Metamath Proof Explorer


Theorem ang180lem4

Description: Lemma for ang180 . Reduce the statement to one variable. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Sep-2014)

Ref Expression
Hypothesis ang.1 ⊢ F = x ∈ ℂ ∖ 0 , y ∈ ℂ ∖ 0 ⟼ ℑ ⁡ log ⁡ y x
Assertion ang180lem4 ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 − A F 1 + A F A − 1 + 1 F A ∈ − π π

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ang.1 ⊢ F = x ∈ ℂ ∖ 0 , y ∈ ℂ ∖ 0 ⟼ ℑ ⁡ log ⁡ y x
2 1cnd ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 ∈ ℂ
3 simp1 ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → A ∈ ℂ
4 2 3 subcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 − A ∈ ℂ
5 simp3 ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → A ≠ 1
6 5 necomd ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 ≠ A
7 2 3 6 subne0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 − A ≠ 0
8 ax-1ne0 ⊢ 1 ≠ 0
9 8 a1i ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 ≠ 0
10 1 4 7 2 9 angvald ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 − A F 1 = ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A
11 simp2 ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → A ≠ 0
12 3 2 subcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → A − 1 ∈ ℂ
13 3 2 5 subne0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → A − 1 ≠ 0
14 1 3 11 12 13 angvald ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → A F A − 1 = ℑ ⁡ log ⁡ A − 1 A
15 10 14 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 − A F 1 + A F A − 1 = ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + ℑ ⁡ log ⁡ A − 1 A
16 2 4 7 divcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 1 − A ∈ ℂ
17 4 7 recne0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 1 − A ≠ 0
18 16 17 logcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → log ⁡ 1 1 − A ∈ ℂ
19 12 3 11 divcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → A − 1 A ∈ ℂ
20 12 3 13 11 divne0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → A − 1 A ≠ 0
21 19 20 logcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → log ⁡ A − 1 A ∈ ℂ
22 18 21 imaddd ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A = ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + ℑ ⁡ log ⁡ A − 1 A
23 15 22 eqtr4d ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 − A F 1 + A F A − 1 = ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A
24 1 2 9 3 11 angvald ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 F A = ℑ ⁡ log ⁡ A 1
25 3 div1d ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → A 1 = A
26 25 fveq2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → log ⁡ A 1 = log ⁡ A
27 26 fveq2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → ℑ ⁡ log ⁡ A 1 = ℑ ⁡ log ⁡ A
28 24 27 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 F A = ℑ ⁡ log ⁡ A
29 23 28 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 − A F 1 + A F A − 1 + 1 F A = ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + ℑ ⁡ log ⁡ A
30 18 21 addcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A ∈ ℂ
31 3 11 logcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → log ⁡ A ∈ ℂ
32 30 31 imaddd ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + ℑ ⁡ log ⁡ A
33 29 32 eqtr4d ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 − A F 1 + A F A − 1 + 1 F A = ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A
34 eqid ⊢ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A
35 eqid ⊢ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A i 2 ⁢ π − 1 2 = log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A i 2 ⁢ π − 1 2
36 1 34 35 ang180lem3 ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A ∈ − i ⁢ π i ⁢ π
37 fveq2 ⊢ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = − i ⁢ π → ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = ℑ ⁡ − i ⁢ π
38 ax-icn ⊢ i ∈ ℂ
39 picn ⊢ π ∈ ℂ
40 38 39 mulcli ⊢ i ⁢ π ∈ ℂ
41 40 imnegi ⊢ ℑ ⁡ − i ⁢ π = − ℑ ⁡ i ⁢ π
42 40 addlidi ⊢ 0 + i ⁢ π = i ⁢ π
43 42 fveq2i ⊢ ℑ ⁡ 0 + i ⁢ π = ℑ ⁡ i ⁢ π
44 0re ⊢ 0 ∈ ℝ
45 pire ⊢ π ∈ ℝ
46 44 45 crimi ⊢ ℑ ⁡ 0 + i ⁢ π = π
47 43 46 eqtr3i ⊢ ℑ ⁡ i ⁢ π = π
48 47 negeqi ⊢ − ℑ ⁡ i ⁢ π = − π
49 41 48 eqtri ⊢ ℑ ⁡ − i ⁢ π = − π
50 37 49 eqtrdi ⊢ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = − i ⁢ π → ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = − π
51 fveq2 ⊢ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = i ⁢ π → ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = ℑ ⁡ i ⁢ π
52 51 47 eqtrdi ⊢ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = i ⁢ π → ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = π
53 50 52 orim12i ⊢ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = − i ⁢ π ∨ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = i ⁢ π → ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = − π ∨ ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = π
54 ovex ⊢ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A ∈ V
55 54 elpr ⊢ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A ∈ − i ⁢ π i ⁢ π ↔ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = − i ⁢ π ∨ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = i ⁢ π
56 fvex ⊢ ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A ∈ V
57 56 elpr ⊢ ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A ∈ − π π ↔ ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = − π ∨ ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A = π
58 53 55 57 3imtr4i ⊢ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A ∈ − i ⁢ π i ⁢ π → ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A ∈ − π π
59 36 58 syl ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → ℑ ⁡ log ⁡ 1 1 − A + log ⁡ A − 1 A + log ⁡ A ∈ − π π
60 33 59 eqeltrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ A ≠ 0 ∧ A ≠ 1 → 1 − A F 1 + A F A − 1 + 1 F A ∈ − π π