Metamath Proof Explorer


Theorem recan

Description: Cancellation law involving the real part of a complex number. (Contributed by NM, 12-May-2005)

Ref Expression
Assertion recan ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) โ†” ๐ด = ๐ต ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
2 fvoveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = 1 โ†’ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ด ) ) )
3 fvoveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = 1 โ†’ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ต ) ) )
4 2 3 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = 1 โ†’ ( ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) โ†” ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ต ) ) ) )
5 4 rspcv โŠข ( 1 โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ต ) ) ) )
6 1 5 ax-mp โŠข ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ต ) ) )
7 negicn โŠข - i โˆˆ โ„‚
8 fvoveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = - i โ†’ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) )
9 fvoveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = - i โ†’ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ต ) ) )
10 8 9 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = - i โ†’ ( ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) โ†” ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ต ) ) ) )
11 10 rspcv โŠข ( - i โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ต ) ) ) )
12 7 11 ax-mp โŠข ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ต ) ) )
13 12 oveq2d โŠข ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) โ†’ ( i ยท ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) ) = ( i ยท ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ต ) ) ) )
14 6 13 oveq12d โŠข ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) โ†’ ( ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ด ) ) + ( i ยท ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) ) ) = ( ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ต ) ) + ( i ยท ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ต ) ) ) ) )
15 replim โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ๐ด = ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) )
16 mullid โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 1 ยท ๐ด ) = ๐ด )
17 16 eqcomd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ๐ด = ( 1 ยท ๐ด ) )
18 17 fveq2d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) = ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ด ) ) )
19 imre โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) = ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) )
20 19 oveq2d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) = ( i ยท ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) ) )
21 18 20 oveq12d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( โ„œ โ€˜ ๐ด ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ด ) ) + ( i ยท ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) ) ) )
22 15 21 eqtrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ๐ด = ( ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ด ) ) + ( i ยท ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) ) ) )
23 replim โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ๐ต = ( ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) )
24 mullid โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 1 ยท ๐ต ) = ๐ต )
25 24 eqcomd โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ๐ต = ( 1 ยท ๐ต ) )
26 25 fveq2d โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) = ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ต ) ) )
27 imre โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) = ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ต ) ) )
28 27 oveq2d โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) = ( i ยท ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ต ) ) ) )
29 26 28 oveq12d โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) + ( i ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ต ) ) + ( i ยท ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ต ) ) ) ) )
30 23 29 eqtrd โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ๐ต = ( ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ต ) ) + ( i ยท ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ต ) ) ) ) )
31 22 30 eqeqan12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ด = ๐ต โ†” ( ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ด ) ) + ( i ยท ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) ) ) = ( ( โ„œ โ€˜ ( 1 ยท ๐ต ) ) + ( i ยท ( โ„œ โ€˜ ( - i ยท ๐ต ) ) ) ) ) )
32 14 31 imbitrrid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) โ†’ ๐ด = ๐ต ) )
33 oveq2 โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) = ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) )
34 33 fveq2d โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) )
35 34 ralrimivw โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) )
36 32 35 impbid1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) ) โ†” ๐ด = ๐ต ) )