Metamath Proof Explorer


Theorem imadd

Description: Imaginary part distributes over addition. (Contributed by NM, 18-Mar-2005) (Revised by Mario Carneiro, 14-Jul-2014)

Ref Expression
Assertion imadd ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 recl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
2 1 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
3 2 recnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
4 ax-icn โŠข i โˆˆ โ„‚
5 imcl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
6 5 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
7 6 recnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต 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 4 7 8 sylancr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
10 recl โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
11 10 adantl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
12 11 recnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
13 imcl โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
14 13 adantl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
15 14 recnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
16 mulcl โŠข ( ( i โˆˆ โ„‚ โˆง ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ )
17 4 15 16 sylancr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ )
18 3 9 12 17 add4d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) + ( ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) = ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) + ( ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) )
19 replim โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ๐ด = ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) )
20 replim โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ๐ต = ( ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) )
21 19 20 oveqan12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ด + ๐ต ) = ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) + ( ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) )
22 4 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ i โˆˆ โ„‚ )
23 22 7 15 adddid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( i ยท ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) )
24 23 oveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) + ( i ยท ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) = ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) + ( ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) )
25 18 21 24 3eqtr4d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ด + ๐ต ) = ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) + ( i ยท ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) )
26 25 fveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( โ„‘ โ€˜ ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) + ( i ยท ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) ) )
27 readdcl โŠข ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ โˆง ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ โ„ )
28 1 10 27 syl2an โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ โ„ )
29 readdcl โŠข ( ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ โˆง ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ โ„ )
30 5 13 29 syl2an โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ โ„ )
31 crim โŠข ( ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ โ„ โˆง ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) + ( i ยท ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) ) = ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) )
32 28 30 31 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) + ( i ยท ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) ) = ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) )
33 26 32 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) + ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) )