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Theorem sn-negex12

Description: A combination of cnegex and cnegex2 , this proof takes cnre A = r +i x. s and shows that i x. -u s + -u r is both a left and right inverse. (Contributed by SN, 5-May-2024) (Proof shortened by SN, 4-Jul-2025)

Ref Expression
Assertion sn-negex12 ⊢ A ∈ ℂ → ∃ b ∈ ℂ A + b = 0 ∧ b + A = 0

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cnre ⊢ A ∈ ℂ → ∃ x ∈ ℝ ∃ y ∈ ℝ A = x + i ⁢ y
2 oveq2 ⊢ b = i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x → x + i ⁢ y + b = x + i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x
3 2 eqeq1d ⊢ b = i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x → x + i ⁢ y + b = 0 ↔ x + i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x = 0
4 oveq1 ⊢ b = i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x → b + x + i ⁢ y = i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x + x + i ⁢ y
5 4 eqeq1d ⊢ b = i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x → b + x + i ⁢ y = 0 ↔ i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x + x + i ⁢ y = 0
6 3 5 anbi12d ⊢ b = i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x → x + i ⁢ y + b = 0 ∧ b + x + i ⁢ y = 0 ↔ x + i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x = 0 ∧ i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x + x + i ⁢ y = 0
7 ax-icn ⊢ i ∈ ℂ
8 7 a1i ⊢ y ∈ ℝ → i ∈ ℂ
9 rernegcl ⊢ y ∈ ℝ → 0 - ℝ y ∈ ℝ
10 9 recnd ⊢ y ∈ ℝ → 0 - ℝ y ∈ ℂ
11 8 10 mulcld ⊢ y ∈ ℝ → i ⁢ 0 - ℝ y ∈ ℂ
12 11 adantl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → i ⁢ 0 - ℝ y ∈ ℂ
13 rernegcl ⊢ x ∈ ℝ → 0 - ℝ x ∈ ℝ
14 13 recnd ⊢ x ∈ ℝ → 0 - ℝ x ∈ ℂ
15 14 adantr ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → 0 - ℝ x ∈ ℂ
16 12 15 addcld ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x ∈ ℂ
17 recn ⊢ x ∈ ℝ → x ∈ ℂ
18 17 adantr ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x ∈ ℂ
19 recn ⊢ y ∈ ℝ → y ∈ ℂ
20 8 19 mulcld ⊢ y ∈ ℝ → i ⁢ y ∈ ℂ
21 20 adantl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → i ⁢ y ∈ ℂ
22 18 21 12 addassd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x + i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y = x + i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y
23 8 19 10 adddid ⊢ y ∈ ℝ → i ⁢ y + 0 - ℝ y = i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y
24 renegid ⊢ y ∈ ℝ → y + 0 - ℝ y = 0
25 24 oveq2d ⊢ y ∈ ℝ → i ⁢ y + 0 - ℝ y = i ⋅ 0
26 sn-it0e0 ⊢ i ⋅ 0 = 0
27 25 26 eqtrdi ⊢ y ∈ ℝ → i ⁢ y + 0 - ℝ y = 0
28 23 27 eqtr3d ⊢ y ∈ ℝ → i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y = 0
29 28 adantl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y = 0
30 29 oveq2d ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x + i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y = x + 0
31 readdrid ⊢ x ∈ ℝ → x + 0 = x
32 31 adantr ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x + 0 = x
33 22 30 32 3eqtrd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x + i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y = x
34 33 oveq1d ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x + i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x = x + 0 - ℝ x
35 18 21 addcld ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x + i ⁢ y ∈ ℂ
36 35 12 15 addassd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x + i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x = x + i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x
37 renegid ⊢ x ∈ ℝ → x + 0 - ℝ x = 0
38 37 adantr ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x + 0 - ℝ x = 0
39 34 36 38 3eqtr3d ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x + i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x = 0
40 12 15 35 addassd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x + x + i ⁢ y = i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x + x + i ⁢ y
41 renegid2 ⊢ x ∈ ℝ → 0 - ℝ x + x = 0
42 41 adantr ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → 0 - ℝ x + x = 0
43 42 oveq1d ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → 0 - ℝ x + x + i ⁢ y = 0 + i ⁢ y
44 15 18 21 addassd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → 0 - ℝ x + x + i ⁢ y = 0 - ℝ x + x + i ⁢ y
45 sn-addlid ⊢ i ⁢ y ∈ ℂ → 0 + i ⁢ y = i ⁢ y
46 21 45 syl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → 0 + i ⁢ y = i ⁢ y
47 43 44 46 3eqtr3rd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → i ⁢ y = 0 - ℝ x + x + i ⁢ y
48 47 oveq2d ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → i ⁢ 0 - ℝ y + i ⁢ y = i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x + x + i ⁢ y
49 8 10 19 adddid ⊢ y ∈ ℝ → i ⁢ 0 - ℝ y + y = i ⁢ 0 - ℝ y + i ⁢ y
50 renegid2 ⊢ y ∈ ℝ → 0 - ℝ y + y = 0
51 50 oveq2d ⊢ y ∈ ℝ → i ⁢ 0 - ℝ y + y = i ⋅ 0
52 51 26 eqtrdi ⊢ y ∈ ℝ → i ⁢ 0 - ℝ y + y = 0
53 49 52 eqtr3d ⊢ y ∈ ℝ → i ⁢ 0 - ℝ y + i ⁢ y = 0
54 53 adantl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → i ⁢ 0 - ℝ y + i ⁢ y = 0
55 40 48 54 3eqtr2d ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x + x + i ⁢ y = 0
56 39 55 jca ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x + i ⁢ y + i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x = 0 ∧ i ⁢ 0 - ℝ y + 0 - ℝ x + x + i ⁢ y = 0
57 6 16 56 rspcedvdw ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → ∃ b ∈ ℂ x + i ⁢ y + b = 0 ∧ b + x + i ⁢ y = 0
58 57 adantl ⊢ A ∈ ℂ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → ∃ b ∈ ℂ x + i ⁢ y + b = 0 ∧ b + x + i ⁢ y = 0
59 oveq1 ⊢ A = x + i ⁢ y → A + b = x + i ⁢ y + b
60 59 eqeq1d ⊢ A = x + i ⁢ y → A + b = 0 ↔ x + i ⁢ y + b = 0
61 oveq2 ⊢ A = x + i ⁢ y → b + A = b + x + i ⁢ y
62 61 eqeq1d ⊢ A = x + i ⁢ y → b + A = 0 ↔ b + x + i ⁢ y = 0
63 60 62 anbi12d ⊢ A = x + i ⁢ y → A + b = 0 ∧ b + A = 0 ↔ x + i ⁢ y + b = 0 ∧ b + x + i ⁢ y = 0
64 63 rexbidv ⊢ A = x + i ⁢ y → ∃ b ∈ ℂ A + b = 0 ∧ b + A = 0 ↔ ∃ b ∈ ℂ x + i ⁢ y + b = 0 ∧ b + x + i ⁢ y = 0
65 58 64 syl5ibrcom ⊢ A ∈ ℂ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → A = x + i ⁢ y → ∃ b ∈ ℂ A + b = 0 ∧ b + A = 0
66 65 rexlimdvva ⊢ A ∈ ℂ → ∃ x ∈ ℝ ∃ y ∈ ℝ A = x + i ⁢ y → ∃ b ∈ ℂ A + b = 0 ∧ b + A = 0
67 1 66 mpd ⊢ A ∈ ℂ → ∃ b ∈ ℂ A + b = 0 ∧ b + A = 0