  df-3 12184  df-4 12185  df-5 12186  df-6 12187  df-7 12188  df-8 12189  df-9 12190  df-n0 12377  df-z 12464  df-dec 12584  df-uz 12728  df-q 12842  df-rp 12886  df-xneg 13006  df-xadd 13007  df-xmul 13008  df-ioo 13244  df-ioc 13245  df-ico 13246  df-icc 13247  df-fz 13403  df-fzo 13550  df-fl 13691  df-mod 13769  df-seq 13904  df-exp 13964  df-fac 14176  df-bc 14205  df-hash 14233  df-shft 14969  df-cj 15001  df-re 15002  df-im 15003  df-sqrt 15137  df-abs 15138  df-limsup 15373  df-clim 15390  df-rlim 15391  df-sum 15589  df-ef 15969  df-sin 15971  df-cos 15972  df-pi 15974  df-struct 17053  df-sets 17070  df-slot 17088  df-ndx 17100  df-base 17116  df-ress 17137  df-plusg 17169  df-mulr 17170  df-starv 17171  df-sca 17172  df-vsca 17173  df-ip 17174  df-tset 17175  df-ple 17176  df-ds 17178  df-unif 17179  df-hom 17180  df-cco 17181  df-rest 17321  df-topn 17322  df-0g 17340  df-gsum 17341  df-topgen 17342  df-pt 17343  df-prds 17346  df-xrs 17401  df-qtop 17406  df-imas 17407  df-xps 17409  df-mre 17483  df-mrc 17484  df-acs 17486  df-mgm 18543  df-sgrp 18622  df-mnd 18638  df-submnd 18687  df-mulg 18976  df-cntz 19224  df-cmn 19689  df-psmet 21278  df-xmet 21279  df-met 21280  df-bl 21281  df-mopn 21282  df-fbas 21283  df-fg 21284  df-cnfld 21287  df-top 22804  df-topon 22821  df-topsp 22843  df-bases 22856  df-cld 22929  df-ntr 22930  df-cls 22931  df-nei 23008  df-lp 23046  df-perf 23047  df-cn 23137  df-cnp 23138  df-haus 23225  df-tx 23472  df-hmeo 23665  df-fil 23756  df-fm 23848  df-flim 23849  df-flf 23850  df-xms 24230  df-ms 24231  df-tms 24232  df-cncf 24793  df-limc 25789  df-dv 25790
This theorem is referenced by:  efifo  26478
  Copyright terms: Public domain W3C validator