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Theorem logf1o2 26571
Description: The logarithm maps its continuous domain bijectively onto the set of numbers with imaginary part -Ο€ < β„‘(𝑧) < Ο€. The negative reals are mapped to the numbers with imaginary part equal to Ο€. (Contributed by Mario Carneiro, 2-May-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
logcn.d 𝐷 = (β„‚ βˆ– (-∞(,]0))
Assertion
Ref Expression
logf1o2 (log β†Ύ 𝐷):𝐷–1-1-ontoβ†’(β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€))

Proof of Theorem logf1o2
Dummy variable π‘₯ is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 logf1o 26485 . . . 4 log:(β„‚ βˆ– {0})–1-1-ontoβ†’ran log
2 f1of1 6832 . . . 4 (log:(β„‚ βˆ– {0})–1-1-ontoβ†’ran log β†’ log:(β„‚ βˆ– {0})–1-1β†’ran log)
31, 2ax-mp 5 . . 3 log:(β„‚ βˆ– {0})–1-1β†’ran log
4 logcn.d . . . 4 𝐷 = (β„‚ βˆ– (-∞(,]0))
54logdmss 26563 . . 3 𝐷 βŠ† (β„‚ βˆ– {0})
6 f1ores 6847 . . 3 ((log:(β„‚ βˆ– {0})–1-1β†’ran log ∧ 𝐷 βŠ† (β„‚ βˆ– {0})) β†’ (log β†Ύ 𝐷):𝐷–1-1-ontoβ†’(log β€œ 𝐷))
73, 5, 6mp2an 691 . 2 (log β†Ύ 𝐷):𝐷–1-1-ontoβ†’(log β€œ 𝐷)
8 f1ofun 6835 . . . . . . 7 (log:(β„‚ βˆ– {0})–1-1-ontoβ†’ran log β†’ Fun log)
91, 8ax-mp 5 . . . . . 6 Fun log
10 f1of 6833 . . . . . . . . 9 (log:(β„‚ βˆ– {0})–1-1-ontoβ†’ran log β†’ log:(β„‚ βˆ– {0})⟢ran log)
111, 10ax-mp 5 . . . . . . . 8 log:(β„‚ βˆ– {0})⟢ran log
1211fdmi 6728 . . . . . . 7 dom log = (β„‚ βˆ– {0})
135, 12sseqtrri 4015 . . . . . 6 𝐷 βŠ† dom log
14 funimass4 6957 . . . . . 6 ((Fun log ∧ 𝐷 βŠ† dom log) β†’ ((log β€œ 𝐷) βŠ† (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€)) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐷 (logβ€˜π‘₯) ∈ (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€))))
159, 13, 14mp2an 691 . . . . 5 ((log β€œ 𝐷) βŠ† (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€)) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐷 (logβ€˜π‘₯) ∈ (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€)))
164ellogdm 26560 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ 𝐷 ↔ (π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (π‘₯ ∈ ℝ β†’ π‘₯ ∈ ℝ+)))
1716simplbi 497 . . . . . . 7 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ π‘₯ ∈ β„‚)
184logdmn0 26561 . . . . . . 7 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ π‘₯ β‰  0)
1917, 18logcld 26491 . . . . . 6 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ (logβ€˜π‘₯) ∈ β„‚)
2019imcld 15166 . . . . . . 7 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ)
2117, 18logimcld 26492 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ (-Ο€ < (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) ∧ (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) ≀ Ο€))
2221simpld 494 . . . . . . 7 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ -Ο€ < (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)))
23 pire 26380 . . . . . . . . 9 Ο€ ∈ ℝ
2423a1i 11 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ Ο€ ∈ ℝ)
2521simprd 495 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) ≀ Ο€)
264logdmnrp 26562 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ Β¬ -π‘₯ ∈ ℝ+)
27 lognegb 26511 . . . . . . . . . . . 12 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ π‘₯ β‰  0) β†’ (-π‘₯ ∈ ℝ+ ↔ (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) = Ο€))
2817, 18, 27syl2anc 583 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ (-π‘₯ ∈ ℝ+ ↔ (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) = Ο€))
2928necon3bbid 2973 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ (Β¬ -π‘₯ ∈ ℝ+ ↔ (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) β‰  Ο€))
3026, 29mpbid 231 . . . . . . . . 9 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) β‰  Ο€)
3130necomd 2991 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ Ο€ β‰  (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)))
3220, 24, 25, 31leneltd 11390 . . . . . . 7 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) < Ο€)
3323renegcli 11543 . . . . . . . . 9 -Ο€ ∈ ℝ
3433rexri 11294 . . . . . . . 8 -Ο€ ∈ ℝ*
3523rexri 11294 . . . . . . . 8 Ο€ ∈ ℝ*
36 elioo2 13389 . . . . . . . 8 ((-Ο€ ∈ ℝ* ∧ Ο€ ∈ ℝ*) β†’ ((β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) ∈ (-Ο€(,)Ο€) ↔ ((β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ ∧ -Ο€ < (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) ∧ (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) < Ο€)))
3734, 35, 36mp2an 691 . . . . . . 7 ((β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) ∈ (-Ο€(,)Ο€) ↔ ((β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ ∧ -Ο€ < (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) ∧ (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) < Ο€))
3820, 22, 32, 37syl3anbrc 1341 . . . . . 6 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) ∈ (-Ο€(,)Ο€))
39 imf 15084 . . . . . . 7 β„‘:β„‚βŸΆβ„
40 ffn 6716 . . . . . . 7 (β„‘:β„‚βŸΆβ„ β†’ β„‘ Fn β„‚)
41 elpreima 7061 . . . . . . 7 (β„‘ Fn β„‚ β†’ ((logβ€˜π‘₯) ∈ (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€)) ↔ ((logβ€˜π‘₯) ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) ∈ (-Ο€(,)Ο€))))
4239, 40, 41mp2b 10 . . . . . 6 ((logβ€˜π‘₯) ∈ (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€)) ↔ ((logβ€˜π‘₯) ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜(logβ€˜π‘₯)) ∈ (-Ο€(,)Ο€)))
4319, 38, 42sylanbrc 582 . . . . 5 (π‘₯ ∈ 𝐷 β†’ (logβ€˜π‘₯) ∈ (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€)))
4415, 43mprgbir 3063 . . . 4 (log β€œ 𝐷) βŠ† (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€))
45 elpreima 7061 . . . . . . 7 (β„‘ Fn β„‚ β†’ (π‘₯ ∈ (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€)) ↔ (π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€))))
4639, 40, 45mp2b 10 . . . . . 6 (π‘₯ ∈ (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€)) ↔ (π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)))
47 simpl 482 . . . . . . . . 9 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ π‘₯ ∈ β„‚)
48 eliooord 13407 . . . . . . . . . . 11 ((β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€) β†’ (-Ο€ < (β„‘β€˜π‘₯) ∧ (β„‘β€˜π‘₯) < Ο€))
4948adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ (-Ο€ < (β„‘β€˜π‘₯) ∧ (β„‘β€˜π‘₯) < Ο€))
5049simpld 494 . . . . . . . . 9 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ -Ο€ < (β„‘β€˜π‘₯))
5149simprd 495 . . . . . . . . . 10 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ (β„‘β€˜π‘₯) < Ο€)
52 imcl 15082 . . . . . . . . . . . 12 (π‘₯ ∈ β„‚ β†’ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ ℝ)
5352adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ ℝ)
54 ltle 11324 . . . . . . . . . . 11 (((β„‘β€˜π‘₯) ∈ ℝ ∧ Ο€ ∈ ℝ) β†’ ((β„‘β€˜π‘₯) < Ο€ β†’ (β„‘β€˜π‘₯) ≀ Ο€))
5553, 23, 54sylancl 585 . . . . . . . . . 10 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ ((β„‘β€˜π‘₯) < Ο€ β†’ (β„‘β€˜π‘₯) ≀ Ο€))
5651, 55mpd 15 . . . . . . . . 9 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ (β„‘β€˜π‘₯) ≀ Ο€)
57 ellogrn 26480 . . . . . . . . 9 (π‘₯ ∈ ran log ↔ (π‘₯ ∈ β„‚ ∧ -Ο€ < (β„‘β€˜π‘₯) ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ≀ Ο€))
5847, 50, 56, 57syl3anbrc 1341 . . . . . . . 8 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ π‘₯ ∈ ran log)
59 logef 26502 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ ran log β†’ (logβ€˜(expβ€˜π‘₯)) = π‘₯)
6058, 59syl 17 . . . . . . 7 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ (logβ€˜(expβ€˜π‘₯)) = π‘₯)
61 efcl 16050 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜π‘₯) ∈ β„‚)
6261adantr 480 . . . . . . . . 9 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ (expβ€˜π‘₯) ∈ β„‚)
6353adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ ℝ)
6463recnd 11264 . . . . . . . . . . . . 13 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ β„‚)
65 picn 26381 . . . . . . . . . . . . . 14 Ο€ ∈ β„‚
6665a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ Ο€ ∈ β„‚)
67 pipos 26382 . . . . . . . . . . . . . . 15 0 < Ο€
6823, 67gt0ne0ii 11772 . . . . . . . . . . . . . 14 Ο€ β‰  0
6968a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ Ο€ β‰  0)
7051adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (β„‘β€˜π‘₯) < Ο€)
7165mulridi 11240 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (Ο€ Β· 1) = Ο€
7270, 71breqtrrdi 5184 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (β„‘β€˜π‘₯) < (Ο€ Β· 1))
73 1re 11236 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ∈ ℝ
7473a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ 1 ∈ ℝ)
7523a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ Ο€ ∈ ℝ)
7667a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ 0 < Ο€)
77 ltdivmul 12111 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((β„‘β€˜π‘₯) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ (Ο€ ∈ ℝ ∧ 0 < Ο€)) β†’ (((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) < 1 ↔ (β„‘β€˜π‘₯) < (Ο€ Β· 1)))
7863, 74, 75, 76, 77syl112anc 1372 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) < 1 ↔ (β„‘β€˜π‘₯) < (Ο€ Β· 1)))
7972, 78mpbird 257 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) < 1)
80 1e0p1 12741 . . . . . . . . . . . . . . . 16 1 = (0 + 1)
8179, 80breqtrdi 5183 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) < (0 + 1))
8263recoscld 16112 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (cosβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) ∈ ℝ)
8363resincld 16111 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) ∈ ℝ)
8482, 83crimd 15203 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (β„‘β€˜((cosβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) + (i Β· (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯))))) = (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)))
85 efeul 16130 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (π‘₯ ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜π‘₯) = ((expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯)) Β· ((cosβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) + (i Β· (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯))))))
8685ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (expβ€˜π‘₯) = ((expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯)) Β· ((cosβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) + (i Β· (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯))))))
8786oveq1d 7429 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ ((expβ€˜π‘₯) / (expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯))) = (((expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯)) Β· ((cosβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) + (i Β· (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯))))) / (expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯))))
8882recnd 11264 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (cosβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) ∈ β„‚)
89 ax-icn 11189 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 i ∈ β„‚
9083recnd 11264 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) ∈ β„‚)
91 mulcl 11214 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((i ∈ β„‚ ∧ (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) ∈ β„‚) β†’ (i Β· (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯))) ∈ β„‚)
9289, 90, 91sylancr 586 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (i Β· (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯))) ∈ β„‚)
9388, 92addcld 11255 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ ((cosβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) + (i Β· (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)))) ∈ β„‚)
94 recl 15081 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (π‘₯ ∈ β„‚ β†’ (β„œβ€˜π‘₯) ∈ ℝ)
9594ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (β„œβ€˜π‘₯) ∈ ℝ)
9695recnd 11264 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (β„œβ€˜π‘₯) ∈ β„‚)
97 efcl 16050 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((β„œβ€˜π‘₯) ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯)) ∈ β„‚)
9896, 97syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯)) ∈ β„‚)
99 efne0 16065 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((β„œβ€˜π‘₯) ∈ β„‚ β†’ (expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯)) β‰  0)
10096, 99syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯)) β‰  0)
10193, 98, 100divcan3d 12017 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (((expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯)) Β· ((cosβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) + (i Β· (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯))))) / (expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯))) = ((cosβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) + (i Β· (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)))))
10287, 101eqtrd 2767 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ ((expβ€˜π‘₯) / (expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯))) = ((cosβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) + (i Β· (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)))))
103 simpr 484 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ)
10495reefcld 16056 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ)
105103, 104, 100redivcld 12064 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ ((expβ€˜π‘₯) / (expβ€˜(β„œβ€˜π‘₯))) ∈ ℝ)
106102, 105eqeltrrd 2829 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ ((cosβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) + (i Β· (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)))) ∈ ℝ)
107106reim0d 15196 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (β„‘β€˜((cosβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) + (i Β· (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯))))) = 0)
10884, 107eqtr3d 2769 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) = 0)
109 sineq0 26445 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((β„‘β€˜π‘₯) ∈ β„‚ β†’ ((sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) = 0 ↔ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ∈ β„€))
11064, 109syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ ((sinβ€˜(β„‘β€˜π‘₯)) = 0 ↔ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ∈ β„€))
111108, 110mpbid 231 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ∈ β„€)
112 0z 12591 . . . . . . . . . . . . . . . 16 0 ∈ β„€
113 zleltp1 12635 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ∈ β„€ ∧ 0 ∈ β„€) β†’ (((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ≀ 0 ↔ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) < (0 + 1)))
114111, 112, 113sylancl 585 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ≀ 0 ↔ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) < (0 + 1)))
11581, 114mpbird 257 . . . . . . . . . . . . . 14 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ≀ 0)
116 df-neg 11469 . . . . . . . . . . . . . . . 16 -1 = (0 βˆ’ 1)
11765mulm1i 11681 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (-1 Β· Ο€) = -Ο€
11850adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ -Ο€ < (β„‘β€˜π‘₯))
119117, 118eqbrtrid 5177 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (-1 Β· Ο€) < (β„‘β€˜π‘₯))
12073renegcli 11543 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 -1 ∈ ℝ
121120a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ -1 ∈ ℝ)
122 ltmuldiv 12109 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((-1 ∈ ℝ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ ℝ ∧ (Ο€ ∈ ℝ ∧ 0 < Ο€)) β†’ ((-1 Β· Ο€) < (β„‘β€˜π‘₯) ↔ -1 < ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€)))
123121, 63, 75, 76, 122syl112anc 1372 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ ((-1 Β· Ο€) < (β„‘β€˜π‘₯) ↔ -1 < ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€)))
124119, 123mpbid 231 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ -1 < ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€))
125116, 124eqbrtrrid 5178 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (0 βˆ’ 1) < ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€))
126 zlem1lt 12636 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((0 ∈ β„€ ∧ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ∈ β„€) β†’ (0 ≀ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ↔ (0 βˆ’ 1) < ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€)))
127112, 111, 126sylancr 586 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (0 ≀ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ↔ (0 βˆ’ 1) < ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€)))
128125, 127mpbird 257 . . . . . . . . . . . . . 14 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ 0 ≀ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€))
12963, 75, 69redivcld 12064 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ∈ ℝ)
130 0re 11238 . . . . . . . . . . . . . . 15 0 ∈ ℝ
131 letri3 11321 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) β†’ (((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) = 0 ↔ (((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ≀ 0 ∧ 0 ≀ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€))))
132129, 130, 131sylancl 585 . . . . . . . . . . . . . 14 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) = 0 ↔ (((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) ≀ 0 ∧ 0 ≀ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€))))
133115, 128, 132mpbir2and 712 . . . . . . . . . . . . 13 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ ((β„‘β€˜π‘₯) / Ο€) = 0)
13464, 66, 69, 133diveq0d 12019 . . . . . . . . . . . 12 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (β„‘β€˜π‘₯) = 0)
135 reim0b 15090 . . . . . . . . . . . . 13 (π‘₯ ∈ β„‚ β†’ (π‘₯ ∈ ℝ ↔ (β„‘β€˜π‘₯) = 0))
136135ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . 12 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (π‘₯ ∈ ℝ ↔ (β„‘β€˜π‘₯) = 0))
137134, 136mpbird 257 . . . . . . . . . . 11 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ π‘₯ ∈ ℝ)
138137rpefcld 16073 . . . . . . . . . 10 (((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) ∧ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ) β†’ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ+)
139138ex 412 . . . . . . . . 9 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ ((expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ β†’ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ+))
1404ellogdm 26560 . . . . . . . . 9 ((expβ€˜π‘₯) ∈ 𝐷 ↔ ((expβ€˜π‘₯) ∈ β„‚ ∧ ((expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ β†’ (expβ€˜π‘₯) ∈ ℝ+)))
14162, 139, 140sylanbrc 582 . . . . . . . 8 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ (expβ€˜π‘₯) ∈ 𝐷)
142 funfvima2 7237 . . . . . . . . 9 ((Fun log ∧ 𝐷 βŠ† dom log) β†’ ((expβ€˜π‘₯) ∈ 𝐷 β†’ (logβ€˜(expβ€˜π‘₯)) ∈ (log β€œ 𝐷)))
1439, 13, 142mp2an 691 . . . . . . . 8 ((expβ€˜π‘₯) ∈ 𝐷 β†’ (logβ€˜(expβ€˜π‘₯)) ∈ (log β€œ 𝐷))
144141, 143syl 17 . . . . . . 7 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ (logβ€˜(expβ€˜π‘₯)) ∈ (log β€œ 𝐷))
14560, 144eqeltrrd 2829 . . . . . 6 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (β„‘β€˜π‘₯) ∈ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ π‘₯ ∈ (log β€œ 𝐷))
14646, 145sylbi 216 . . . . 5 (π‘₯ ∈ (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ π‘₯ ∈ (log β€œ 𝐷))
147146ssriv 3982 . . . 4 (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€)) βŠ† (log β€œ 𝐷)
14844, 147eqssi 3994 . . 3 (log β€œ 𝐷) = (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€))
149 f1oeq3 6823 . . 3 ((log β€œ 𝐷) = (β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€)) β†’ ((log β†Ύ 𝐷):𝐷–1-1-ontoβ†’(log β€œ 𝐷) ↔ (log β†Ύ 𝐷):𝐷–1-1-ontoβ†’(β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€))))
150148, 149ax-mp 5 . 2 ((log β†Ύ 𝐷):𝐷–1-1-ontoβ†’(log β€œ 𝐷) ↔ (log β†Ύ 𝐷):𝐷–1-1-ontoβ†’(β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€)))
1517, 150mpbi 229 1 (log β†Ύ 𝐷):𝐷–1-1-ontoβ†’(β—‘β„‘ β€œ (-Ο€(,)Ο€))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1085   = wceq 1534   ∈ wcel 2099   β‰  wne 2935  βˆ€wral 3056   βˆ– cdif 3941   βŠ† wss 3944  {csn 4624   class class class wbr 5142  β—‘ccnv 5671  dom cdm 5672  ran crn 5673   β†Ύ cres 5674   β€œ cima 5675  Fun wfun 6536   Fn wfn 6537  βŸΆwf 6538  β€“1-1β†’wf1 6539  β€“1-1-ontoβ†’wf1o 6541  β€˜cfv 6542  (class class class)co 7414  β„‚cc 11128  β„cr 11129  0cc0 11130  1c1 11131  ici 11132   + caddc 11133   Β· cmul 11135  -∞cmnf 11268  β„*cxr 11269   < clt 11270   ≀ cle 11271   βˆ’ cmin 11466  -cneg 11467   / cdiv 11893  β„€cz 12580  β„+crp 12998  (,)cioo 13348  (,]cioc 13349  β„œcre 15068  β„‘cim 15069  expce 16029  sincsin 16031  cosccos 16032  Ο€cpi 16034  logclog 26475
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 2164  ax-ext 2698  ax-rep 5279  ax-sep 5293  ax-nul 5300  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7734  ax-inf2 9656  ax-cnex 11186  ax-resscn 11187  ax-1cn 11188  ax-icn 11189  ax-addcl 11190  ax-addrcl 11191  ax-mulcl 11192  ax-mulrcl 11193  ax-mulcom 11194  ax-addass 11195  ax-mulass 11196  ax-distr 11197  ax-i2m1 11198  ax-1ne0 11199  ax-1rid 11200  ax-rnegex 11201  ax-rrecex 11202  ax-cnre 11203  ax-pre-lttri 11204  ax-pre-lttrn 11205  ax-pre-ltadd 11206  ax-pre-mulgt0 11207  ax-pre-sup 11208  ax-addf 11209
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 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2936  df-nel 3042  df-ral 3057  df-rex 3066  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3428  df-v 3471  df-sbc 3775  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3963  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-tp 4629  df-op 4631  df-uni 4904  df-int 4945  df-iun 4993  df-iin 4994  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-se 5628  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-isom 6551  df-riota 7370  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-of 7679  df-om 7865  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-supp 8160  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-2o 8481  df-er 8718  df-map 8838  df-pm 8839  df-ixp 8908  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-fin 8959  df-fsupp 9378  df-fi 9426  df-sup 9457  df-inf 9458  df-oi 9525  df-card 9954  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11894  df-nn 12235  df-2 12297  df-3 12298  df-4 12299  df-5 12300  df-6 12301  df-7 12302  df-8 12303  df-9 12304  df-n0 12495  df-z 12581  df-dec 12700  df-uz 12845  df-q 12955  df-rp 12999  df-xneg 13116  df-xadd 13117  df-xmul 13118  df-ioo 13352  df-ioc 13353  df-ico 13354  df-icc 13355  df-fz 13509  df-fzo 13652  df-fl 13781  df-mod 13859  df-seq 13991  df-exp 14051  df-fac 14257  df-bc 14286  df-hash 14314  df-shft 15038  df-cj 15070  df-re 15071  df-im 15072  df-sqrt 15206  df-abs 15207  df-limsup 15439  df-clim 15456  df-rlim 15457  df-sum 15657  df-ef 16035  df-sin 16037  df-cos 16038  df-pi 16040  df-struct 17107  df-sets 17124  df-slot 17142  df-ndx 17154  df-base 17172  df-ress 17201  df-plusg 17237  df-mulr 17238  df-starv 17239  df-sca 17240  df-vsca 17241  df-ip 17242  df-tset 17243  df-ple 17244  df-ds 17246  df-unif 17247  df-hom 17248  df-cco 17249  df-rest 17395  df-topn 17396  df-0g 17414  df-gsum 17415  df-topgen 17416  df-pt 17417  df-prds 17420  df-xrs 17475  df-qtop 17480  df-imas 17481  df-xps 17483  df-mre 17557  df-mrc 17558  df-acs 17560  df-mgm 18591  df-sgrp 18670  df-mnd 18686  df-submnd 18732  df-mulg 19015  df-cntz 19259  df-cmn 19728  df-psmet 21258  df-xmet 21259  df-met 21260  df-bl 21261  df-mopn 21262  df-fbas 21263  df-fg 21264  df-cnfld 21267  df-top 22783  df-topon 22800  df-topsp 22822  df-bases 22836  df-cld 22910  df-ntr 22911  df-cls 22912  df-nei 22989  df-lp 23027  df-perf 23028  df-cn 23118  df-cnp 23119  df-haus 23206  df-tx 23453  df-hmeo 23646  df-fil 23737  df-fm 23829  df-flim 23830  df-flf 23831  df-xms 24213  df-ms 24214  df-tms 24215  df-cncf 24785  df-limc 25782  df-dv 25783  df-log 26477
This theorem is referenced by:  efopnlem2  26578
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