Metamath Proof Explorer


Theorem imsqrtval

Description: Imaginary part of the complex square root. (Contributed by RP, 18-May-2024)

Ref Expression
Assertion imsqrtval ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) = ( if ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) < 0 , - 1 , 1 ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) / 2 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sqrtcval โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) = ( ( โˆš โ€˜ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) / 2 ) ) + ( i ยท ( if ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) < 0 , - 1 , 1 ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) / 2 ) ) ) ) ) )
2 1 fveq2d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) = ( โ„‘ โ€˜ ( ( โˆš โ€˜ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) / 2 ) ) + ( i ยท ( if ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) < 0 , - 1 , 1 ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) / 2 ) ) ) ) ) ) )
3 sqrtcvallem5 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โˆš โ€˜ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) / 2 ) ) โˆˆ โ„ )
4 neg1rr โŠข - 1 โˆˆ โ„
5 1re โŠข 1 โˆˆ โ„
6 4 5 ifcli โŠข if ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) < 0 , - 1 , 1 ) โˆˆ โ„
7 6 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ if ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) < 0 , - 1 , 1 ) โˆˆ โ„ )
8 sqrtcvallem3 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โˆš โ€˜ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) / 2 ) ) โˆˆ โ„ )
9 7 8 remulcld โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( if ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) < 0 , - 1 , 1 ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) / 2 ) ) ) โˆˆ โ„ )
10 3 9 crimd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ( ( โˆš โ€˜ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) + ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) / 2 ) ) + ( i ยท ( if ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) < 0 , - 1 , 1 ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) / 2 ) ) ) ) ) ) = ( if ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) < 0 , - 1 , 1 ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) / 2 ) ) ) )
11 2 10 eqtrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) ) = ( if ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) < 0 , - 1 , 1 ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) ) / 2 ) ) ) )