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Theorem xaddeq0 33345
Description: Two extended reals which add up to zero are each other's negatives. (Contributed by Thierry Arnoux, 13-Jun-2017.)
Assertion
Ref Expression
xaddeq0 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → ((𝐴 +e 𝐵) = 0 ↔ 𝐴 = -e𝐵))

Proof of Theorem xaddeq0
StepHypRef Expression
1 elxr 13245 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ* ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∨ 𝐴 = +∞ ∨ 𝐴 = -∞))
2 simpll 779 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
32rexrd 11359 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 𝐴 ∈ ℝ*)
4 xnegneg 13344 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ* → -e -e𝐴 = 𝐴)
53, 4syl 18 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → -e -e𝐴 = 𝐴)
63xnegcld 13430 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → -e𝐴 ∈ ℝ*)
7 xaddlid 13372 . . . . . . . . 9 ( -e𝐴 ∈ ℝ* → (0 +e -e𝐴) = -e𝐴)
86, 7syl 18 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → (0 +e -e𝐴) = -e𝐴)
9 simplr 781 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 𝐵 ∈ ℝ*)
10 xaddcom 13370 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐴 +e 𝐵) = (𝐵 +e 𝐴))
113, 9, 10syl2anc 596 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → (𝐴 +e 𝐵) = (𝐵 +e 𝐴))
1211oveq1d 7435 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → ((𝐴 +e 𝐵) +e -e𝐴) = ((𝐵 +e 𝐴) +e -e𝐴))
13 simpr 490 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → (𝐴 +e 𝐵) = 0)
1413oveq1d 7435 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → ((𝐴 +e 𝐵) +e -e𝐴) = (0 +e -e𝐴))
15 xpncan 13381 . . . . . . . . . . 11 ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((𝐵 +e 𝐴) +e -e𝐴) = 𝐵)
1615ancoms 464 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → ((𝐵 +e 𝐴) +e -e𝐴) = 𝐵)
1716adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → ((𝐵 +e 𝐴) +e -e𝐴) = 𝐵)
1812, 14, 173eqtr3d 2804 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → (0 +e -e𝐴) = 𝐵)
198, 18eqtr3d 2798 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → -e𝐴 = 𝐵)
20 xnegeq 13337 . . . . . . 7 ( -e𝐴 = 𝐵 → -e -e𝐴 = -e𝐵)
2119, 20syl 18 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → -e -e𝐴 = -e𝐵)
225, 21eqtr3d 2798 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 𝐴 = -e𝐵)
2322ex 418 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → ((𝐴 +e 𝐵) = 0 → 𝐴 = -e𝐵))
24 simpll 779 . . . . . 6 (((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 𝐴 = +∞)
25 simplr 781 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 𝐵 ∈ ℝ*)
2624oveq1d 7435 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → (𝐴 +e 𝐵) = (+∞ +e 𝐵))
27 simpr 490 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → (𝐴 +e 𝐵) = 0)
2826, 27eqtr3d 2798 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → (+∞ +e 𝐵) = 0)
29 0re 11310 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ ℝ
30 renepnf 11357 . . . . . . . . . . . . 13 (0 ∈ ℝ → 0 ≠ +∞)
3129, 30mp1i 14 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 0 ≠ +∞)
3228, 31eqnetrd 3023 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → (+∞ +e 𝐵) ≠ +∞)
3332neneqd 2961 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → ¬ (+∞ +e 𝐵) = +∞)
34 xaddpnf2 13357 . . . . . . . . . . 11 ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ≠ -∞) → (+∞ +e 𝐵) = +∞)
3534stoic1a 1805 . . . . . . . . . 10 ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ ¬ (+∞ +e 𝐵) = +∞) → ¬ 𝐵 ≠ -∞)
3625, 33, 35syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → ¬ 𝐵 ≠ -∞)
37 nne 2960 . . . . . . . . 9 (¬ 𝐵 ≠ -∞ ↔ 𝐵 = -∞)
3836, 37sylib 221 . . . . . . . 8 (((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 𝐵 = -∞)
39 xnegeq 13337 . . . . . . . 8 (𝐵 = -∞ → -e𝐵 = -e-∞)
4038, 39syl 18 . . . . . . 7 (((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → -e𝐵 = -e-∞)
41 xnegmnf 13340 . . . . . . 7 -e-∞ = +∞
4240, 41eqtr2di 2813 . . . . . 6 (((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → +∞ = -e𝐵)
4324, 42eqtrd 2796 . . . . 5 (((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 𝐴 = -e𝐵)
4443ex 418 . . . 4 ((𝐴 = +∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → ((𝐴 +e 𝐵) = 0 → 𝐴 = -e𝐵))
45 simpll 779 . . . . . 6 (((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 𝐴 = -∞)
46 simplr 781 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 𝐵 ∈ ℝ*)
4745oveq1d 7435 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → (𝐴 +e 𝐵) = (-∞ +e 𝐵))
48 simpr 490 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → (𝐴 +e 𝐵) = 0)
4947, 48eqtr3d 2798 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → (-∞ +e 𝐵) = 0)
50 renemnf 11358 . . . . . . . . . . . . 13 (0 ∈ ℝ → 0 ≠ -∞)
5129, 50mp1i 14 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 0 ≠ -∞)
5249, 51eqnetrd 3023 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → (-∞ +e 𝐵) ≠ -∞)
5352neneqd 2961 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → ¬ (-∞ +e 𝐵) = -∞)
54 xaddmnf2 13359 . . . . . . . . . . 11 ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ≠ +∞) → (-∞ +e 𝐵) = -∞)
5554stoic1a 1805 . . . . . . . . . 10 ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ ¬ (-∞ +e 𝐵) = -∞) → ¬ 𝐵 ≠ +∞)
5646, 53, 55syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → ¬ 𝐵 ≠ +∞)
57 nne 2960 . . . . . . . . 9 (¬ 𝐵 ≠ +∞ ↔ 𝐵 = +∞)
5856, 57sylib 221 . . . . . . . 8 (((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 𝐵 = +∞)
59 xnegeq 13337 . . . . . . . 8 (𝐵 = +∞ → -e𝐵 = -e+∞)
6058, 59syl 18 . . . . . . 7 (((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → -e𝐵 = -e+∞)
61 xnegpnf 13339 . . . . . . 7 -e+∞ = -∞
6260, 61eqtr2di 2813 . . . . . 6 (((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → -∞ = -e𝐵)
6345, 62eqtrd 2796 . . . . 5 (((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 +e 𝐵) = 0) → 𝐴 = -e𝐵)
6463ex 418 . . . 4 ((𝐴 = -∞ ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → ((𝐴 +e 𝐵) = 0 → 𝐴 = -e𝐵))
6523, 44, 643jaoian 1457 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∨ 𝐴 = +∞ ∨ 𝐴 = -∞) ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → ((𝐴 +e 𝐵) = 0 → 𝐴 = -e𝐵))
661, 65sylanb 593 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → ((𝐴 +e 𝐵) = 0 → 𝐴 = -e𝐵))
67 simpr 490 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐴 = -e𝐵) → 𝐴 = -e𝐵)
6867oveq1d 7435 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐴 = -e𝐵) → (𝐴 +e 𝐵) = ( -e𝐵 +e 𝐵))
69 xnegcl 13343 . . . . . 6 (𝐵 ∈ ℝ* → -e𝐵 ∈ ℝ*)
7069ad2antlr 740 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐴 = -e𝐵) → -e𝐵 ∈ ℝ*)
71 simplr 781 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐴 = -e𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
72 xaddcom 13370 . . . . 5 (( -e𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → ( -e𝐵 +e 𝐵) = (𝐵 +e -e𝐵))
7370, 71, 72syl2anc 596 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐴 = -e𝐵) → ( -e𝐵 +e 𝐵) = (𝐵 +e -e𝐵))
74 xnegid 13368 . . . . 5 (𝐵 ∈ ℝ* → (𝐵 +e -e𝐵) = 0)
7574ad2antlr 740 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐴 = -e𝐵) → (𝐵 +e -e𝐵) = 0)
7668, 73, 753eqtrd 2800 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐴 = -e𝐵) → (𝐴 +e 𝐵) = 0)
7776ex 418 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐴 = -e𝐵 → (𝐴 +e 𝐵) = 0))
7866, 77impbid 215 1 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → ((𝐴 +e 𝐵) = 0 ↔ 𝐴 = -e𝐵))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ w3o 1102   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  (class class class)co 7420  ℝcr 11199  0cc0 11200  +∞cpnf 11340  -∞cmnf 11341  ℝ*cxr 11342   -ecxne 13238   +e cxad 13239
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276
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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-id 5546  df-po 5559  df-so 5560  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-sub 11543  df-neg 11544  df-xneg 13241  df-xadd 13242
This theorem is used by:  xrsinvgval  33569
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