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

Theorem efopnlem2 26573
Description: Lemma for efopn 26574. (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 26480 . . . . . . . 8 log:(ℂ ∖ {0})–1-1-onto→ran log
2 f1orn 6813 . . . . . . . . 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 6597 . . . . . . . 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 26472 . . . . . . . . . 10 log = (exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π)))
76cnveqi 5841 . . . . . . . . 9 log = (exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π)))
8 relres 5979 . . . . . . . . . 10 Rel (exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π)))
9 dfrel2 6165 . . . . . . . . . 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 2753 . . . . . . . 8 log = (exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π)))
1211reseq1i 5949 . . . . . . 7 (log ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0)))) = ((exp ↾ (ℑ “ (-π(,]π))) ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
13 imassrn 6045 . . . . . . . . 9 (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) ⊆ ran log
14 logrn 26474 . . . . . . . . 9 ran log = (ℑ “ (-π(,]π))
1513, 14sseqtri 3998 . . . . . . . 8 (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) ⊆ (ℑ “ (-π(,]π))
16 resabs1 5980 . . . . . . . 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 2757 . . . . . 6 (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) = (exp ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
1918imaeq1i 6031 . . . . 5 ((log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) = ((exp ↾ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0)))) “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅))
20 cnxmet 24667 . . . . . . . . . . . 12 (abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ)
21 0cnd 11174 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → 0 ∈ ℂ)
22 rpxr 12968 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅 ∈ ℝ+𝑅 ∈ ℝ*)
2322adantr 480 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → 𝑅 ∈ ℝ*)
24 blssm 24313 . . . . . . . . . . . 12 (((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 0 ∈ ℂ ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) → (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ⊆ ℂ)
2520, 21, 23, 24mp3an2i 1468 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ⊆ ℂ)
2625sselda 3949 . . . . . . . . . 10 (((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) ∧ 𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) → 𝑥 ∈ ℂ)
2726imcld 15168 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) ∧ 𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) → (ℑ‘𝑥) ∈ ℝ)
28 efopnlem1 26572 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) ∧ 𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) → (abs‘(ℑ‘𝑥)) < π)
29 pire 26373 . . . . . . . . . . . . . 14 π ∈ ℝ
30 abslt 15288 . . . . . . . . . . . . . 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 11490 . . . . . . . . . . . . 13 -π ∈ ℝ
3635rexri 11239 . . . . . . . . . . . 12 -π ∈ ℝ*
3729rexri 11239 . . . . . . . . . . . 12 π ∈ ℝ*
38 elioo2 13354 . . . . . . . . . . . 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 1344 . . . . . . . . . 10 (((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) ∧ 𝑥 ∈ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) → (ℑ‘𝑥) ∈ (-π(,)π))
41 imf 15086 . . . . . . . . . . 11 ℑ:ℂ⟶ℝ
42 ffn 6691 . . . . . . . . . . 11 (ℑ:ℂ⟶ℝ → ℑ Fn ℂ)
43 elpreima 7033 . . . . . . . . . . 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 3955 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ⊆ (ℑ “ (-π(,)π)))
48 df-ima 5654 . . . . . . . 8 (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) = ran (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0)))
49 eqid 2730 . . . . . . . . . 10 (ℂ ∖ (-∞(,]0)) = (ℂ ∖ (-∞(,]0))
5049logf1o2 26566 . . . . . . . . 9 (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))):(ℂ ∖ (-∞(,]0))–1-1-onto→(ℑ “ (-π(,)π))
51 f1ofo 6810 . . . . . . . . 9 ((log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))):(ℂ ∖ (-∞(,]0))–1-1-onto→(ℑ “ (-π(,)π)) → (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))):(ℂ ∖ (-∞(,]0))–onto→(ℑ “ (-π(,)π)))
52 forn 6778 . . . . . . . . 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 2753 . . . . . . 7 (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) = (ℑ “ (-π(,)π))
5547, 54sseqtrrdi 3991 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ⊆ (log “ (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
56 resima2 5990 . . . . . 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 2777 . . . 4 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → ((log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) = (exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)))
5949logcn 26563 . . . . . 6 (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) ∈ ((ℂ ∖ (-∞(,]0))–cn→ℂ)
60 difss 4102 . . . . . . 7 (ℂ ∖ (-∞(,]0)) ⊆ ℂ
61 ssid 3972 . . . . . . 7 ℂ ⊆ ℂ
62 efopn.j . . . . . . . 8 𝐽 = (TopOpen‘ℂfld)
63 eqid 2730 . . . . . . . 8 (𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0))) = (𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0)))
6462cnfldtopon 24677 . . . . . . . . 9 𝐽 ∈ (TopOn‘ℂ)
6564toponrestid 22815 . . . . . . . 8 𝐽 = (𝐽t ℂ)
6662, 63, 65cncfcn 24810 . . . . . . 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 2827 . . . . 5 (log ↾ (ℂ ∖ (-∞(,]0))) ∈ ((𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0))) Cn 𝐽)
6962cnfldtopn 24676 . . . . . . 7 𝐽 = (MetOpen‘(abs ∘ − ))
7069blopn 24395 . . . . . 6 (((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 0 ∈ ℂ ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) → (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ∈ 𝐽)
7120, 21, 23, 70mp3an2i 1468 . . . . 5 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅) ∈ 𝐽)
72 cnima 23159 . . . . 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 2830 . . 3 ((𝑅 ∈ ℝ+𝑅 < π) → (exp “ (0(ball‘(abs ∘ − ))𝑅)) ∈ (𝐽t (ℂ ∖ (-∞(,]0))))
7562cnfldtop 24678 . . . 4 𝐽 ∈ Top
7649logdmopn 26565 . . . . 5 (ℂ ∖ (-∞(,]0)) ∈ (TopOpen‘ℂfld)
7776, 62eleqtrri 2828 . . . 4 (ℂ ∖ (-∞(,]0)) ∈ 𝐽
78 restopn2 23071 . . . 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 1540  wcel 2109  cdif 3914  wss 3917  {csn 4592   class class class wbr 5110  ccnv 5640  ran crn 5642  cres 5643  cima 5644  ccom 5645  Rel wrel 5646  Fun wfun 6508   Fn wfn 6509  wf 6510  ontowfo 6512  1-1-ontowf1o 6513  cfv 6514  (class class class)co 7390  cc 11073  cr 11074  0cc0 11075  -∞cmnf 11213  *cxr 11214   < clt 11215  cmin 11412  -cneg 11413  +crp 12958  (,)cioo 13313  (,]cioc 13314  cim 15071  abscabs 15207  expce 16034  πcpi 16039  t crest 17390  TopOpenctopn 17391  ∞Metcxmet 21256  ballcbl 21258  fldccnfld 21271  Topctop 22787   Cn ccn 23118  cnccncf 24776  logclog 26470
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5237  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714  ax-inf2 9601  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152  ax-pre-sup 11153  ax-addf 11154
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-pss 3937  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-tp 4597  df-op 4599  df-uni 4875  df-int 4914  df-iun 4960  df-iin 4961  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5536  df-eprel 5541  df-po 5549  df-so 5550  df-fr 5594  df-se 5595  df-we 5596  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-isom 6523  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-of 7656  df-om 7846  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8343  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-2o 8438  df-er 8674  df-map 8804  df-pm 8805  df-ixp 8874  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-fin 8925  df-fsupp 9320  df-fi 9369  df-sup 9400  df-inf 9401  df-oi 9470  df-card 9899  df-pnf 11217  df-mnf 11218  df-xr 11219  df-ltxr 11220  df-le 11221  df-sub 11414  df-neg 11415  df-div 11843  df-nn 12194  df-2 12256  df-3 12257  df-4 12258  df-5 12259  df-6 12260  df-7 12261  df-8 12262  df-9 12263  df-n0 12450  df-z 12537  df-dec 12657  df-uz 12801  df-q 12915  df-rp 12959  df-xneg 13079  df-xadd 13080  df-xmul 13081  df-ioo 13317  df-ioc 13318  df-ico 13319  df-icc 13320  df-fz 13476  df-fzo 13623  df-fl 13761  df-mod 13839  df-seq 13974  df-exp 14034  df-fac 14246  df-bc 14275  df-hash 14303  df-shft 15040  df-cj 15072  df-re 15073  df-im 15074  df-sqrt 15208  df-abs 15209  df-limsup 15444  df-clim 15461  df-rlim 15462  df-sum 15660  df-ef 16040  df-sin 16042  df-cos 16043  df-tan 16044  df-pi 16045  df-struct 17124  df-sets 17141  df-slot 17159  df-ndx 17171  df-base 17187  df-ress 17208  df-plusg 17240  df-mulr 17241  df-starv 17242  df-sca 17243  df-vsca 17244  df-ip 17245  df-tset 17246  df-ple 17247  df-ds 17249  df-unif 17250  df-hom 17251  df-cco 17252  df-rest 17392  df-topn 17393  df-0g 17411  df-gsum 17412  df-topgen 17413  df-pt 17414  df-prds 17417  df-xrs 17472  df-qtop 17477  df-imas 17478  df-xps 17480  df-mre 17554  df-mrc 17555  df-acs 17557  df-mgm 18574  df-sgrp 18653  df-mnd 18669  df-submnd 18718  df-mulg 19007  df-cntz 19256  df-cmn 19719  df-psmet 21263  df-xmet 21264  df-met 21265  df-bl 21266  df-mopn 21267  df-fbas 21268  df-fg 21269  df-cnfld 21272  df-top 22788  df-topon 22805  df-topsp 22827  df-bases 22840  df-cld 22913  df-ntr 22914  df-cls 22915  df-nei 22992  df-lp 23030  df-perf 23031  df-cn 23121  df-cnp 23122  df-haus 23209  df-cmp 23281  df-tx 23456  df-hmeo 23649  df-fil 23740  df-fm 23832  df-flim 23833  df-flf 23834  df-xms 24215  df-ms 24216  df-tms 24217  df-cncf 24778  df-limc 25774  df-dv 25775  df-log 26472
This theorem is referenced by:  efopn  26574
  Copyright terms: Public domain W3C validator