MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  efopnlem2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem efopnlem2 26714
Description: Lemma for efopn 26715. (Contributed by Mario Carneiro, 2-May-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
efopn.j 𝐽 = (TopOpen‘ℂfld)
Assertion
Ref Expression
efopnlem2 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → (exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ∈ 𝐽)

Proof of Theorem efopnlem2
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 logf1o 26621 . . . . . . . 8 log:(ℂ ∖ {0})–1-1-onto→ran log
2 f1orn 6859 . . . . . . . . 9 (log:(ℂ ∖ {0})–1-1-onto→ran log ↔ (log Fn (ℂ ∖ {0}) ∧ Fun log))
32simprbi 496 . . . . . . . 8 (log:(ℂ ∖ {0})–1-1-onto→ran log → Fun log)
4 funcnvres 6646 . . . . . . . 8 (Fun log → (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) = (log ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0)))))
51, 3, 4mp2b 10 . . . . . . 7 (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) = (log ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
6 df-log 26613 . . . . . . . . . 10 log = (exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π)))
76cnveqi 5888 . . . . . . . . 9 log = (exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π)))
8 relres 6026 . . . . . . . . . 10 Rel (exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π)))
9 dfrel2 6211 . . . . . . . . . 10 (Rel (exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π))) ↔ (exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π))) = (exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π))))
108, 9mpbi 230 . . . . . . . . 9 (exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π))) = (exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π)))
117, 10eqtri 2763 . . . . . . . 8 log = (exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π)))
1211reseq1i 5996 . . . . . . 7 (log ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0)))) = ((exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π))) ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
13 imassrn 6091 . . . . . . . . 9 (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) ⊆ ran log
14 logrn 26615 . . . . . . . . 9 ran log = (ℑ “ (-π(,]π))
1513, 14sseqtri 4032 . . . . . . . 8 (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) ⊆ (ℑ “ (-π(,]π))
16 resabs1 6027 . . . . . . . 8 ((log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) ⊆ (ℑ “ (-π(,]π)) → ((exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π))) ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0)))) = (exp ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0)))))
1715, 16ax-mp 5 . . . . . . 7 ((exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π))) ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0)))) = (exp ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
185, 12, 173eqtri 2767 . . . . . 6 (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) = (exp ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
1918imaeq1i 6077 . . . . 5 ((log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) = ((exp ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0)))) “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅))
20 cnxmet 24809 . . . . . . . . . . . 12 (abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ)
21 0cnd 11252 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → 0 ∈ ℂ)
22 rpxr 13042 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅 ∈ ℝ+𝑅 ∈ ℝ*)
2322adantr 480 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → 𝑅 ∈ ℝ*)
24 blssm 24444 . . . . . . . . . . . 12 (((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 0 ∈ ℂ ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) → (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ⊆ ℂ)
2520, 21, 23, 24mp3an2i 1465 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ⊆ ℂ)
2625sselda 3995 . . . . . . . . . 10 (((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) ∧ 𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) → 𝑥 ∈ ℂ)
2726imcld 15231 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) ∧ 𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) → (ℑ‘𝑥) ∈ ℝ)
28 efopnlem1 26713 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) ∧ 𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) → (abs‘(ℑ‘𝑥)) < π)
29 pire 26515 . . . . . . . . . . . . . 14 π ∈ ℝ
30 abslt 15350 . . . . . . . . . . . . . 14 (((ℑ‘𝑥) ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ) → ((abs‘(ℑ‘𝑥)) < π ↔ (-π < (ℑ‘𝑥) ∧ (ℑ‘𝑥) < π)))
3127, 29, 30sylancl 586 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) ∧ 𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) → ((abs‘(ℑ‘𝑥)) < π ↔ (-π < (ℑ‘𝑥) ∧ (ℑ‘𝑥) < π)))
3228, 31mpbid 232 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) ∧ 𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) → (-π < (ℑ‘𝑥) ∧ (ℑ‘𝑥) < π))
3332simpld 494 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) ∧ 𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) → -π < (ℑ‘𝑥))
3432simprd 495 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) ∧ 𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) → (ℑ‘𝑥) < π)
3529renegcli 11568 . . . . . . . . . . . . 13 -π ∈ ℝ
3635rexri 11317 . . . . . . . . . . . 12 -π ∈ ℝ*
3729rexri 11317 . . . . . . . . . . . 12 π ∈ ℝ*
38 elioo2 13425 . . . . . . . . . . . 12 ((-π ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ*) → ((ℑ‘𝑥) ∈ (-π(,)π) ↔ ((ℑ‘𝑥) ∈ ℝ ∧ -π < (ℑ‘𝑥) ∧ (ℑ‘𝑥) < π)))
3936, 37, 38mp2an 692 . . . . . . . . . . 11 ((ℑ‘𝑥) ∈ (-π(,)π) ↔ ((ℑ‘𝑥) ∈ ℝ ∧ -π < (ℑ‘𝑥) ∧ (ℑ‘𝑥) < π))
4027, 33, 34, 39syl3anbrc 1342 . . . . . . . . . 10 (((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) ∧ 𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) → (ℑ‘𝑥) ∈ (-π(,)π))
41 imf 15149 . . . . . . . . . . 11 ℑ:ℂ⟶ℝ
42 ffn 6737 . . . . . . . . . . 11 (ℑ:ℂ⟶ℝ → ℑ Fn ℂ)
43 elpreima 7078 . . . . . . . . . . 11 (ℑ Fn ℂ → (𝑥 ∈ (ℑ “ (-π(,)π)) ↔ (𝑥 ∈ ℂ ∧ (ℑ‘𝑥) ∈ (-π(,)π))))
4441, 42, 43mp2b 10 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (ℑ “ (-π(,)π)) ↔ (𝑥 ∈ ℂ ∧ (ℑ‘𝑥) ∈ (-π(,)π)))
4526, 40, 44sylanbrc 583 . . . . . . . . 9 (((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) ∧ 𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) → 𝑥 ∈ (ℑ “ (-π(,)π)))
4645ex 412 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → (𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) → 𝑥 ∈ (ℑ “ (-π(,)π))))
4746ssrdv 4001 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ⊆ (ℑ “ (-π(,)π)))
48 df-ima 5702 . . . . . . . 8 (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) = ran (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0)))
49 eqid 2735 . . . . . . . . . 10 (ℂ ∖ (-∞(,]0)) = (ℂ ∖ (-∞(,]0))
5049logf1o2 26707 . . . . . . . . 9 (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))):(ℂ ∖ (-∞(,]0))–1-1-onto→(ℑ “ (-π(,)π))
51 f1ofo 6856 . . . . . . . . 9 ((log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))):(ℂ ∖ (-∞(,]0))–1-1-onto→(ℑ “ (-π(,)π)) → (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))):(ℂ ∖ (-∞(,]0))–onto→(ℑ “ (-π(,)π)))
52 forn 6824 . . . . . . . . 9 ((log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))):(ℂ ∖ (-∞(,]0))–onto→(ℑ “ (-π(,)π)) → ran (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) = (ℑ “ (-π(,)π)))
5350, 51, 52mp2b 10 . . . . . . . 8 ran (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) = (ℑ “ (-π(,)π))
5448, 53eqtri 2763 . . . . . . 7 (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) = (ℑ “ (-π(,)π))
5547, 54sseqtrrdi 4047 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ⊆ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
56 resima2 6036 . . . . . 6 ((0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ⊆ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) → ((exp ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0)))) “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) = (exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)))
5755, 56syl 17 . . . . 5 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → ((exp ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0)))) “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) = (exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)))
5819, 57eqtrid 2787 . . . 4 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → ((log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) = (exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)))
5949logcn 26704 . . . . . 6 (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) ∈ ((ℂ ∖ (-∞(,]0))–cn→ℂ)
60 difss 4146 . . . . . . 7 (ℂ ∖ (-∞(,]0)) ⊆ ℂ
61 ssid 4018 . . . . . . 7 ℂ ⊆ ℂ
62 efopn.j . . . . . . . 8 𝐽 = (TopOpen‘ℂfld)
63 eqid 2735 . . . . . . . 8 (𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0))) = (𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0)))
6462cnfldtopon 24819 . . . . . . . . 9 𝐽 ∈ (TopOn‘ℂ)
6564toponrestid 22943 . . . . . . . 8 𝐽 = (𝐽t ℂ)
6662, 63, 65cncfcn 24950 . . . . . . 7 (((ℂ ∖ (-∞(,]0)) ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → ((ℂ ∖ (-∞(,]0))–cn→ℂ) = ((𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0))) Cn 𝐽))
6760, 61, 66mp2an 692 . . . . . 6 ((ℂ ∖ (-∞(,]0))–cn→ℂ) = ((𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0))) Cn 𝐽)
6859, 67eleqtri 2837 . . . . 5 (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) ∈ ((𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0))) Cn 𝐽)
6962cnfldtopn 24818 . . . . . . 7 𝐽 = (MetOpen‘(abs ∘ − ))
7069blopn 24529 . . . . . 6 (((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 0 ∈ ℂ ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) → (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ∈ 𝐽)
7120, 21, 23, 70mp3an2i 1465 . . . . 5 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ∈ 𝐽)
72 cnima 23289 . . . . 5 (((log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) ∈ ((𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0))) Cn 𝐽) ∧ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ∈ 𝐽) → ((log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ∈ (𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
7368, 71, 72sylancr 587 . . . 4 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → ((log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ∈ (𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
7458, 73eqeltrrd 2840 . . 3 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → (exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ∈ (𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
7562cnfldtop 24820 . . . 4 𝐽 ∈ Top
7649logdmopn 26706 . . . . 5 (ℂ ∖ (-∞(,]0)) ∈ (TopOpen‘ℂfld)
7776, 62eleqtrri 2838 . . . 4 (ℂ ∖ (-∞(,]0)) ∈ 𝐽
78 restopn2 23201 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ (ℂ ∖ (-∞(,]0)) ∈ 𝐽) → ((exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ∈ (𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0))) ↔ ((exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ∈ 𝐽 ∧ (exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ⊆ (ℂ ∖ (-∞(,]0)))))
7975, 77, 78mp2an 692 . . 3 ((exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ∈ (𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0))) ↔ ((exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ∈ 𝐽 ∧ (exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ⊆ (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
8074, 79sylib 218 . 2 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → ((exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ∈ 𝐽 ∧ (exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ⊆ (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
8180simpld 494 1 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → (exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ∈ 𝐽)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1537  wcel 2106  cdif 3960  wss 3963  {csn 4631   class class class wbr 5148  ccnv 5688  ran crn 5690  cres 5691  cima 5692  ccom 5693  Rel wrel 5694  Fun wfun 6557   Fn wfn 6558  wf 6559  ontowfo 6561  1-1-ontowf1o 6562  cfv 6563  (class class class)co 7431  cc 11151  cr 11152  0cc0 11153  -∞cmnf 11291  *cxr 11292   < clt 11293  cmin 11490  -cneg 11491  +crp 13032  (,)cioo 13384  (,]cioc 13385  cim 15134  abscabs 15270  expce 16094  πcpi 16099  t crest 17467  TopOpenctopn 17468  ∞Metcxmet 21367  ballcbl 21369  fldccnfld 21382  Topctop 22915   Cn ccn 23248  cnccncf 24916  logclog 26611
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5285  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-inf2 9679  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230  ax-pre-sup 11231  ax-addf 11232
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-tp 4636  df-op 4638  df-uni 4913  df-int 4952  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-se 5642  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-isom 6572  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-supp 8185  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8505  df-2o 8506  df-er 8744  df-map 8867  df-pm 8868  df-ixp 8937  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-fsupp 9400  df-fi 9449  df-sup 9480  df-inf 9481  df-oi 9548  df-card 9977  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-4 12329  df-5 12330  df-6 12331  df-7 12332  df-8 12333  df-9 12334  df-n0 12525  df-z 12612  df-dec 12732  df-uz 12877  df-q 12989  df-rp 13033  df-xneg 13152  df-xadd 13153  df-xmul 13154  df-ioo 13388  df-ioc 13389  df-ico 13390  df-icc 13391  df-fz 13545  df-fzo 13692  df-fl 13829  df-mod 13907  df-seq 14040  df-exp 14100  df-fac 14310  df-bc 14339  df-hash 14367  df-shft 15103  df-cj 15135  df-re 15136  df-im 15137  df-sqrt 15271  df-abs 15272  df-limsup 15504  df-clim 15521  df-rlim 15522  df-sum 15720  df-ef 16100  df-sin 16102  df-cos 16103  df-tan 16104  df-pi 16105  df-struct 17181  df-sets 17198  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-ress 17275  df-plusg 17311  df-mulr 17312  df-starv 17313  df-sca 17314  df-vsca 17315  df-ip 17316  df-tset 17317  df-ple 17318  df-ds 17320  df-unif 17321  df-hom 17322  df-cco 17323  df-rest 17469  df-topn 17470  df-0g 17488  df-gsum 17489  df-topgen 17490  df-pt 17491  df-prds 17494  df-xrs 17549  df-qtop 17554  df-imas 17555  df-xps 17557  df-mre 17631  df-mrc 17632  df-acs 17634  df-mgm 18666  df-sgrp 18745  df-mnd 18761  df-submnd 18810  df-mulg 19099  df-cntz 19348  df-cmn 19815  df-psmet 21374  df-xmet 21375  df-met 21376  df-bl 21377  df-mopn 21378  df-fbas 21379  df-fg 21380  df-cnfld 21383  df-top 22916  df-topon 22933  df-topsp 22955  df-bases 22969  df-cld 23043  df-ntr 23044  df-cls 23045  df-nei 23122  df-lp 23160  df-perf 23161  df-cn 23251  df-cnp 23252  df-haus 23339  df-cmp 23411  df-tx 23586  df-hmeo 23779  df-fil 23870  df-fm 23962  df-flim 23963  df-flf 23964  df-xms 24346  df-ms 24347  df-tms 24348  df-cncf 24918  df-limc 25916  df-dv 25917  df-log 26613
This theorem is referenced by:  efopn  26715
  Copyright terms: Public domain W3C validator