MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  efif1o Unicode version

Theorem efif1o 20315
Description: The exponential function of an imaginary number maps any open-below, closed-above interval of length 
2 pi one-to-one onto the unit circle. (Contributed by Paul Chapman, 16-Mar-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 13-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
efif1o.1  |-  F  =  ( w  e.  D  |->  ( exp `  (
_i  x.  w )
) )
efif1o.2  |-  C  =  ( `' abs " {
1 } )
efif1o.3  |-  D  =  ( A (,] ( A  +  ( 2  x.  pi ) ) )
Assertion
Ref Expression
efif1o  |-  ( A  e.  RR  ->  F : D -1-1-onto-> C )
Distinct variable groups:    w, A    w, C    w, D
Allowed substitution hint:    F( w)

Proof of Theorem efif1o
Dummy variables  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 efif1o.1 . 2  |-  F  =  ( w  e.  D  |->  ( exp `  (
_i  x.  w )
) )
2 efif1o.2 . 2  |-  C  =  ( `' abs " {
1 } )
3 efif1o.3 . . 3  |-  D  =  ( A (,] ( A  +  ( 2  x.  pi ) ) )
4 rexr 9063 . . . . . 6  |-  ( A  e.  RR  ->  A  e.  RR* )
5 2re 10001 . . . . . . . 8  |-  2  e.  RR
6 pire 20239 . . . . . . . 8  |-  pi  e.  RR
75, 6remulcli 9037 . . . . . . 7  |-  ( 2  x.  pi )  e.  RR
8 readdcl 9006 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  RR  /\  ( 2  x.  pi )  e.  RR )  ->  ( A  +  ( 2  x.  pi ) )  e.  RR )
97, 8mpan2 653 . . . . . 6  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A  +  ( 2  x.  pi ) )  e.  RR )
10 elioc2 10905 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  RR*  /\  ( A  +  ( 2  x.  pi ) )  e.  RR )  -> 
( x  e.  ( A (,] ( A  +  ( 2  x.  pi ) ) )  <-> 
( x  e.  RR  /\  A  <  x  /\  x  <_  ( A  +  ( 2  x.  pi ) ) ) ) )
114, 9, 10syl2anc 643 . . . . 5  |-  ( A  e.  RR  ->  (
x  e.  ( A (,] ( A  +  ( 2  x.  pi ) ) )  <->  ( x  e.  RR  /\  A  < 
x  /\  x  <_  ( A  +  ( 2  x.  pi ) ) ) ) )
12 simp1 957 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  RR  /\  A  <  x  /\  x  <_  ( A  +  ( 2  x.  pi ) ) )  ->  x  e.  RR )
1311, 12syl6bi 220 . . . 4  |-  ( A  e.  RR  ->  (
x  e.  ( A (,] ( A  +  ( 2  x.  pi ) ) )  ->  x  e.  RR )
)
1413ssrdv 3297 . . 3  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A (,] ( A  +  ( 2  x.  pi ) ) )  C_  RR )
153, 14syl5eqss 3335 . 2  |-  ( A  e.  RR  ->  D  C_  RR )
163efif1olem1 20311 . 2  |-  ( ( A  e.  RR  /\  ( x  e.  D  /\  y  e.  D
) )  ->  ( abs `  ( x  -  y ) )  < 
( 2  x.  pi ) )
173efif1olem2 20312 . 2  |-  ( ( A  e.  RR  /\  z  e.  RR )  ->  E. y  e.  D  ( ( z  -  y )  /  (
2  x.  pi ) )  e.  ZZ )
18 eqid 2387 . 2  |-  ( sin  |`  ( -u ( pi 
/  2 ) [,] ( pi  /  2
) ) )  =  ( sin  |`  ( -u ( pi  /  2
) [,] ( pi 
/  2 ) ) )
191, 2, 15, 16, 17, 18efif1olem4 20314 1  |-  ( A  e.  RR  ->  F : D -1-1-onto-> C )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ w3a 936    = wceq 1649    e. wcel 1717   {csn 3757   class class class wbr 4153    e. cmpt 4207   `'ccnv 4817    |` cres 4820   "cima 4821   -1-1-onto->wf1o 5393   ` cfv 5394  (class class class)co 6020   RRcr 8922   1c1 8924   _ici 8925    + caddc 8926    x. cmul 8928   RR*cxr 9052    < clt 9053    <_ cle 9054   -ucneg 9224    / cdiv 9609   2c2 9981   (,]cioc 10849   [,]cicc 10851   abscabs 11966   expce 12591   sincsin 12593   picpi 12596
This theorem is referenced by:  efifo  20316
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1661  ax-8 1682  ax-13 1719  ax-14 1721  ax-6 1736  ax-7 1741  ax-11 1753  ax-12 1939  ax-ext 2368  ax-rep 4261  ax-sep 4271  ax-nul 4279  ax-pow 4318  ax-pr 4344  ax-un 4641  ax-inf2 7529  ax-cnex 8979  ax-resscn 8980  ax-1cn 8981  ax-icn 8982  ax-addcl 8983  ax-addrcl 8984  ax-mulcl 8985  ax-mulrcl 8986  ax-mulcom 8987  ax-addass 8988  ax-mulass 8989  ax-distr 8990  ax-i2m1 8991  ax-1ne0 8992  ax-1rid 8993  ax-rnegex 8994  ax-rrecex 8995  ax-cnre 8996  ax-pre-lttri 8997  ax-pre-lttrn 8998  ax-pre-ltadd 8999  ax-pre-mulgt0 9000  ax-pre-sup 9001  ax-addf 9002  ax-mulf 9003
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2242  df-mo 2243  df-clab 2374  df-cleq 2380  df-clel 2383  df-nfc 2512  df-ne 2552  df-nel 2553  df-ral 2654  df-rex 2655  df-reu 2656  df-rmo 2657  df-rab 2658  df-v 2901  df-sbc 3105  df-csb 3195  df-dif 3266  df-un 3268  df-in 3270  df-ss 3277  df-pss 3279  df-nul 3572  df-if 3683  df-pw 3744  df-sn 3763  df-pr 3764  df-tp 3765  df-op 3766  df-uni 3958  df-int 3993  df-iun 4037  df-iin 4038  df-br 4154  df-opab 4208  df-mpt 4209  df-tr 4244  df-eprel 4435  df-id 4439  df-po 4444  df-so 4445  df-fr 4482  df-se 4483  df-we 4484  df-ord 4525  df-on 4526  df-lim 4527  df-suc 4528  df-om 4786  df-xp 4824  df-rel 4825  df-cnv 4826  df-co 4827  df-dm 4828  df-rn 4829  df-res 4830  df-ima 4831  df-iota 5358  df-fun 5396  df-fn 5397  df-f 5398  df-f1 5399  df-fo 5400  df-f1o 5401  df-fv 5402  df-isom 5403  df-ov 6023  df-oprab 6024  df-mpt2 6025  df-of 6244  df-1st 6288  df-2nd 6289  df-riota 6485  df-recs 6569  df-rdg 6604  df-1o 6660  df-2o 6661  df-oadd 6664  df-er 6841  df-map 6956  df-pm 6957  df-ixp 7000  df-en 7046  df-dom 7047  df-sdom 7048  df-fin 7049  df-fi 7351  df-sup 7381  df-oi 7412  df-card 7759  df-cda 7981  df-pnf 9055  df-mnf 9056  df-xr 9057  df-ltxr 9058  df-le 9059  df-sub 9225  df-neg 9226  df-div 9610  df-nn 9933  df-2 9990  df-3 9991  df-4 9992  df-5 9993  df-6 9994  df-7 9995  df-8 9996  df-9 9997  df-10 9998  df-n0 10154  df-z 10215  df-dec 10315  df-uz 10421  df-q 10507  df-rp 10545  df-xneg 10642  df-xadd 10643  df-xmul 10644  df-ioo 10852  df-ioc 10853  df-ico 10854  df-icc 10855  df-fz 10976  df-fzo 11066  df-fl 11129  df-mod 11178  df-seq 11251  df-exp 11310  df-fac 11494  df-bc 11521  df-hash 11546  df-shft 11809  df-cj 11831  df-re 11832  df-im 11833  df-sqr 11967  df-abs 11968  df-limsup 12192  df-clim 12209  df-rlim 12210  df-sum 12407  df-ef 12597  df-sin 12599  df-cos 12600  df-pi 12602  df-struct 13398  df-ndx 13399  df-slot 13400  df-base 13401  df-sets 13402  df-ress 13403  df-plusg 13469  df-mulr 13470  df-starv 13471  df-sca 13472  df-vsca 13473  df-tset 13475  df-ple 13476  df-ds 13478  df-unif 13479  df-hom 13480  df-cco 13481  df-rest 13577  df-topn 13578  df-topgen 13594  df-pt 13595  df-prds 13598  df-xrs 13653  df-0g 13654  df-gsum 13655  df-qtop 13660  df-imas 13661  df-xps 13663  df-mre 13738  df-mrc 13739  df-acs 13741  df-mnd 14617  df-submnd 14666  df-mulg 14742  df-cntz 15043  df-cmn 15341  df-xmet 16619  df-met 16620  df-bl 16621  df-mopn 16622  df-fbas 16623  df-fg 16624  df-cnfld 16627  df-top 16886  df-bases 16888  df-topon 16889  df-topsp 16890  df-cld 17006  df-ntr 17007  df-cls 17008  df-nei 17085  df-lp 17123  df-perf 17124  df-cn 17213  df-cnp 17214  df-haus 17301  df-tx 17515  df-hmeo 17708  df-fil 17799  df-fm 17891  df-flim 17892  df-flf 17893  df-xms 18259  df-ms 18260  df-tms 18261  df-cncf 18779  df-limc 19620  df-dv 19621
  Copyright terms: Public domain W3C validator