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Theorem eff1i 8739
Description: The exponential function maps the set S, of complex numbers with imaginary part in a closed-below, open-above real interval of length 2 · π starting at A, one-to-one to the nonzero complex numbers. (Contributed by Paul Chapman, 16-Apr-2008.)
Hypotheses
Ref Expression
eff1i.1 A
eff1i.2 D = (A[,)(A + (2 · π)))
eff1i.3 S = {v (v) D}
eff1i.4 F = {z, w(z D w = (exp ‘(i · z)))}
eff1i.5 C = {v (abs ‘v) = 1}
Assertion
Ref Expression
eff1i (exp S):S1-1→( {0})
Distinct variable groups:   v,A,w,z   v,D,w,z   w,C,z   v,F

Proof of Theorem eff1i
StepHypRef Expression
1 f1fv 3880 . 2 ((exp S):S1-1→( {0}) ↔ ((exp S):S–→( {0}) x S y S (((exp S) ‘x) = ((exp S) ‘y) → x = y)))
2 eff2 7370 . . 3 exp:–→( {0})
3 fveq2 3730 . . . . . . 7 (v = x → (v) = (x))
43eleq1d 1543 . . . . . 6 (v = x → ((v) D ↔ (x) D))
5 eff1i.3 . . . . . 6 S = {v (v) D}
64, 5elrab2 1910 . . . . 5 (x S ↔ (x (x) D))
76pm3.26bi 322 . . . 4 (x Sx )
87ssriv 2072 . . 3 S
9 fssres 3649 . . 3 ((exp:–→( {0}) S ) → (exp S):S–→( {0}))
102, 8, 9mp2an 699 . 2 (exp S):S–→( {0})
11 fvres 3740 . . . . 5 (x S → ((exp S) ‘x) = (exp ‘x))
12 fvres 3740 . . . . 5 (y S → ((exp S) ‘y) = (exp ‘y))
1311, 12eqeqan12d 1493 . . . 4 ((x S y S) → (((exp S) ‘x) = ((exp S) ‘y) ↔ (exp ‘x) = (exp ‘y)))
14 abseft 7484 . . . . . . . . . . 11 (x → (abs ‘(exp ‘x)) = (exp ‘(x)))
15 abseft 7484 . . . . . . . . . . 11 (y → (abs ‘(exp ‘y)) = (exp ‘(y)))
1614, 15eqeqan12d 1493 . . . . . . . . . 10 ((x y ) → ((abs ‘(exp ‘x)) = (abs ‘(exp ‘y)) ↔ (exp ‘(x)) = (exp ‘(y))))
17 fvres 3740 . . . . . . . . . . . . 13 ((x) → ((exp ) ‘(x)) = (exp ‘(x)))
18 fvres 3740 . . . . . . . . . . . . 13 ((y) → ((exp ) ‘(y)) = (exp ‘(y)))
1917, 18eqeqan12d 1493 . . . . . . . . . . . 12 (((x) (y) ) → (((exp ) ‘(x)) = ((exp ) ‘(y)) ↔ (exp ‘(x)) = (exp ‘(y))))
20 reeff1 7410 . . . . . . . . . . . . 13 (exp ):1-1→(0(,) +∞)
21 f1fveq 3882 . . . . . . . . . . . . 13 (((exp ):1-1→(0(,) +∞) ((x) (y) )) → (((exp ) ‘(x)) = ((exp ) ‘(y)) ↔ (x) = (y)))
2220, 21mpan 697 . . . . . . . . . . . 12 (((x) (y) ) → (((exp ) ‘(x)) = ((exp ) ‘(y)) ↔ (x) = (y)))
2319, 22bitr3d 532 . . . . . . . . . . 11 (((x) (y) ) → ((exp ‘(x)) = (exp ‘(y)) ↔ (x) = (y)))
24 reclt 6758 . . . . . . . . . . 11 (x → (x) )
25 reclt 6758 . . . . . . . . . . 11 (y → (y) )
2623, 24, 25syl2an 456 . . . . . . . . . 10 ((x y ) → ((exp ‘(x)) = (exp ‘(y)) ↔ (x) = (y)))
2716, 26bitrd 530 . . . . . . . . 9 ((x y ) → ((abs ‘(exp ‘x)) = (abs ‘(exp ‘y)) ↔ (x) = (y)))
28 fveq2 3730 . . . . . . . . 9 ((exp ‘x) = (exp ‘y) → (abs ‘(exp ‘x)) = (abs ‘(exp ‘y)))
2927, 28syl5bi 208 . . . . . . . 8 ((x y ) → ((exp ‘x) = (exp ‘y) → (x) = (y)))
30 fveq2 3730 . . . . . . . . . . 11 (v = y → (v) = (y))
3130eleq1d 1543 . . . . . . . . . 10 (v = y → ((v) D ↔ (y) D))
3231, 5elrab2 1910 . . . . . . . . 9 (y S ↔ (y (y) D))
3332pm3.26bi 322 . . . . . . . 8 (y Sy )
3429, 7, 33syl2an 456 . . . . . . 7 ((x S y S) → ((exp ‘x) = (exp ‘y) → (x) = (y)))
3534imp 350 . . . . . 6 (((x S y S) (exp ‘x) = (exp ‘y)) → (x) = (y))
36 eff1lem 8738 . . . . . . . . . . . . 13 (x → (exp ‘x) = ((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (x)))))
37 eff1lem 8738 . . . . . . . . . . . . 13 (y → (exp ‘y) = ((abs ‘(exp ‘y)) · (exp ‘(i · (y)))))
3836, 37eqeqan12d 1493 . . . . . . . . . . . 12 ((x y ) → ((exp ‘x) = (exp ‘y) ↔ ((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (x)))) = ((abs ‘(exp ‘y)) · (exp ‘(i · (y))))))
3938biimpa 418 . . . . . . . . . . 11 (((x y ) (exp ‘x) = (exp ‘y)) → ((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (x)))) = ((abs ‘(exp ‘y)) · (exp ‘(i · (y)))))
4028opreq1d 3981 . . . . . . . . . . . . . 14 ((exp ‘x) = (exp ‘y) → ((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (y)))) = ((abs ‘(exp ‘y)) · (exp ‘(i · (y)))))
4140adantl 390 . . . . . . . . . . . . 13 (((x y ) (exp ‘x) = (exp ‘y)) → ((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (y)))) = ((abs ‘(exp ‘y)) · (exp ‘(i · (y)))))
4241eqeq2d 1489 . . . . . . . . . . . 12 (((x y ) (exp ‘x) = (exp ‘y)) → (((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (x)))) = ((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (y)))) ↔ ((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (x)))) = ((abs ‘(exp ‘y)) · (exp ‘(i · (y))))))
43 mulcantOLD 5703 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((abs ‘(exp ‘x)) (exp ‘(i · (x))) (exp ‘(i · (y))) ) (abs ‘(exp ‘x)) ≠ 0) → (((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (x)))) = ((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (y)))) ↔ (exp ‘(i · (x))) = (exp ‘(i · (y)))))
44 efclt 7312 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (x → (exp ‘x) )
45 absclt 6833 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((exp ‘x) → (abs ‘(exp ‘x)) )
4645recnd 5327 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((exp ‘x) → (abs ‘(exp ‘x)) )
4744, 46syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (x → (abs ‘(exp ‘x)) )
48 imclt 6759 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (x → (x) )
4948recnd 5327 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (x → (x) )
50 axicn 5282 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 i
51 axmulcl 5285 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((i (x) ) → (i · (x)) )
5250, 51mpan 697 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((x) → (i · (x)) )
53 efclt 7312 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((i · (x)) → (exp ‘(i · (x))) )
5449, 52, 533syl 20 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (x → (exp ‘(i · (x))) )
5547, 54jca 288 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (x → ((abs ‘(exp ‘x)) (exp ‘(i · (x))) ))
56 imclt 6759 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (y → (y) )
5756recnd 5327 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (y → (y) )
58 axmulcl 5285 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((i (y) ) → (i · (y)) )
5950, 58mpan 697 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((y) → (i · (y)) )
60 efclt 7312 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((i · (y)) → (exp ‘(i · (y))) )
6157, 59, 603syl 20 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (y → (exp ‘(i · (y))) )
6255, 61anim12i 333 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((x y ) → (((abs ‘(exp ‘x)) (exp ‘(i · (x))) ) (exp ‘(i · (y))) ))
63 df-3an 779 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((abs ‘(exp ‘x)) (exp ‘(i · (x))) (exp ‘(i · (y))) ) ↔ (((abs ‘(exp ‘x)) (exp ‘(i · (x))) ) (exp ‘(i · (y))) ))
6462, 63sylibr 200 . . . . . . . . . . . . . 14 ((x y ) → ((abs ‘(exp ‘x)) (exp ‘(i · (x))) (exp ‘(i · (y))) ))
65 gt0ne0t 5630 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((abs ‘(exp ‘x)) 0 < (abs ‘(exp ‘x))) → (abs ‘(exp ‘x)) ≠ 0)
6644, 45syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (x → (abs ‘(exp ‘x)) )
67 absgt0t 6893 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((exp ‘x) → ((exp ‘x) ≠ 0 ↔ 0 < (abs ‘(exp ‘x))))
6867biimpa 418 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((exp ‘x) (exp ‘x) ≠ 0) → 0 < (abs ‘(exp ‘x)))
69 efne0t 7369 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (x → (exp ‘x) ≠ 0)
7068, 44, 69sylanc 473 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (x → 0 < (abs ‘(exp ‘x)))
7165, 66, 70sylanc 473 . . . . . . . . . . . . . . 15 (x → (abs ‘(exp ‘x)) ≠ 0)
7271adantr 391 . . . . . . . . . . . . . 14 ((x y ) → (abs ‘(exp ‘x)) ≠ 0)
7343, 64, 72sylanc 473 . . . . . . . . . . . . 13 ((x y ) → (((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (x)))) = ((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (y)))) ↔ (exp ‘(i · (x))) = (exp ‘(i · (y)))))
7473adantr 391 . . . . . . . . . . . 12 (((x y ) (exp ‘x) = (exp ‘y)) → (((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (x)))) = ((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (y)))) ↔ (exp ‘(i · (x))) = (exp ‘(i · (y)))))
7542, 74bitr3d 532 . . . . . . . . . . 11 (((x y ) (exp ‘x) = (exp ‘y)) → (((abs ‘(exp ‘x)) · (exp ‘(i · (x)))) = ((abs ‘(exp ‘y)) · (exp ‘(i · (y)))) ↔ (exp ‘(i · (x))) = (exp ‘(i · (y)))))
7639, 75mpbid 195 . . . . . . . . . 10 (((x y ) (exp ‘x) = (exp ‘y)) → (exp ‘(i · (x))) = (exp ‘(i · (y))))
7776ex 373 . . . . . . . . 9 ((x y ) → ((exp ‘x) = (exp ‘y) → (exp ‘(i · (x))) = (exp ‘(i · (y)))))
7877, 7, 33syl2an 456 . . . . . . . 8 ((x S y S) → ((exp ‘x) = (exp ‘y) → (exp ‘(i · (x))) = (exp ‘(i · (y)))))
79 opreq2 3975 . . . . . . . . . . . . 13 (z = (x) → (i · z) = (i · (x)))
8079fveq2d 3734 . . . . . . . . . . . 12 (z = (x) → (exp ‘(i · z)) = (exp ‘(i · (x))))
81 eff1i.4 . . . . . . . . . . . 12 F = {z, w(z D w = (exp ‘(i · z)))}
82 fvex 3738 . . . . . . . . . . . 12 (exp ‘(i · (x))) V
8380, 81, 82fvopab4 3786 . . . . . . . . . . 11 ((x) D → (F ‘(x)) = (exp ‘(i · (x))))
84 opreq2 3975 . . . . . . . . . . . . 13 (z = (y) → (i · z) = (i · (y)))
8584fveq2d 3734 . . . . . . . . . . . 12 (z = (y) → (exp ‘(i · z)) = (exp ‘(i · (y))))
86 fvex 3738 . . . . . . . . . . . 12 (exp ‘(i · (y))) V
8785, 81, 86fvopab4 3786 . . . . . . . . . . 11 ((y) D → (F ‘(y)) = (exp ‘(i · (y))))
8883, 87eqeqan12d 1493 . . . . . . . . . 10 (((x) D (y) D) → ((F ‘(x)) = (F ‘(y)) ↔ (exp ‘(i · (x))) = (exp ‘(i · (y)))))
89 eff1i.1 . . . . . . . . . . . . 13 A
90 eff1i.2 . . . . . . . . . . . . . 14 D = (A[,)(A + (2 · π)))
91 eff1i.5 . . . . . . . . . . . . . 14 C = {v (abs ‘v) = 1}
9290, 81, 91shftefif1o 8737 . . . . . . . . . . . . 13 (A F:D1-1-ontoC)
9389, 92ax-mp 7 . . . . . . . . . . . 12 F:D1-1-ontoC
94 f1of1 3694 . . . . . . . . . . . 12 (F:D1-1-ontoCF:D1-1C)
9593, 94ax-mp 7 . . . . . . . . . . 11 F:D1-1C
96 f1fveq 3882 . . . . . . . . . . 11 ((F:D1-1C ((x) D (y) D)) → ((F ‘(x)) = (F ‘(y)) ↔ (x) = (y)))
9795, 96mpan 697 . . . . . . . . . 10 (((x) D (y) D) → ((F ‘(x)) = (F ‘(y)) ↔ (x) = (y)))
9888, 97bitr3d 532 . . . . . . . . 9 (((x) D (y) D) → ((exp ‘(i · (x))) = (exp ‘(i · (y))) ↔ (x) = (y)))
996pm3.27bi 326 . . . . . . . . 9 (x S → (x) D)
10032pm3.27bi 326 . . . . . . . . 9 (y S → (y) D)
10198, 99, 100syl2an 456 . . . . . . . 8 ((x S y S) → ((exp ‘(i · (x))) = (exp ‘(i · (y))) ↔ (x) = (y)))
10278, 101sylibd 202 . . . . . . 7 ((x S y S) → ((exp ‘x) = (exp ‘y) → (x) = (y)))
103102imp 350 . . . . . 6 (((x S y S) (exp ‘x) = (exp ‘y)) → (x) = (y))
104 replimt 6762 . . . . . . . . . . 11 (x x = ((x) + (i · (x))))
105 replimt 6762 . . . . . . . . . . 11 (y y = ((y) + (i · (y))))
106104, 105eqeqan12d 1493 . . . . . . . . . 10 ((x y ) → (x = y ↔ ((x) + (i · (x))) = ((y) + (i · (y)))))
107 crut 6739 . . . . . . . . . . 11 ((((x) (x) ) ((y) (y) )) → (((x) + (i · (x))) = ((y) + (i · (y))) ↔ ((x) = (y) (x) = (y))))
10824, 48jca 288 . . . . . . . . . . 11 (x → ((x) (x) ))
10925, 56jca 288 . . . . . . . . . . 11 (y → ((y) (y) ))
110107, 108, 109syl2an 456 . . . . . . . . . 10 ((x y ) → (((x) + (i · (x))) = ((y) + (i · (y))) ↔ ((x) = (y) (x) = (y))))
111106, 110bitrd 530 . . . . . . . . 9 ((x y ) → (x = y ↔ ((x) = (y) (x) = (y))))
112111biimprd 154 . . . . . . . 8 ((x y ) → (((x) = (y) (x) = (y)) → x = y))
113112, 7, 33syl2an 456 . . . . . . 7 ((x S y S) → (((x) = (y) (x) = (y)) → x = y))
114113adantr 391 . . . . . 6 (((x S y S) (exp ‘x) = (exp ‘y)) → (((x) = (y) (x) = (y)) → x = y))
11535, 103, 114mp2and 705 . . . . 5 (((x S y S) (exp ‘x) = (exp ‘y)) → x = y)
116115ex 373 . . . 4 ((x S y S) → ((exp ‘x) = (exp ‘y) → x = y))
11713, 116sylbid 203 . . 3 ((x S y S) → (((exp S) ‘x) = ((exp S) ‘y) → x = y))
118117rgen2a 1702 . 2 x S y S (((exp S) ‘x) = ((exp S) ‘y) → x = y)
1191, 10, 118mpbir2an 732 1 (exp S):S1-1→( {0})
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   → wi 3   ↔ wb 146   wa 223   w3a 777   = wceq 958   wcel 960   ≠ wne 1588  wral 1648  {crab 1651   cdif 2047   wss 2050  {csn 2413   class class class wbr 2624  {copab 2671   cres 3178  –→wf 3184  –1-1wf1 3185  –1-1-ontowf1o 3187   ‘cfv 3188  (class class class)co 3969  cc 5244  cr 5245  0cc0 5246  1c1 5247  ici 5248   + caddc 5249   · cmul 5251   +∞cpnf 5495   < clt 5498  2c2 5963  (,)cioo 6358  [,)cico 6360  cre 6748  cim 6749  abscabs 6751  expce 7293  πcpi 7297
This theorem is referenced by:  eff1oi 8741
This theorem was proved from axioms:  ax-1 4  ax-2 5  ax-3 6  ax-mp 7  ax-7 964  ax-gen 965  ax-8 966  ax-9 967  ax-10 968  ax-11 969  ax-12 970  ax-13 971  ax-14 972  ax-17 973  ax-4 975  ax-5o 977  ax-6o 980  ax-9o 1125  ax-10o 1142  ax-16 1212  ax-11o 1220  ax-ext 1462  ax-rep 2698  ax-sep 2708  ax-nul 2715  ax-pow 2748  ax-pr 2785  ax-un 2872  ax-reg 4602  ax-inf2 4634  ax-ac 4754
This theorem depends on definitions:  df-bi 147  df-or 224  df-an 225  df-3or 778  df-3an 779  df-ex 983  df-sb 1174  df-eu 1384  df-mo 1385  df-clab 1467  df-cleq 1472  df-clel 1475  df-ne 1590  df-nel 1591  df-ral 1652  df-rex 1653  df-reu 1654  df-rab 1655  df-v 1815  df-sbc 1945  df-csb 2005  df-dif 2052  df-un 2053  df-in 2054  df-ss 2056  df-pss 2058  df-nul 2284  df-if 2366  df-pw 2406  df-sn 2416  df-pr 2417  df-tp 2419  df-op 2420  df-uni 2508  df-int 2538  df-iun 2572  df-iin 2573  df-br 2625  df-opab 2672  df-tr 2686  df-eprel 2838  df-id 2841  df-po 2846  df-so 2856  df-fr 2923  df-we 2940  df-ord 2957  df-on 2958  df-lim 2959  df-suc 2960  df-om 3138  df-xp 3190  df-rel 3191  df-cnv 3192  df-co 3193  df-dm 3194  df-rn 3195  df-res 3196  df-ima 3197  df-fun 3198  df-fn 3199  df-f 3200  df-f1 3201  df-fo 3202  df-f1o 3203  df-fv 3204  df-rdg 3938  df-opr 3971  df-oprab 3972  df-1st 4085  df-2nd 4086  df-1o 4139  df-oadd 4141  df-omul 4142  df-er 4267  df-ec 4269  df-qs 4272  df-map 4330  df-en 4374  df-dom 4375  df-sdom 4376  df-sup 4583  df-r1 4653  df-rank 4654  df-ni 5012  df-pli 5013  df-mi 5014  df-lti 5015  df-plpq 5047  df-mpq 5048  df-enq 5049  df-nq 5050  df-plq 5051  df-mq 5052  df-rq 5053  df-ltq 5054  df-1q 5055  df-np 5098  df-1p 5099  df-plp 5100  df-mp 5101  df-ltp 5102  df-plpr 5176  df-mpr 5177  df-enr 5178  df-nr 5179  df-plr 5180  df-mr 5181  df-ltr 5182  df-0r 5183  df-1r 5184  df-m1r 5185  df-c 5252  df-0 5253  df-1 5254  df-i 5255  df-r 5256  df-plus 5257  df-mul 5258  df-lt 5259  df-sub 5368  df-neg 5370  df-pnf 5499  df-mnf 5500  df-xr 5501  df-ltxr 5502  df-le 5503  df-div 5715  df-n 5927  df-2 5972  df-3 5973  df-4 5974  df-5 5975  df-6 5976  df-7 5977  df-8 5978  df-9 5979  df-n0 6102  df-z 6138  df-fl 6226  df-q 6257  df-rp 6282  df-seq1 6309  df-shft 6342  df-ioo 6362  df-ioc 6363  df-ico 6364  df-icc 6365  df-uz 6419  df-fz 6469  df-seqz 6534  df-seq0 6535  df-exp 6570  df-sqr 6671  df-re 6752  df-im 6753  df-cj 6754  df-abs 6755  df-fac 6932  df-bc 6957  df-clim 6975  df-sum 6980  df-cncf 7263  df-ef 7298  df-sin 7300  df-cos 7301  df-pi 7302  df-top 7594  df-cn 7751  df-cnp 7752  df-met 7790  df-bl 7792  df-opn 7793  df-lm 7919  df-grp 8034  df-gid 8035  df-ginv 8036  df-gdiv 8037  df-abl 8096  df-subg 8111
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