Theorem logi 34779

Description: Calculate the logarithm of i. (Contributed by Scott Fenton, 13-Apr-2020.)

Assertion

Ref	Expression
logi	⊢ (log‘i) = (i · (π / 2))

Proof of Theorem logi

Step	Hyp	Ref	Expression
1		efhalfpi 25988	. 2 ⊢ (exp‘(i · (π / 2))) = i
2		ax-icn 11171	. . 3 ⊢ i ∈ ℂ
3		ine0 11651	. . 3 ⊢ i ≠ 0
4		halfpire 25981	. . . . . 6 ⊢ (π / 2) ∈ ℝ
5	4	recni 11230	. . . . 5 ⊢ (π / 2) ∈ ℂ
6	2, 5	mulcli 11223	. . . 4 ⊢ (i · (π / 2)) ∈ ℂ
7		pipos 25977	. . . . . . 7 ⊢ 0 < π
8		pire 25975	. . . . . . . 8 ⊢ π ∈ ℝ
9		lt0neg2 11723	. . . . . . . 8 ⊢ (π ∈ ℝ → (0 < π ↔ -π < 0))
10	8, 9	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ (0 < π ↔ -π < 0)
11	7, 10	mpbi 229	. . . . . 6 ⊢ -π < 0
12		halfpos2 12443	. . . . . . . 8 ⊢ (π ∈ ℝ → (0 < π ↔ 0 < (π / 2)))
13	8, 12	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ (0 < π ↔ 0 < (π / 2))
14	7, 13	mpbi 229	. . . . . 6 ⊢ 0 < (π / 2)
15	8	renegcli 11523	. . . . . . 7 ⊢ -π ∈ ℝ
16		0re 11218	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ ℝ
17	15, 16, 4	lttri 11342	. . . . . 6 ⊢ ((-π < 0 ∧ 0 < (π / 2)) → -π < (π / 2))
18	11, 14, 17	mp2an 690	. . . . 5 ⊢ -π < (π / 2)
19		reim 15058	. . . . . . 7 ⊢ ((π / 2) ∈ ℂ → (ℜ‘(π / 2)) = (ℑ‘(i · (π / 2))))
20	5, 19	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ (ℜ‘(π / 2)) = (ℑ‘(i · (π / 2)))
21		rere 15071	. . . . . . 7 ⊢ ((π / 2) ∈ ℝ → (ℜ‘(π / 2)) = (π / 2))
22	4, 21	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ (ℜ‘(π / 2)) = (π / 2)
23	20, 22	eqtr3i 2762	. . . . 5 ⊢ (ℑ‘(i · (π / 2))) = (π / 2)
24	18, 23	breqtrri 5175	. . . 4 ⊢ -π < (ℑ‘(i · (π / 2)))
25	8	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (⊤ → π ∈ ℝ)
26	25, 25	ltaddposd 11800	. . . . . . . . . 10 ⊢ (⊤ → (0 < π ↔ π < (π + π)))
27	7, 26	mpbii 232	. . . . . . . . 9 ⊢ (⊤ → π < (π + π))
28		picn 25976	. . . . . . . . . 10 ⊢ π ∈ ℂ
29	28	times2i 12353	. . . . . . . . 9 ⊢ (π · 2) = (π + π)
30	27, 29	breqtrrdi 5190	. . . . . . . 8 ⊢ (⊤ → π < (π · 2))
31		2rp 12981	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 ∈ ℝ+
32	31	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (⊤ → 2 ∈ ℝ+)
33	25, 25, 32	ltdivmul2d 13070	. . . . . . . 8 ⊢ (⊤ → ((π / 2) < π ↔ π < (π · 2)))
34	30, 33	mpbird 256	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → (π / 2) < π)
35	34	mptru 1548	. . . . . 6 ⊢ (π / 2) < π
36	4, 8, 35	ltleii 11339	. . . . 5 ⊢ (π / 2) ≤ π
37	23, 36	eqbrtri 5169	. . . 4 ⊢ (ℑ‘(i · (π / 2))) ≤ π
38		ellogrn 26075	. . . 4 ⊢ ((i · (π / 2)) ∈ ran log ↔ ((i · (π / 2)) ∈ ℂ ∧ -π < (ℑ‘(i · (π / 2))) ∧ (ℑ‘(i · (π / 2))) ≤ π))
39	6, 24, 37, 38	mpbir3an 1341	. . 3 ⊢ (i · (π / 2)) ∈ ran log
40		logeftb 26099	. . 3 ⊢ ((i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0 ∧ (i · (π / 2)) ∈ ran log) → ((log‘i) = (i · (π / 2)) ↔ (exp‘(i · (π / 2))) = i))
41	2, 3, 39, 40	mp3an 1461	. 2 ⊢ ((log‘i) = (i · (π / 2)) ↔ (exp‘(i · (π / 2))) = i)
42	1, 41	mpbir 230	1 ⊢ (log‘i) = (i · (π / 2))

Syntax hints:   ↔ wb 205   = wceq 1541  ⊤wtru 1542   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2940   class class class wbr 5148  ran crn 5677  ‘cfv 6543  (class class class)co 7411  ℂcc 11110  ℝcr 11111  0cc0 11112  ici 11114   + caddc 11115   · cmul 11117   < clt 11250   ≤ cle 11251  -cneg 11447   / cdiv 11873  2c2 12269  ℝ⁺crp 12976  ℜcre 15046  ℑcim 15047  expce 16007  πcpi 16012  logclog 26070

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-inf2 9638  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190  ax-addf 11191  ax-mulf 11192

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-of 7672  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-supp 8149  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-1o 8468  df-2o 8469  df-er 8705  df-map 8824  df-pm 8825  df-ixp 8894  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fsupp 9364  df-fi 9408  df-sup 9439  df-inf 9440  df-oi 9507  df-card 9936  df-pnf 11252  df-mnf 11253  df-xr 11254  df-ltxr 11255  df-le 11256  df-sub 11448  df-neg 11449  df-div 11874  df-nn 12215  df-2 12277  df-3 12278  df-4 12279  df-5 12280  df-6 12281  df-7 12282  df-8 12283  df-9 12284  df-n0 12475  df-z 12561  df-dec 12680  df-uz 12825  df-q 12935  df-rp 12977  df-xneg 13094  df-xadd 13095  df-xmul 13096  df-ioo 13330  df-ioc 13331  df-ico 13332  df-icc 13333  df-fz 13487  df-fzo 13630  df-fl 13759  df-mod 13837  df-seq 13969  df-exp 14030  df-fac 14236  df-bc 14265  df-hash 14293  df-shft 15016  df-cj 15048  df-re 15049  df-im 15050  df-sqrt 15184  df-abs 15185  df-limsup 15417  df-clim 15434  df-rlim 15435  df-sum 15635  df-ef 16013  df-sin 16015  df-cos 16016  df-pi 16018  df-struct 17082  df-sets 17099  df-slot 17117  df-ndx 17129  df-base 17147  df-ress 17176  df-plusg 17212  df-mulr 17213  df-starv 17214  df-sca 17215  df-vsca 17216  df-ip 17217  df-tset 17218  df-ple 17219  df-ds 17221  df-unif 17222  df-hom 17223  df-cco 17224  df-rest 17370  df-topn 17371  df-0g 17389  df-gsum 17390  df-topgen 17391  df-pt 17392  df-prds 17395  df-xrs 17450  df-qtop 17455  df-imas 17456  df-xps 17458  df-mre 17532  df-mrc 17533  df-acs 17535  df-mgm 18563  df-sgrp 18612  df-mnd 18628  df-submnd 18674  df-mulg 18953  df-cntz 19183  df-cmn 19652  df-psmet 20942  df-xmet 20943  df-met 20944  df-bl 20945  df-mopn 20946  df-fbas 20947  df-fg 20948  df-cnfld 20951  df-top 22403  df-topon 22420  df-topsp 22442  df-bases 22456  df-cld 22530  df-ntr 22531  df-cls 22532  df-nei 22609  df-lp 22647  df-perf 22648  df-cn 22738  df-cnp 22739  df-haus 22826  df-tx 23073  df-hmeo 23266  df-fil 23357  df-fm 23449  df-flim 23450  df-flf 23451  df-xms 23833  df-ms 23834  df-tms 23835  df-cncf 24401  df-limc 25390  df-dv 25391  df-log 26072

This theorem is referenced by:  iexpire  34780