Metamath Proof Explorer


Theorem cxpsqrt

Description: The complex exponential function with exponent 1 / 2 exactly matches the complex square root function (the branch cut is in the same place for both functions), and thus serves as a suitable generalization to other n -th roots and irrational roots. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Aug-2014)

Ref Expression
Assertion cxpsqrt ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 halfcn โŠข ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚
2 halfre โŠข ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„
3 halfgt0 โŠข 0 < ( 1 / 2 )
4 2 3 gt0ne0ii โŠข ( 1 / 2 ) โ‰  0
5 0cxp โŠข ( ( ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 1 / 2 ) โ‰  0 ) โ†’ ( 0 โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = 0 )
6 1 4 5 mp2an โŠข ( 0 โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = 0
7 sqrt0 โŠข ( โˆš โ€˜ 0 ) = 0
8 6 7 eqtr4i โŠข ( 0 โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ 0 )
9 oveq1 โŠข ( ๐ด = 0 โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( 0 โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) )
10 fveq2 โŠข ( ๐ด = 0 โ†’ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) = ( โˆš โ€˜ 0 ) )
11 8 9 10 3eqtr4a โŠข ( ๐ด = 0 โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) )
12 11 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐ด = 0 โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) )
13 ax-icn โŠข i โˆˆ โ„‚
14 sqrtcl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
15 14 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
16 sqmul โŠข ( ( i โˆˆ โ„‚ โˆง ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( i ยท ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( i โ†‘ 2 ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) ) )
17 13 15 16 sylancr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( i ยท ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( i โ†‘ 2 ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) ) )
18 i2 โŠข ( i โ†‘ 2 ) = - 1
19 18 a1i โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( i โ†‘ 2 ) = - 1 )
20 sqrtth โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) = ๐ด )
21 20 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) = ๐ด )
22 19 21 oveq12d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( i โ†‘ 2 ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) ) = ( - 1 ยท ๐ด ) )
23 mulm1 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( - 1 ยท ๐ด ) = - ๐ด )
24 23 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( - 1 ยท ๐ด ) = - ๐ด )
25 17 22 24 3eqtrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( i ยท ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†‘ 2 ) = - ๐ด )
26 cxpsqrtlem โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( i ยท ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
27 26 resqcld โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( i ยท ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ )
28 25 27 eqeltrrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ - ๐ด โˆˆ โ„ )
29 negeq0 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐ด = 0 โ†” - ๐ด = 0 ) )
30 29 necon3bid โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐ด โ‰  0 โ†” - ๐ด โ‰  0 ) )
31 30 biimpa โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ - ๐ด โ‰  0 )
32 31 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ - ๐ด โ‰  0 )
33 25 32 eqnetrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( i ยท ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†‘ 2 ) โ‰  0 )
34 sq0i โŠข ( ( i ยท ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) = 0 โ†’ ( ( i ยท ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†‘ 2 ) = 0 )
35 34 necon3i โŠข ( ( ( i ยท ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†‘ 2 ) โ‰  0 โ†’ ( i ยท ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ‰  0 )
36 33 35 syl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( i ยท ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ‰  0 )
37 26 36 sqgt0d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ 0 < ( ( i ยท ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†‘ 2 ) )
38 37 25 breqtrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ 0 < - ๐ด )
39 28 38 elrpd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ - ๐ด โˆˆ โ„+ )
40 logneg โŠข ( - ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( log โ€˜ - - ๐ด ) = ( ( log โ€˜ - ๐ด ) + ( i ยท ฯ€ ) ) )
41 39 40 syl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( log โ€˜ - - ๐ด ) = ( ( log โ€˜ - ๐ด ) + ( i ยท ฯ€ ) ) )
42 negneg โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ - - ๐ด = ๐ด )
43 42 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ - - ๐ด = ๐ด )
44 43 fveq2d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( log โ€˜ - - ๐ด ) = ( log โ€˜ ๐ด ) )
45 39 relogcld โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( log โ€˜ - ๐ด ) โˆˆ โ„ )
46 45 recnd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( log โ€˜ - ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
47 picn โŠข ฯ€ โˆˆ โ„‚
48 13 47 mulcli โŠข ( i ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚
49 addcom โŠข ( ( ( log โ€˜ - ๐ด ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( i ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( log โ€˜ - ๐ด ) + ( i ยท ฯ€ ) ) = ( ( i ยท ฯ€ ) + ( log โ€˜ - ๐ด ) ) )
50 46 48 49 sylancl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( log โ€˜ - ๐ด ) + ( i ยท ฯ€ ) ) = ( ( i ยท ฯ€ ) + ( log โ€˜ - ๐ด ) ) )
51 41 44 50 3eqtr3d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( log โ€˜ ๐ด ) = ( ( i ยท ฯ€ ) + ( log โ€˜ - ๐ด ) ) )
52 51 oveq2d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) = ( ( 1 / 2 ) ยท ( ( i ยท ฯ€ ) + ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) )
53 adddi โŠข ( ( ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( i ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( log โ€˜ - ๐ด ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) ยท ( ( i ยท ฯ€ ) + ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) = ( ( ( 1 / 2 ) ยท ( i ยท ฯ€ ) ) + ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) )
54 1 48 46 53 mp3an12i โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) ยท ( ( i ยท ฯ€ ) + ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) = ( ( ( 1 / 2 ) ยท ( i ยท ฯ€ ) ) + ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) )
55 52 54 eqtrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) = ( ( ( 1 / 2 ) ยท ( i ยท ฯ€ ) ) + ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) )
56 2cn โŠข 2 โˆˆ โ„‚
57 2ne0 โŠข 2 โ‰  0
58 divrec2 โŠข ( ( ( i ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) โ†’ ( ( i ยท ฯ€ ) / 2 ) = ( ( 1 / 2 ) ยท ( i ยท ฯ€ ) ) )
59 48 56 57 58 mp3an โŠข ( ( i ยท ฯ€ ) / 2 ) = ( ( 1 / 2 ) ยท ( i ยท ฯ€ ) )
60 13 47 56 57 divassi โŠข ( ( i ยท ฯ€ ) / 2 ) = ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) )
61 59 60 eqtr3i โŠข ( ( 1 / 2 ) ยท ( i ยท ฯ€ ) ) = ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) )
62 61 oveq1i โŠข ( ( ( 1 / 2 ) ยท ( i ยท ฯ€ ) ) + ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) = ( ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) ) + ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) )
63 55 62 eqtrdi โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) = ( ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) ) + ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) )
64 63 fveq2d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( exp โ€˜ ( ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) ) + ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) ) )
65 47 56 57 divcli โŠข ( ฯ€ / 2 ) โˆˆ โ„‚
66 13 65 mulcli โŠข ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) ) โˆˆ โ„‚
67 mulcl โŠข ( ( ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( log โ€˜ - ๐ด ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
68 1 46 67 sylancr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
69 efadd โŠข ( ( ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) ) + ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) ) = ( ( exp โ€˜ ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) ) ) ยท ( exp โ€˜ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) ) )
70 66 68 69 sylancr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) ) + ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) ) = ( ( exp โ€˜ ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) ) ) ยท ( exp โ€˜ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) ) )
71 efhalfpi โŠข ( exp โ€˜ ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) ) ) = i
72 71 a1i โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( exp โ€˜ ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) ) ) = i )
73 negcl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ - ๐ด โˆˆ โ„‚ )
74 73 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ - ๐ด โˆˆ โ„‚ )
75 1 a1i โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ )
76 cxpef โŠข ( ( - ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง - ๐ด โ‰  0 โˆง ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( exp โ€˜ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) )
77 74 32 75 76 syl3anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( exp โ€˜ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) )
78 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
79 2halves โŠข ( 1 โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( 1 / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) = 1 )
80 78 79 ax-mp โŠข ( ( 1 / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) = 1
81 80 oveq2i โŠข ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( ( 1 / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) ) = ( - ๐ด โ†‘๐‘ 1 )
82 cxp1 โŠข ( - ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( - ๐ด โ†‘๐‘ 1 ) = - ๐ด )
83 74 82 syl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( - ๐ด โ†‘๐‘ 1 ) = - ๐ด )
84 81 83 eqtrid โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( ( 1 / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) ) = - ๐ด )
85 rpcxpcl โŠข ( ( - ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โˆˆ โ„+ )
86 39 2 85 sylancl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โˆˆ โ„+ )
87 86 rpcnd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โˆˆ โ„‚ )
88 87 sqvald โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ยท ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ) )
89 cxpadd โŠข ( ( ( - ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง - ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( ( 1 / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) ) = ( ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ยท ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ) )
90 74 32 75 75 89 syl211anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( ( 1 / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) ) = ( ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ยท ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ) )
91 88 90 eqtr4d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โ†‘ 2 ) = ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( ( 1 / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) ) )
92 74 sqsqrtd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) โ†‘ 2 ) = - ๐ด )
93 84 91 92 3eqtr4d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) โ†‘ 2 ) )
94 86 rprege0d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ) )
95 39 rpsqrtcld โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) โˆˆ โ„+ )
96 95 rprege0d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) ) )
97 sq11 โŠข ( ( ( ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ) โˆง ( ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) โ†‘ 2 ) โ†” ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) ) )
98 94 96 97 syl2anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) โ†‘ 2 ) โ†” ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) ) )
99 93 98 mpbid โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( - ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) )
100 77 99 eqtr3d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) = ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) )
101 72 100 oveq12d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ( exp โ€˜ ( i ยท ( ฯ€ / 2 ) ) ) ยท ( exp โ€˜ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ - ๐ด ) ) ) ) = ( i ยท ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) ) )
102 64 70 101 3eqtrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( i ยท ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) ) )
103 cxpef โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( exp โ€˜ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) ) )
104 1 103 mp3an3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( exp โ€˜ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) ) )
105 104 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( exp โ€˜ ( ( 1 / 2 ) ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) ) )
106 43 fveq2d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( โˆš โ€˜ - - ๐ด ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) )
107 39 rpge0d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ 0 โ‰ค - ๐ด )
108 28 107 sqrtnegd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( โˆš โ€˜ - - ๐ด ) = ( i ยท ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) ) )
109 106 108 eqtr3d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) = ( i ยท ( โˆš โ€˜ - ๐ด ) ) )
110 102 105 109 3eqtr4d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) )
111 110 ex โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) )
112 80 oveq2i โŠข ( ๐ด โ†‘๐‘ ( ( 1 / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) ) = ( ๐ด โ†‘๐‘ 1 )
113 cxpadd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( ( 1 / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) ) = ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ยท ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ) )
114 1 1 113 mp3an23 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( ( 1 / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) ) = ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ยท ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ) )
115 cxp1 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ 1 ) = ๐ด )
116 115 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ 1 ) = ๐ด )
117 112 114 116 3eqtr3a โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ยท ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ) = ๐ด )
118 cxpcl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โˆˆ โ„‚ )
119 1 118 mpan2 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โˆˆ โ„‚ )
120 119 sqvald โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ยท ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ) )
121 120 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ยท ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) ) )
122 20 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) = ๐ด )
123 117 121 122 3eqtr4d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) )
124 sqeqor โŠข ( ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) โ†” ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โˆจ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) ) )
125 119 14 124 syl2anc โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) โ†” ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โˆจ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) ) )
126 125 biimpa โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) ) โ†’ ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โˆจ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) )
127 123 126 syldan โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โˆจ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) )
128 127 ord โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( ยฌ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) )
129 128 con1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( ยฌ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = - ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) )
130 111 129 pm2.61d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) )
131 130 ex โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐ด โ‰  0 โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) )
132 12 131 pm2.61dne โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / 2 ) ) = ( โˆš โ€˜ ๐ด ) )