Metamath Proof Explorer


Theorem mul02

Description: Multiplication by 0 . Theorem I.6 of Apostol p. 18. Based on ideas by Eric Schmidt. (Contributed by NM, 10-Aug-1999) (Revised by Scott Fenton, 3-Jan-2013)

Ref Expression
Assertion mul02 ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 0 ยท ๐ด ) = 0 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cnre โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ๐ด = ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) )
2 0cn โŠข 0 โˆˆ โ„‚
3 recn โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ )
4 ax-icn โŠข i โˆˆ โ„‚
5 recn โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ )
6 mulcl โŠข ( ( i โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„‚ )
7 4 5 6 sylancr โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†’ ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„‚ )
8 adddi โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆง ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 0 ยท ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) ) = ( ( 0 ยท ๐‘ฅ ) + ( 0 ยท ( i ยท ๐‘ฆ ) ) ) )
9 2 3 7 8 mp3an3an โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 0 ยท ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) ) = ( ( 0 ยท ๐‘ฅ ) + ( 0 ยท ( i ยท ๐‘ฆ ) ) ) )
10 mul02lem2 โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†’ ( 0 ยท ๐‘ฅ ) = 0 )
11 mul12 โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„‚ โˆง i โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 0 ยท ( i ยท ๐‘ฆ ) ) = ( i ยท ( 0 ยท ๐‘ฆ ) ) )
12 2 4 5 11 mp3an12i โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†’ ( 0 ยท ( i ยท ๐‘ฆ ) ) = ( i ยท ( 0 ยท ๐‘ฆ ) ) )
13 mul02lem2 โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†’ ( 0 ยท ๐‘ฆ ) = 0 )
14 13 oveq2d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†’ ( i ยท ( 0 ยท ๐‘ฆ ) ) = ( i ยท 0 ) )
15 12 14 eqtrd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†’ ( 0 ยท ( i ยท ๐‘ฆ ) ) = ( i ยท 0 ) )
16 10 15 oveqan12d โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( 0 ยท ๐‘ฅ ) + ( 0 ยท ( i ยท ๐‘ฆ ) ) ) = ( 0 + ( i ยท 0 ) ) )
17 9 16 eqtrd โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 0 ยท ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) ) = ( 0 + ( i ยท 0 ) ) )
18 cnre โŠข ( 0 โˆˆ โ„‚ โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ 0 = ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) )
19 2 18 ax-mp โŠข โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ 0 = ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) )
20 oveq2 โŠข ( 0 = ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( 0 ยท 0 ) = ( 0 ยท ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) ) )
21 20 eqeq1d โŠข ( 0 = ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( ( 0 ยท 0 ) = ( 0 + ( i ยท 0 ) ) โ†” ( 0 ยท ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) ) = ( 0 + ( i ยท 0 ) ) ) )
22 17 21 syl5ibrcom โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 0 = ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( 0 ยท 0 ) = ( 0 + ( i ยท 0 ) ) ) )
23 22 rexlimivv โŠข ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ 0 = ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( 0 ยท 0 ) = ( 0 + ( i ยท 0 ) ) )
24 19 23 ax-mp โŠข ( 0 ยท 0 ) = ( 0 + ( i ยท 0 ) )
25 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
26 mul02lem2 โŠข ( 0 โˆˆ โ„ โ†’ ( 0 ยท 0 ) = 0 )
27 25 26 ax-mp โŠข ( 0 ยท 0 ) = 0
28 24 27 eqtr3i โŠข ( 0 + ( i ยท 0 ) ) = 0
29 17 28 eqtrdi โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 0 ยท ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) ) = 0 )
30 oveq2 โŠข ( ๐ด = ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( 0 ยท ๐ด ) = ( 0 ยท ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) ) )
31 30 eqeq1d โŠข ( ๐ด = ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( ( 0 ยท ๐ด ) = 0 โ†” ( 0 ยท ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) ) = 0 ) )
32 29 31 syl5ibrcom โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ด = ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( 0 ยท ๐ด ) = 0 ) )
33 32 rexlimivv โŠข ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ๐ด = ( ๐‘ฅ + ( i ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( 0 ยท ๐ด ) = 0 )
34 1 33 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 0 ยท ๐ด ) = 0 )