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Theorem rmxyneg

Description: Negation law for X and Y sequences. JonesMatijasevic is inconsistent on whether the X and Y sequences have domain NN0 or ZZ ; we use ZZ consistently to avoid the need for a separate subtraction law. (Contributed by Stefan O'Rear, 22-Sep-2014)

Ref Expression
Assertion rmxyneg ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm -N = A X rm N ∧ A Y rm -N = − A Y rm N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 znegcl ⊢ N ∈ ℤ → − N ∈ ℤ
2 rmxyval ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ − N ∈ ℤ → A X rm -N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm -N = A + A 2 − 1 − N
3 1 2 sylan2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm -N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm -N = A + A 2 − 1 − N
4 rmxyval ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm N = A + A 2 − 1 N
5 4 oveq2d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → 1 A X rm N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm N = 1 A + A 2 − 1 N
6 rmbaserp ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A + A 2 − 1 ∈ ℝ +
7 6 rpcnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A + A 2 − 1 ∈ ℂ
8 7 adantr ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A + A 2 − 1 ∈ ℂ
9 6 rpne0d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A + A 2 − 1 ≠ 0
10 9 adantr ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A + A 2 − 1 ≠ 0
11 simpr ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → N ∈ ℤ
12 8 10 11 expclzd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A + A 2 − 1 N ∈ ℂ
13 4 12 eqeltrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm N ∈ ℂ
14 frmx ⊢ X rm : ℤ ≥ 2 × ℤ ⟶ ℕ 0
15 14 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N ∈ ℕ 0
16 15 nn0cnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N ∈ ℂ
17 rmspecnonsq ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A 2 − 1 ∈ ℕ ∖ ◻ ℕ
18 17 eldifad ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A 2 − 1 ∈ ℕ
19 18 nncnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A 2 − 1 ∈ ℂ
20 19 adantr ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A 2 − 1 ∈ ℂ
21 20 sqrtcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A 2 − 1 ∈ ℂ
22 frmy ⊢ Y rm : ℤ ≥ 2 × ℤ ⟶ ℤ
23 22 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N ∈ ℤ
24 23 zcnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N ∈ ℂ
25 24 negcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → − A Y rm N ∈ ℂ
26 21 25 mulcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A 2 − 1 ⁢ − A Y rm N ∈ ℂ
27 16 26 addcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N + A 2 − 1 ⁢ − A Y rm N ∈ ℂ
28 8 10 11 expne0d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A + A 2 − 1 N ≠ 0
29 4 28 eqnetrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm N ≠ 0
30 21 24 mulneg2d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A 2 − 1 ⁢ − A Y rm N = − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N
31 30 oveq2d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N + A 2 − 1 ⁢ − A Y rm N = A X rm N + − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N
32 21 24 mulcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A 2 − 1 ⁢ A Y rm N ∈ ℂ
33 16 32 negsubd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N + − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N = A X rm N − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N
34 31 33 eqtrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N + A 2 − 1 ⁢ − A Y rm N = A X rm N − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N
35 34 oveq2d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm N ⁢ A X rm N + A 2 − 1 ⁢ − A Y rm N = A X rm N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm N ⁢ A X rm N − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N
36 subsq ⊢ A X rm N ∈ ℂ ∧ A 2 − 1 ⁢ A Y rm N ∈ ℂ → A X rm N 2 − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N 2 = A X rm N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm N ⁢ A X rm N − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N
37 16 32 36 syl2anc ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N 2 − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N 2 = A X rm N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm N ⁢ A X rm N − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N
38 21 24 sqmuld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A 2 − 1 ⁢ A Y rm N 2 = A 2 − 1 2 ⁢ A Y rm N 2
39 20 sqsqrtd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A 2 − 1 2 = A 2 − 1
40 39 oveq1d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A 2 − 1 2 ⁢ A Y rm N 2 = A 2 − 1 ⁢ A Y rm N 2
41 38 40 eqtrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A 2 − 1 ⁢ A Y rm N 2 = A 2 − 1 ⁢ A Y rm N 2
42 41 oveq2d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N 2 − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N 2 = A X rm N 2 − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N 2
43 rmxynorm ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N 2 − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N 2 = 1
44 42 43 eqtrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N 2 − A 2 − 1 ⁢ A Y rm N 2 = 1
45 35 37 44 3eqtr2d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm N ⁢ A X rm N + A 2 − 1 ⁢ − A Y rm N = 1
46 13 27 29 45 mvllmuld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N + A 2 − 1 ⁢ − A Y rm N = 1 A X rm N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm N
47 8 10 11 expnegd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A + A 2 − 1 − N = 1 A + A 2 − 1 N
48 5 46 47 3eqtr4rd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A + A 2 − 1 − N = A X rm N + A 2 − 1 ⁢ − A Y rm N
49 3 48 eqtrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm -N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm -N = A X rm N + A 2 − 1 ⁢ − A Y rm N
50 rmspecsqrtnq ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A 2 − 1 ∈ ℂ ∖ ℚ
51 50 adantr ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A 2 − 1 ∈ ℂ ∖ ℚ
52 nn0ssq ⊢ ℕ 0 ⊆ ℚ
53 14 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ − N ∈ ℤ → A X rm -N ∈ ℕ 0
54 1 53 sylan2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm -N ∈ ℕ 0
55 52 54 sselid ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm -N ∈ ℚ
56 zssq ⊢ ℤ ⊆ ℚ
57 22 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ − N ∈ ℤ → A Y rm -N ∈ ℤ
58 1 57 sylan2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm -N ∈ ℤ
59 56 58 sselid ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm -N ∈ ℚ
60 52 15 sselid ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N ∈ ℚ
61 56 23 sselid ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N ∈ ℚ
62 qnegcl ⊢ A Y rm N ∈ ℚ → − A Y rm N ∈ ℚ
63 61 62 syl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → − A Y rm N ∈ ℚ
64 qirropth ⊢ A 2 − 1 ∈ ℂ ∖ ℚ ∧ A X rm -N ∈ ℚ ∧ A Y rm -N ∈ ℚ ∧ A X rm N ∈ ℚ ∧ − A Y rm N ∈ ℚ → A X rm -N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm -N = A X rm N + A 2 − 1 ⁢ − A Y rm N ↔ A X rm -N = A X rm N ∧ A Y rm -N = − A Y rm N
65 51 55 59 60 63 64 syl122anc ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm -N + A 2 − 1 ⁢ A Y rm -N = A X rm N + A 2 − 1 ⁢ − A Y rm N ↔ A X rm -N = A X rm N ∧ A Y rm -N = − A Y rm N
66 49 65 mpbid ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm -N = A X rm N ∧ A Y rm -N = − A Y rm N