Metamath Proof Explorer


Theorem avril1

Description: Poisson d'Avril's Theorem. This theorem is noted for its Selbstdokumentieren property, which means, literally, "self-documenting" and recalls the principle ofquidquid german dictum sit, altum viditur, often used in set theory. Starting with the seemingly simple yet profound fact that any object x equals itself (proved by Tarski in 1965; see Lemma 6 of Tarski p. 68), we demonstrate that the power set of the real numbers, as a relation on the value of the imaginary unit, does not conjoin with an empty relation on the product of the additive and multiplicative identity elements, leading to this startling conclusion that has left even seasoned professional mathematicians scratching their heads. (Contributed by Prof. Loof Lirpa, 1-Apr-2005) (Proof modification is discouraged.) (New usage is discouraged.)

A reply to skeptics can be found at mmnotes.txt , under the 1-Apr-2006 entry.

Ref Expression
Assertion avril1 ยฌ ( ๐ด ๐’ซ โ„ ( i โ€˜ 1 ) โˆง ๐น โˆ… ( 0 ยท 1 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 equid โŠข ๐‘ฅ = ๐‘ฅ
2 dfnul2 โŠข โˆ… = { ๐‘ฅ โˆฃ ยฌ ๐‘ฅ = ๐‘ฅ }
3 2 eqabri โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โˆ… โ†” ยฌ ๐‘ฅ = ๐‘ฅ )
4 3 con2bii โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฅ โ†” ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ โˆ… )
5 1 4 mpbi โŠข ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ โˆ…
6 eleq1 โŠข ( ๐‘ฅ = โŸจ ๐น , 0 โŸฉ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ โˆ… โ†” โŸจ ๐น , 0 โŸฉ โˆˆ โˆ… ) )
7 5 6 mtbii โŠข ( ๐‘ฅ = โŸจ ๐น , 0 โŸฉ โ†’ ยฌ โŸจ ๐น , 0 โŸฉ โˆˆ โˆ… )
8 7 vtocleg โŠข ( โŸจ ๐น , 0 โŸฉ โˆˆ V โ†’ ยฌ โŸจ ๐น , 0 โŸฉ โˆˆ โˆ… )
9 elex โŠข ( โŸจ ๐น , 0 โŸฉ โˆˆ โˆ… โ†’ โŸจ ๐น , 0 โŸฉ โˆˆ V )
10 9 con3i โŠข ( ยฌ โŸจ ๐น , 0 โŸฉ โˆˆ V โ†’ ยฌ โŸจ ๐น , 0 โŸฉ โˆˆ โˆ… )
11 8 10 pm2.61i โŠข ยฌ โŸจ ๐น , 0 โŸฉ โˆˆ โˆ…
12 df-br โŠข ( ๐น โˆ… ( 0 ยท 1 ) โ†” โŸจ ๐น , ( 0 ยท 1 ) โŸฉ โˆˆ โˆ… )
13 0cn โŠข 0 โˆˆ โ„‚
14 13 mulridi โŠข ( 0 ยท 1 ) = 0
15 14 opeq2i โŠข โŸจ ๐น , ( 0 ยท 1 ) โŸฉ = โŸจ ๐น , 0 โŸฉ
16 15 eleq1i โŠข ( โŸจ ๐น , ( 0 ยท 1 ) โŸฉ โˆˆ โˆ… โ†” โŸจ ๐น , 0 โŸฉ โˆˆ โˆ… )
17 12 16 bitri โŠข ( ๐น โˆ… ( 0 ยท 1 ) โ†” โŸจ ๐น , 0 โŸฉ โˆˆ โˆ… )
18 11 17 mtbir โŠข ยฌ ๐น โˆ… ( 0 ยท 1 )
19 18 intnan โŠข ยฌ ( ๐ด ๐’ซ ( R ร— { 0R } ) ( โ„ฉ ๐‘ฆ 1 โŸจ 0R , 1R โŸฉ ๐‘ฆ ) โˆง ๐น โˆ… ( 0 ยท 1 ) )
20 df-i โŠข i = โŸจ 0R , 1R โŸฉ
21 20 fveq1i โŠข ( i โ€˜ 1 ) = ( โŸจ 0R , 1R โŸฉ โ€˜ 1 )
22 df-fv โŠข ( โŸจ 0R , 1R โŸฉ โ€˜ 1 ) = ( โ„ฉ ๐‘ฆ 1 โŸจ 0R , 1R โŸฉ ๐‘ฆ )
23 21 22 eqtri โŠข ( i โ€˜ 1 ) = ( โ„ฉ ๐‘ฆ 1 โŸจ 0R , 1R โŸฉ ๐‘ฆ )
24 23 breq2i โŠข ( ๐ด ๐’ซ โ„ ( i โ€˜ 1 ) โ†” ๐ด ๐’ซ โ„ ( โ„ฉ ๐‘ฆ 1 โŸจ 0R , 1R โŸฉ ๐‘ฆ ) )
25 df-r โŠข โ„ = ( R ร— { 0R } )
26 sseq2 โŠข ( โ„ = ( R ร— { 0R } ) โ†’ ( ๐‘ง โІ โ„ โ†” ๐‘ง โІ ( R ร— { 0R } ) ) )
27 26 abbidv โŠข ( โ„ = ( R ร— { 0R } ) โ†’ { ๐‘ง โˆฃ ๐‘ง โІ โ„ } = { ๐‘ง โˆฃ ๐‘ง โІ ( R ร— { 0R } ) } )
28 df-pw โŠข ๐’ซ โ„ = { ๐‘ง โˆฃ ๐‘ง โІ โ„ }
29 df-pw โŠข ๐’ซ ( R ร— { 0R } ) = { ๐‘ง โˆฃ ๐‘ง โІ ( R ร— { 0R } ) }
30 27 28 29 3eqtr4g โŠข ( โ„ = ( R ร— { 0R } ) โ†’ ๐’ซ โ„ = ๐’ซ ( R ร— { 0R } ) )
31 25 30 ax-mp โŠข ๐’ซ โ„ = ๐’ซ ( R ร— { 0R } )
32 31 breqi โŠข ( ๐ด ๐’ซ โ„ ( โ„ฉ ๐‘ฆ 1 โŸจ 0R , 1R โŸฉ ๐‘ฆ ) โ†” ๐ด ๐’ซ ( R ร— { 0R } ) ( โ„ฉ ๐‘ฆ 1 โŸจ 0R , 1R โŸฉ ๐‘ฆ ) )
33 24 32 bitri โŠข ( ๐ด ๐’ซ โ„ ( i โ€˜ 1 ) โ†” ๐ด ๐’ซ ( R ร— { 0R } ) ( โ„ฉ ๐‘ฆ 1 โŸจ 0R , 1R โŸฉ ๐‘ฆ ) )
34 33 anbi1i โŠข ( ( ๐ด ๐’ซ โ„ ( i โ€˜ 1 ) โˆง ๐น โˆ… ( 0 ยท 1 ) ) โ†” ( ๐ด ๐’ซ ( R ร— { 0R } ) ( โ„ฉ ๐‘ฆ 1 โŸจ 0R , 1R โŸฉ ๐‘ฆ ) โˆง ๐น โˆ… ( 0 ยท 1 ) ) )
35 34 notbii โŠข ( ยฌ ( ๐ด ๐’ซ โ„ ( i โ€˜ 1 ) โˆง ๐น โˆ… ( 0 ยท 1 ) ) โ†” ยฌ ( ๐ด ๐’ซ ( R ร— { 0R } ) ( โ„ฉ ๐‘ฆ 1 โŸจ 0R , 1R โŸฉ ๐‘ฆ ) โˆง ๐น โˆ… ( 0 ยท 1 ) ) )
36 19 35 mpbir โŠข ยฌ ( ๐ด ๐’ซ โ„ ( i โ€˜ 1 ) โˆง ๐น โˆ… ( 0 ยท 1 ) )