MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  efif1olem4 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem efif1olem4 26930
Description: The exponential function of an imaginary number maps any interval of length 2π one-to-one onto the unit circle. (Contributed by Paul Chapman, 16-Mar-2008.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 13-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
efif1o.1 𝐹 = (𝑤 ∈ 𝐷 ↦ (exp‘(i · 𝑤)))
efif1o.2 𝐶 = (◡abs “ {1})
efif1olem4.3 (𝜑 → 𝐷 ⊆ ℝ)
efif1olem4.4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) → (abs‘(𝑥 − 𝑦)) < (2 · π))
efif1olem4.5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ∃𝑦 ∈ 𝐷 ((𝑧 − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ)
efif1olem4.6 𝑆 = (sin ↾ ( -(π / 2)[,](π / 2)))
Assertion
Ref Expression
efif1olem4 (𝜑 → 𝐹:𝐷⟶1-1onto𝐶)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑤,𝑦,𝑧   𝑤,𝐶,𝑥,𝑦   𝑥,𝐹,𝑦   𝜑,𝑤,𝑥,𝑦,𝑧   𝑦,𝑆,𝑧   𝑤,𝐷,𝑥,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   𝐶(𝑧)   𝑆(𝑥, 𝑤)   𝐹(𝑧, 𝑤)

Proof of Theorem efif1olem4
StepHypRef Expression
1 efif1olem4.3 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐷 ⊆ ℝ)
21sselda 3913 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) → 𝑤 ∈ ℝ)
3 ax-icn 11298 . . . . . . . . 9 i ∈ ℂ
4 recn 11329 . . . . . . . . 9 (𝑤 ∈ ℝ → 𝑤 ∈ ℂ)
5 mulcl 11323 . . . . . . . . 9 ((i ∈ ℂ ∧ 𝑤 ∈ ℂ) → (i · 𝑤) ∈ ℂ)
63, 4, 5sylancr 599 . . . . . . . 8 (𝑤 ∈ ℝ → (i · 𝑤) ∈ ℂ)
76efcld 16293 . . . . . . 7 (𝑤 ∈ ℝ → (exp‘(i · 𝑤)) ∈ ℂ)
8 absefi 16408 . . . . . . 7 (𝑤 ∈ ℝ → (abs‘(exp‘(i · 𝑤))) = 1)
9 absf 15548 . . . . . . . . 9 abs:ℂ⟶ℝ
10 ffn 6739 . . . . . . . . 9 (abs:ℂ⟶ℝ → abs Fn ℂ)
119, 10ax-mp 5 . . . . . . . 8 abs Fn ℂ
12 fniniseg 7091 . . . . . . . 8 (abs Fn ℂ → ((exp‘(i · 𝑤)) ∈ (◡abs “ {1}) ↔ ((exp‘(i · 𝑤)) ∈ ℂ ∧ (abs‘(exp‘(i · 𝑤))) = 1)))
1311, 12ax-mp 5 . . . . . . 7 ((exp‘(i · 𝑤)) ∈ (◡abs “ {1}) ↔ ((exp‘(i · 𝑤)) ∈ ℂ ∧ (abs‘(exp‘(i · 𝑤))) = 1))
147, 8, 13sylanbrc 595 . . . . . 6 (𝑤 ∈ ℝ → (exp‘(i · 𝑤)) ∈ (◡abs “ {1}))
15 efif1o.2 . . . . . 6 𝐶 = (◡abs “ {1})
1614, 15eleqtrrdi 2875 . . . . 5 (𝑤 ∈ ℝ → (exp‘(i · 𝑤)) ∈ 𝐶)
172, 16syl 18 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) → (exp‘(i · 𝑤)) ∈ 𝐶)
18 efif1o.1 . . . 4 𝐹 = (𝑤 ∈ 𝐷 ↦ (exp‘(i · 𝑤)))
1917, 18fmptd 7146 . . 3 (𝜑 → 𝐹:𝐷⟶𝐶)
201ad2antrr 739 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → 𝐷 ⊆ ℝ)
21 simplrl 789 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → 𝑥 ∈ 𝐷)
2220, 21sseldd 3914 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → 𝑥 ∈ ℝ)
2322recnd 11376 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → 𝑥 ∈ ℂ)
24 simplrr 790 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → 𝑦 ∈ 𝐷)
2520, 24sseldd 3914 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → 𝑦 ∈ ℝ)
2625recnd 11376 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → 𝑦 ∈ ℂ)
2723, 26subcld 11708 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (𝑥 − 𝑦) ∈ ℂ)
28 2picn 26843 . . . . . . . . . 10 (2 · π) ∈ ℂ
29 2pire 26841 . . . . . . . . . . 11 (2 · π) ∈ ℝ
30 2re 12457 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℝ
31 pire 26840 . . . . . . . . . . . 12 π ∈ ℝ
32 2pos 12487 . . . . . . . . . . . 12 0 < 2
33 pipos 26844 . . . . . . . . . . . 12 0 < π
3430, 31, 32, 33mulgt0ii 11482 . . . . . . . . . . 11 0 < (2 · π)
3529, 34gt0ne0ii 11892 . . . . . . . . . 10 (2 · π) ≠ 0
36 divcl 12020 . . . . . . . . . 10 (((𝑥 − 𝑦) ∈ ℂ ∧ (2 · π) ∈ ℂ ∧ (2 · π) ≠ 0) → ((𝑥 − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℂ)
3728, 35, 36mp3an23 1483 . . . . . . . . 9 ((𝑥 − 𝑦) ∈ ℂ → ((𝑥 − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℂ)
3827, 37syl 18 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → ((𝑥 − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℂ)
39 absdiv 15505 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑥 − 𝑦) ∈ ℂ ∧ (2 · π) ∈ ℂ ∧ (2 · π) ≠ 0) → (abs‘((𝑥 − 𝑦) / (2 · π))) = ((abs‘(𝑥 − 𝑦)) / (abs‘(2 · π))))
4028, 35, 39mp3an23 1483 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 − 𝑦) ∈ ℂ → (abs‘((𝑥 − 𝑦) / (2 · π))) = ((abs‘(𝑥 − 𝑦)) / (abs‘(2 · π))))
4127, 40syl 18 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (abs‘((𝑥 − 𝑦) / (2 · π))) = ((abs‘(𝑥 − 𝑦)) / (abs‘(2 · π))))
42 0re 11349 . . . . . . . . . . . . . 14 0 ∈ ℝ
4342, 29, 34ltleii 11472 . . . . . . . . . . . . 13 0 ≤ (2 · π)
44 absid 15506 . . . . . . . . . . . . 13 (((2 · π) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (2 · π)) → (abs‘(2 · π)) = (2 · π))
4529, 43, 44mp2an 705 . . . . . . . . . . . 12 (abs‘(2 · π)) = (2 · π)
4645oveq2i 7462 . . . . . . . . . . 11 ((abs‘(𝑥 − 𝑦)) / (abs‘(2 · π))) = ((abs‘(𝑥 − 𝑦)) / (2 · π))
4741, 46eqtrdi 2814 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (abs‘((𝑥 − 𝑦) / (2 · π))) = ((abs‘(𝑥 − 𝑦)) / (2 · π)))
48 efif1olem4.4 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) → (abs‘(𝑥 − 𝑦)) < (2 · π))
4948adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (abs‘(𝑥 − 𝑦)) < (2 · π))
5028mulridi 11352 . . . . . . . . . . . 12 ((2 · π) · 1) = (2 · π)
5149, 50breqtrrdi 5153 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (abs‘(𝑥 − 𝑦)) < ((2 · π) · 1))
5227abscld 15650 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (abs‘(𝑥 − 𝑦)) ∈ ℝ)
53 1re 11347 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ
5429, 34pm3.2i 476 . . . . . . . . . . . . 13 ((2 · π) ∈ ℝ ∧ 0 < (2 · π))
55 ltdivmul 12232 . . . . . . . . . . . . 13 (((abs‘(𝑥 − 𝑦)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ ((2 · π) ∈ ℝ ∧ 0 < (2 · π))) → (((abs‘(𝑥 − 𝑦)) / (2 · π)) < 1 ↔ (abs‘(𝑥 − 𝑦)) < ((2 · π) · 1)))
5653, 54, 55mp3an23 1483 . . . . . . . . . . . 12 ((abs‘(𝑥 − 𝑦)) ∈ ℝ → (((abs‘(𝑥 − 𝑦)) / (2 · π)) < 1 ↔ (abs‘(𝑥 − 𝑦)) < ((2 · π) · 1)))
5752, 56syl 18 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (((abs‘(𝑥 − 𝑦)) / (2 · π)) < 1 ↔ (abs‘(𝑥 − 𝑦)) < ((2 · π) · 1)))
5851, 57mpbird 260 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → ((abs‘(𝑥 − 𝑦)) / (2 · π)) < 1)
5947, 58eqbrtrd 5133 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (abs‘((𝑥 − 𝑦) / (2 · π))) < 1)
6028, 35pm3.2i 476 . . . . . . . . . . . . . 14 ((2 · π) ∈ ℂ ∧ (2 · π) ≠ 0)
61 ine0 11790 . . . . . . . . . . . . . . 15 i ≠ 0
623, 61pm3.2i 476 . . . . . . . . . . . . . 14 (i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0)
63 divcan5 12059 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥 − 𝑦) ∈ ℂ ∧ ((2 · π) ∈ ℂ ∧ (2 · π) ≠ 0) ∧ (i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0)) → ((i · (𝑥 − 𝑦)) / (i · (2 · π))) = ((𝑥 − 𝑦) / (2 · π)))
6460, 62, 63mp3an23 1483 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 − 𝑦) ∈ ℂ → ((i · (𝑥 − 𝑦)) / (i · (2 · π))) = ((𝑥 − 𝑦) / (2 · π)))
6527, 64syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → ((i · (𝑥 − 𝑦)) / (i · (2 · π))) = ((𝑥 − 𝑦) / (2 · π)))
663a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → i ∈ ℂ)
6766, 23, 26subdid 11811 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (i · (𝑥 − 𝑦)) = ((i · 𝑥) − (i · 𝑦)))
6867fveq2d 6920 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (exp‘(i · (𝑥 − 𝑦))) = (exp‘((i · 𝑥) − (i · 𝑦))))
69 mulcl 11323 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((i ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (i · 𝑥) ∈ ℂ)
703, 23, 69sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (i · 𝑥) ∈ ℂ)
71 mulcl 11323 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((i ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (i · 𝑦) ∈ ℂ)
723, 26, 71sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (i · 𝑦) ∈ ℂ)
73 efsub 16312 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((i · 𝑥) ∈ ℂ ∧ (i · 𝑦) ∈ ℂ) → (exp‘((i · 𝑥) − (i · 𝑦))) = ((exp‘(i · 𝑥)) / (exp‘(i · 𝑦))))
7470, 72, 73syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (exp‘((i · 𝑥) − (i · 𝑦))) = ((exp‘(i · 𝑥)) / (exp‘(i · 𝑦))))
7572efcld 16293 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (exp‘(i · 𝑦)) ∈ ℂ)
7672efne0d 16307 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (exp‘(i · 𝑦)) ≠ 0)
77 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦))
78 oveq2 7459 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑤 = 𝑥 → (i · 𝑤) = (i · 𝑥))
7978fveq2d 6920 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑤 = 𝑥 → (exp‘(i · 𝑤)) = (exp‘(i · 𝑥)))
80 fvex 6929 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (exp‘(i · 𝑥)) ∈ V
8179, 18, 80fvmpt 7024 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 ∈ 𝐷 → (𝐹‘𝑥) = (exp‘(i · 𝑥)))
8221, 81syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (𝐹‘𝑥) = (exp‘(i · 𝑥)))
83 oveq2 7459 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑤 = 𝑦 → (i · 𝑤) = (i · 𝑦))
8483fveq2d 6920 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑤 = 𝑦 → (exp‘(i · 𝑤)) = (exp‘(i · 𝑦)))
85 fvex 6929 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (exp‘(i · 𝑦)) ∈ V
8684, 18, 85fvmpt 7024 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 ∈ 𝐷 → (𝐹‘𝑦) = (exp‘(i · 𝑦)))
8724, 86syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (𝐹‘𝑦) = (exp‘(i · 𝑦)))
8877, 82, 873eqtr3d 2806 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (exp‘(i · 𝑥)) = (exp‘(i · 𝑦)))
8975, 76, 88diveq1bd 12181 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → ((exp‘(i · 𝑥)) / (exp‘(i · 𝑦))) = 1)
9068, 74, 893eqtrd 2802 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (exp‘(i · (𝑥 − 𝑦))) = 1)
91 mulcl 11323 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((i ∈ ℂ ∧ (𝑥 − 𝑦) ∈ ℂ) → (i · (𝑥 − 𝑦)) ∈ ℂ)
923, 27, 91sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (i · (𝑥 − 𝑦)) ∈ ℂ)
93 efeq1 26913 . . . . . . . . . . . . . 14 ((i · (𝑥 − 𝑦)) ∈ ℂ → ((exp‘(i · (𝑥 − 𝑦))) = 1 ↔ ((i · (𝑥 − 𝑦)) / (i · (2 · π))) ∈ ℤ))
9492, 93syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → ((exp‘(i · (𝑥 − 𝑦))) = 1 ↔ ((i · (𝑥 − 𝑦)) / (i · (2 · π))) ∈ ℤ))
9590, 94mpbid 235 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → ((i · (𝑥 − 𝑦)) / (i · (2 · π))) ∈ ℤ)
9665, 95eqeltrrd 2865 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → ((𝑥 − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ)
97 nn0abscl 15522 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥 − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ → (abs‘((𝑥 − 𝑦) / (2 · π))) ∈ ℕ0)
9896, 97syl 18 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (abs‘((𝑥 − 𝑦) / (2 · π))) ∈ ℕ0)
99 nn0lt10b 12801 . . . . . . . . . 10 ((abs‘((𝑥 − 𝑦) / (2 · π))) ∈ ℕ0 → ((abs‘((𝑥 − 𝑦) / (2 · π))) < 1 ↔ (abs‘((𝑥 − 𝑦) / (2 · π))) = 0))
10098, 99syl 18 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → ((abs‘((𝑥 − 𝑦) / (2 · π))) < 1 ↔ (abs‘((𝑥 − 𝑦) / (2 · π))) = 0))
10159, 100mpbid 235 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (abs‘((𝑥 − 𝑦) / (2 · π))) = 0)
10238, 101abs00d 15660 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → ((𝑥 − 𝑦) / (2 · π)) = 0)
103 diveq0 12024 . . . . . . . . 9 (((𝑥 − 𝑦) ∈ ℂ ∧ (2 · π) ∈ ℂ ∧ (2 · π) ≠ 0) → (((𝑥 − 𝑦) / (2 · π)) = 0 ↔ (𝑥 − 𝑦) = 0))
10428, 35, 103mp3an23 1483 . . . . . . . 8 ((𝑥 − 𝑦) ∈ ℂ → (((𝑥 − 𝑦) / (2 · π)) = 0 ↔ (𝑥 − 𝑦) = 0))
10527, 104syl 18 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (((𝑥 − 𝑦) / (2 · π)) = 0 ↔ (𝑥 − 𝑦) = 0))
106102, 105mpbid 235 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → (𝑥 − 𝑦) = 0)
10723, 26, 106subeq0d 11717 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) ∧ (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦)) → 𝑥 = 𝑦)
108107ex 418 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) → ((𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦) → 𝑥 = 𝑦))
109108ralrimivva 3209 . . 3 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐷 ∀𝑦 ∈ 𝐷 ((𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦) → 𝑥 = 𝑦))
110 dff13 7289 . . 3 (𝐹:𝐷⟶1-1𝐶 ↔ (𝐹:𝐷⟶𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐷 ∀𝑦 ∈ 𝐷 ((𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦) → 𝑥 = 𝑦)))
11119, 109, 110sylanbrc 595 . 2 (𝜑 → 𝐹:𝐷⟶1-1𝐶)
112 oveq1 7458 . . . . . . . . 9 (𝑧 = (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) → (𝑧 − 𝑦) = ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦))
113112oveq1d 7466 . . . . . . . 8 (𝑧 = (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) → ((𝑧 − 𝑦) / (2 · π)) = (((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) / (2 · π)))
114113eleq1d 2849 . . . . . . 7 (𝑧 = (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) → (((𝑧 − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ ↔ (((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ))
115114rexbidv 3190 . . . . . 6 (𝑧 = (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) → (∃𝑦 ∈ 𝐷 ((𝑧 − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐷 (((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ))
116 efif1olem4.5 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ∃𝑦 ∈ 𝐷 ((𝑧 − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ)
117116ralrimiva 3158 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ 𝐷 ((𝑧 − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ)
118117adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ∀𝑧 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ 𝐷 ((𝑧 − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ)
119 neghalfpire 26851 . . . . . . . . 9 -(π / 2) ∈ ℝ
120 halfpire 26850 . . . . . . . . 9 (π / 2) ∈ ℝ
121 iccssre 13600 . . . . . . . . 9 (( -(π / 2) ∈ ℝ ∧ (π / 2) ∈ ℝ) → ( -(π / 2)[,](π / 2)) ⊆ ℝ)
122119, 120, 121mp2an 705 . . . . . . . 8 ( -(π / 2)[,](π / 2)) ⊆ ℝ
12318, 15efif1olem3 26929 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (ℑ‘(√‘𝑥)) ∈ ( -1[,]1))
124 resinf1o 26921 . . . . . . . . . . . 12 (sin ↾ ( -(π / 2)[,](π / 2))):( -(π / 2)[,](π / 2))⟶1-1onto( -1[,]1)
125 efif1olem4.6 . . . . . . . . . . . . 13 𝑆 = (sin ↾ ( -(π / 2)[,](π / 2)))
126 f1oeq1 6842 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑆 = (sin ↾ ( -(π / 2)[,](π / 2))) → (𝑆:( -(π / 2)[,](π / 2))⟶1-1onto( -1[,]1) ↔ (sin ↾ ( -(π / 2)[,](π / 2))):( -(π / 2)[,](π / 2))⟶1-1onto( -1[,]1)))
127125, 126ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (𝑆:( -(π / 2)[,](π / 2))⟶1-1onto( -1[,]1) ↔ (sin ↾ ( -(π / 2)[,](π / 2))):( -(π / 2)[,](π / 2))⟶1-1onto( -1[,]1))
128124, 127mpbir 234 . . . . . . . . . . 11 𝑆:( -(π / 2)[,](π / 2))⟶1-1onto( -1[,]1)
129 f1ocnv 6867 . . . . . . . . . . 11 (𝑆:( -(π / 2)[,](π / 2))⟶1-1onto( -1[,]1) → ◡𝑆:( -1[,]1)⟶1-1onto( -(π / 2)[,](π / 2)))
130 f1of 6854 . . . . . . . . . . 11 (◡𝑆:( -1[,]1)⟶1-1onto( -(π / 2)[,](π / 2)) → ◡𝑆:( -1[,]1)⟶( -(π / 2)[,](π / 2)))
131128, 129, 130mp2b 10 . . . . . . . . . 10 ◡𝑆:( -1[,]1)⟶( -(π / 2)[,](π / 2))
132131ffvelcdmi 7115 . . . . . . . . 9 ((ℑ‘(√‘𝑥)) ∈ ( -1[,]1) → (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))) ∈ ( -(π / 2)[,](π / 2)))
133123, 132syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))) ∈ ( -(π / 2)[,](π / 2)))
134122, 133sselid 3911 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))) ∈ ℝ)
135 remulcl 11324 . . . . . . 7 ((2 ∈ ℝ ∧ (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))) ∈ ℝ) → (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) ∈ ℝ)
13630, 134, 135sylancr 599 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) ∈ ℝ)
137115, 118, 136rspcdva 3581 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ∃𝑦 ∈ 𝐷 (((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ)
138 oveq1 7458 . . . . . . . 8 ((exp‘(i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦))) = 1 → ((exp‘(i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦))) · (exp‘(i · 𝑦))) = (1 · (exp‘(i · 𝑦))))
139136adantr 486 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) ∈ ℝ)
140139recnd 11376 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) ∈ ℂ)
141 mulcl 11323 . . . . . . . . . . . . 13 ((i ∈ ℂ ∧ (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) ∈ ℂ) → (i · (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))) ∈ ℂ)
1423, 140, 141sylancr 599 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (i · (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))) ∈ ℂ)
1431ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → 𝐷 ⊆ ℝ)
144 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → 𝑦 ∈ 𝐷)
145143, 144sseldd 3914 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → 𝑦 ∈ ℝ)
146145recnd 11376 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → 𝑦 ∈ ℂ)
1473, 146, 71sylancr 599 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (i · 𝑦) ∈ ℂ)
1483a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → i ∈ ℂ)
149148, 140, 146subdid 11811 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) = ((i · (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))) − (i · 𝑦)))
150142, 147, 149mvrrsubd 11768 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → ((i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) + (i · 𝑦)) = (i · (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))))
151150fveq2d 6920 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (exp‘((i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) + (i · 𝑦))) = (exp‘(i · (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))))
152140, 146subcld 11708 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) ∈ ℂ)
153 mulcl 11323 . . . . . . . . . . . 12 ((i ∈ ℂ ∧ ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) ∈ ℂ) → (i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) ∈ ℂ)
1543, 152, 153sylancr 599 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) ∈ ℂ)
155 efadd 16304 . . . . . . . . . . 11 (((i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) ∈ ℂ ∧ (i · 𝑦) ∈ ℂ) → (exp‘((i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) + (i · 𝑦))) = ((exp‘(i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦))) · (exp‘(i · 𝑦))))
156154, 147, 155syl2anc 596 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (exp‘((i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) + (i · 𝑦))) = ((exp‘(i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦))) · (exp‘(i · 𝑦))))
157 2cn 12458 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ∈ ℂ
158134recnd 11376 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))) ∈ ℂ)
159 mul12 11514 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((i ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℂ ∧ (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))) ∈ ℂ) → (i · (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))) = (2 · (i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))))
1603, 157, 158, 159mp3an12i 1495 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (i · (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))) = (2 · (i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))))
161160fveq2d 6920 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (exp‘(i · (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))) = (exp‘(2 · (i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))))
162 mulcl 11323 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((i ∈ ℂ ∧ (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))) ∈ ℂ) → (i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) ∈ ℂ)
1633, 158, 162sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) ∈ ℂ)
164 2z 12768 . . . . . . . . . . . . . 14 2 ∈ ℤ
165 efexp 16313 . . . . . . . . . . . . . 14 (((i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℤ) → (exp‘(2 · (i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))) = ((exp‘(i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))↑2))
166163, 164, 165sylancl 598 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (exp‘(2 · (i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))) = ((exp‘(i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))↑2))
167161, 166eqtrd 2798 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (exp‘(i · (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))) = ((exp‘(i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))↑2))
168134recoscld 16356 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) ∈ ℝ)
169 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝑥 ∈ 𝐶)
170169, 15eleqtrdi 2874 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝑥 ∈ (◡abs “ {1}))
171 fniniseg 7091 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (abs Fn ℂ → (𝑥 ∈ (◡abs “ {1}) ↔ (𝑥 ∈ ℂ ∧ (abs‘𝑥) = 1)))
17211, 171ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑥 ∈ (◡abs “ {1}) ↔ (𝑥 ∈ ℂ ∧ (abs‘𝑥) = 1))
173170, 172sylib 221 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑥 ∈ ℂ ∧ (abs‘𝑥) = 1))
174173simpld 500 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝑥 ∈ ℂ)
175174sqrtcld 15651 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (√‘𝑥) ∈ ℂ)
176175recld 15404 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (ℜ‘(√‘𝑥)) ∈ ℝ)
177 cosq14ge0 26897 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))) ∈ ( -(π / 2)[,](π / 2)) → 0 ≤ (cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))
178133, 177syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 0 ≤ (cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))
179174sqrtrege0d 15652 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 0 ≤ (ℜ‘(√‘𝑥)))
180 sincossq 16388 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))) ∈ ℂ → (((sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2) + ((cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2)) = 1)
181158, 180syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (((sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2) + ((cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2)) = 1)
182174sqsqrtd 15653 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((√‘𝑥)↑2) = 𝑥)
183182fveq2d 6920 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (abs‘((√‘𝑥)↑2)) = (abs‘𝑥))
184 2nn0 12663 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2 ∈ ℕ0
185 absexp 15514 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((√‘𝑥) ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℕ0) → (abs‘((√‘𝑥)↑2)) = ((abs‘(√‘𝑥))↑2))
186175, 184, 185sylancl 598 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (abs‘((√‘𝑥)↑2)) = ((abs‘(√‘𝑥))↑2))
187173simprd 501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (abs‘𝑥) = 1)
188183, 186, 1873eqtr3d 2806 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((abs‘(√‘𝑥))↑2) = 1)
189175absvalsq2d 15657 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((abs‘(√‘𝑥))↑2) = (((ℜ‘(√‘𝑥))↑2) + ((ℑ‘(√‘𝑥))↑2)))
190181, 188, 1893eqtr2d 2804 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (((sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2) + ((cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2)) = (((ℜ‘(√‘𝑥))↑2) + ((ℑ‘(√‘𝑥))↑2)))
191125fveq1i 6917 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑆‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) = ((sin ↾ ( -(π / 2)[,](π / 2)))‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))
192133fvresd 6936 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((sin ↾ ( -(π / 2)[,](π / 2)))‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) = (sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))
193191, 192eqtrid 2810 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑆‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) = (sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))
194 f1ocnvfv2 7316 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑆:( -(π / 2)[,](π / 2))⟶1-1onto( -1[,]1) ∧ (ℑ‘(√‘𝑥)) ∈ ( -1[,]1)) → (𝑆‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) = (ℑ‘(√‘𝑥)))
195128, 123, 194sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑆‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) = (ℑ‘(√‘𝑥)))
196193, 195eqtr3d 2800 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) = (ℑ‘(√‘𝑥)))
197196oveq1d 7466 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2) = ((ℑ‘(√‘𝑥))↑2))
198190, 197oveq12d 7469 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((((sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2) + ((cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2)) − ((sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2)) = ((((ℜ‘(√‘𝑥))↑2) + ((ℑ‘(√‘𝑥))↑2)) − ((ℑ‘(√‘𝑥))↑2)))
199158sincld 16342 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) ∈ ℂ)
200199sqcld 14327 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2) ∈ ℂ)
201158coscld 16343 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) ∈ ℂ)
202201sqcld 14327 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2) ∈ ℂ)
203200, 202pncan2d 11710 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((((sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2) + ((cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2)) − ((sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2)) = ((cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2))
204176recnd 11376 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (ℜ‘(√‘𝑥)) ∈ ℂ)
205204sqcld 14327 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((ℜ‘(√‘𝑥))↑2) ∈ ℂ)
206197, 200eqeltrrd 2865 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((ℑ‘(√‘𝑥))↑2) ∈ ℂ)
207205, 206pncand 11709 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((((ℜ‘(√‘𝑥))↑2) + ((ℑ‘(√‘𝑥))↑2)) − ((ℑ‘(√‘𝑥))↑2)) = ((ℜ‘(√‘𝑥))↑2))
208198, 203, 2073eqtr3d 2806 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))↑2) = ((ℜ‘(√‘𝑥))↑2))
209168, 176, 178, 179, 208sq11d 14443 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) = (ℜ‘(√‘𝑥)))
210196oveq2d 7467 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (i · (sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))) = (i · (ℑ‘(√‘𝑥))))
211209, 210oveq12d 7469 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) + (i · (sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))) = ((ℜ‘(√‘𝑥)) + (i · (ℑ‘(√‘𝑥)))))
212 efival 16364 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))) ∈ ℂ → (exp‘(i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))) = ((cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) + (i · (sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))))
213158, 212syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (exp‘(i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))) = ((cos‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) + (i · (sin‘(◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))))
214175replimd 15407 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (√‘𝑥) = ((ℜ‘(√‘𝑥)) + (i · (ℑ‘(√‘𝑥)))))
215211, 213, 2143eqtr4d 2808 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (exp‘(i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥))))) = (√‘𝑥))
216215oveq1d 7466 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((exp‘(i · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))↑2) = ((√‘𝑥)↑2))
217167, 216, 1823eqtrd 2802 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (exp‘(i · (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))) = 𝑥)
218217adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (exp‘(i · (2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))))) = 𝑥)
219151, 156, 2183eqtr3d 2806 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → ((exp‘(i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦))) · (exp‘(i · 𝑦))) = 𝑥)
220147efcld 16293 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (exp‘(i · 𝑦)) ∈ ℂ)
221220mullidd 11366 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (1 · (exp‘(i · 𝑦))) = (exp‘(i · 𝑦)))
222219, 221eqeq12d 2779 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (((exp‘(i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦))) · (exp‘(i · 𝑦))) = (1 · (exp‘(i · 𝑦))) ↔ 𝑥 = (exp‘(i · 𝑦))))
223138, 222imbitrid 247 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → ((exp‘(i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦))) = 1 → 𝑥 = (exp‘(i · 𝑦))))
224 efeq1 26913 . . . . . . . . 9 ((i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) ∈ ℂ → ((exp‘(i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦))) = 1 ↔ ((i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) / (i · (2 · π))) ∈ ℤ))
225154, 224syl 18 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → ((exp‘(i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦))) = 1 ↔ ((i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) / (i · (2 · π))) ∈ ℤ))
226 divcan5 12059 . . . . . . . . . . 11 ((((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) ∈ ℂ ∧ ((2 · π) ∈ ℂ ∧ (2 · π) ≠ 0) ∧ (i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0)) → ((i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) / (i · (2 · π))) = (((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) / (2 · π)))
22760, 62, 226mp3an23 1483 . . . . . . . . . 10 (((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) ∈ ℂ → ((i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) / (i · (2 · π))) = (((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) / (2 · π)))
228152, 227syl 18 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → ((i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) / (i · (2 · π))) = (((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) / (2 · π)))
229228eleq1d 2849 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (((i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦)) / (i · (2 · π))) ∈ ℤ ↔ (((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ))
230225, 229bitr2d 283 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → ((((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ ↔ (exp‘(i · ((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦))) = 1))
23186adantl 487 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (𝐹‘𝑦) = (exp‘(i · 𝑦)))
232231eqeq2d 2774 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (𝑥 = (𝐹‘𝑦) ↔ 𝑥 = (exp‘(i · 𝑦))))
233223, 230, 2323imtr4d 297 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → ((((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ → 𝑥 = (𝐹‘𝑦)))
234233reximdva 3179 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (∃𝑦 ∈ 𝐷 (((2 · (◡𝑆‘(ℑ‘(√‘𝑥)))) − 𝑦) / (2 · π)) ∈ ℤ → ∃𝑦 ∈ 𝐷 𝑥 = (𝐹‘𝑦)))
235137, 234mpd 16 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ∃𝑦 ∈ 𝐷 𝑥 = (𝐹‘𝑦))
236235ralrimiva 3158 . . 3 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐶 ∃𝑦 ∈ 𝐷 𝑥 = (𝐹‘𝑦))
237 dffo3 7134 . . 3 (𝐹:𝐷⟶onto𝐶 ↔ (𝐹:𝐷⟶𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐶 ∃𝑦 ∈ 𝐷 𝑥 = (𝐹‘𝑦)))
23819, 236, 237sylanbrc 595 . 2 (𝜑 → 𝐹:𝐷⟶onto𝐶)
239 df-f1o 6573 . 2 (𝐹:𝐷⟶1-1onto𝐶 ↔ (𝐹:𝐷⟶1-1𝐶 ∧ 𝐹:𝐷⟶onto𝐶))
240111, 238, 239sylanbrc 595 1 (𝜑 → 𝐹:𝐷⟶1-1onto𝐶)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090   ⊆ wss 3900  {csn 4588   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5192  ◡ccnv 5657   ↾ cres 5660   “ cima 5661   Fn wfn 6561  ⟶wf 6562  ⟶1-1wf1 6563  ⟶ontowfo 6564  ⟶1-1ontowf1o 6565  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  ℂcc 11237  ℝcr 11238  0cc0 11239  1c1 11240  ici 11241   + caddc 11242   · cmul 11244   < clt 11382   ≤ cle 11383   − cmin 11580   -cneg 11581   / cdiv 12013  2c2 12437  ℕ0cn0 12646  ℤcz 12733  [,]cicc 13519  ↑cexp 14244  ℜcre 15307  ℑcim 15308  √csqrt 15443  abscabs 15444  expce 16271  sincsin 16273  cosccos 16274  πcpi 16276
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-inf2 9679  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-pre-sup 11317  ax-addf 11318
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-of 7725  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-2o 8515  df-er 8755  df-map 8887  df-pm 8888  df-ixp 8964  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-fi 9440  df-sup 9471  df-inf 9472  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-q 13116  df-rp 13161  df-xneg 13281  df-xadd 13282  df-xmul 13283  df-ioo 13520  df-ioc 13521  df-ico 13522  df-icc 13523  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-fl 13972  df-mod 14050  df-seq 14185  df-exp 14245  df-fac 14459  df-bc 14488  df-hash 14516  df-shft 15263  df-cj 15309  df-re 15310  df-im 15311  df-sqrt 15445  df-abs 15446  df-limsup 15682  df-clim 15699  df-rlim 15700  df-sum 15898  df-ef 16277  df-sin 16279  df-cos 16280  df-pi 16282  df-struct 17369  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-ress 17453  df-plusg 17486  df-mulr 17487  df-starv 17488  df-sca 17489  df-vsca 17490  df-ip 17491  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ds 17495  df-unif 17496  df-hom 17497  df-cco 17498  df-euf 17499  df-rest 17643  df-topn 17644  df-0g 17662  df-gsum 17663  df-topgen 17664  df-pt 17665  df-prds 17668  df-xrs 17724  df-qtop 17729  df-imas 17730  df-xps 17732  df-mre 17806  df-mrc 17807  df-acs 17809  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-submnd 19029  df-mulg 19328  df-cntz 19582  df-cmn 20047  df-psmet 21721  df-xmet 21722  df-met 21723  df-bl 21724  df-mopn 21725  df-fbas 21726  df-fg 21727  df-cnfld 21730  df-top 23267  df-topon 23284  df-topsp 23306  df-bases 23319  df-cld 23392  df-ntr 23393  df-cls 23394  df-nei 23471  df-lp 23509  df-perf 23510  df-cn 23600  df-cnp 23601  df-haus 23688  df-tx 23936  df-hmeo 24129  df-fil 24220  df-fm 24312  df-flim 24313  df-flf 24314  df-xms 24694  df-ms 24695  df-tms 24696  df-cncf 25254  df-limc 26241  df-dv 26242
This theorem is used by:  efif1o  26931  eff1olem  26933
  Copyright terms: Public domain W3C validator