Metamath Proof Explorer


Theorem absef

Description: The absolute value of the exponential is the exponential of the real part. (Contributed by Paul Chapman, 13-Sep-2007)

Ref Expression
Assertion absef ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ๐ด ) ) = ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 replim โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ๐ด = ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) )
2 1 fveq2d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( exp โ€˜ ๐ด ) = ( exp โ€˜ ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) )
3 recl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
4 3 recnd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
5 ax-icn โŠข i โˆˆ โ„‚
6 imcl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
7 6 recnd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
8 mulcl โŠข ( ( i โˆˆ โ„‚ โˆง ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
9 5 7 8 sylancr โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
10 efadd โŠข ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) = ( ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( exp โ€˜ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) )
11 4 9 10 syl2anc โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( exp โ€˜ ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) = ( ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( exp โ€˜ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) )
12 2 11 eqtrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( exp โ€˜ ๐ด ) = ( ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( exp โ€˜ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) )
13 12 fveq2d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ๐ด ) ) = ( abs โ€˜ ( ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( exp โ€˜ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) )
14 3 reefcld โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
15 14 recnd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
16 efcl โŠข ( ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ โ†’ ( exp โ€˜ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
17 9 16 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( exp โ€˜ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
18 15 17 absmuld โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( abs โ€˜ ( ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( exp โ€˜ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) = ( ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ) ยท ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) )
19 absefi โŠข ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ โ†’ ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) = 1 )
20 6 19 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) = 1 )
21 20 oveq2d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ) ยท ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) = ( ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ) ยท 1 ) )
22 13 18 21 3eqtrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ๐ด ) ) = ( ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ) ยท 1 ) )
23 15 abscld โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„ )
24 23 recnd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
25 24 mulridd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ) ยท 1 ) = ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ) )
26 efgt0 โŠข ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ โ†’ 0 < ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) )
27 3 26 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ 0 < ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) )
28 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
29 ltle โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„ โˆง ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 0 < ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ) )
30 28 14 29 sylancr โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 0 < ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ) )
31 27 30 mpd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ 0 โ‰ค ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) )
32 14 31 absidd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) )
33 22 25 32 3eqtrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( abs โ€˜ ( exp โ€˜ ๐ด ) ) = ( exp โ€˜ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) )