Metamath Proof Explorer


Theorem ang180lem1

Description: Lemma for ang180 . Show that the "revolution number" N is an integer, using efeq1 to show that since the product of the three arguments A , 1 / ( 1 - A ) , ( A - 1 ) / A is -u 1 , the sum of the logarithms must be an integer multiple of 2pi i away from _pi _i = log ( -u 1 ) . (Contributed by Mario Carneiro, 23-Sep-2014)

Ref Expression
Hypotheses ang.1 โŠข ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ( ๐‘ฆ / ๐‘ฅ ) ) ) )
ang180lem1.2 โŠข ๐‘‡ = ( ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ๐ด ) )
ang180lem1.3 โŠข ๐‘ = ( ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆ’ ( 1 / 2 ) )
Assertion ang180lem1 ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐‘‡ / i ) โˆˆ โ„ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ang.1 โŠข ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( log โ€˜ ( ๐‘ฆ / ๐‘ฅ ) ) ) )
2 ang180lem1.2 โŠข ๐‘‡ = ( ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ๐ด ) )
3 ang180lem1.3 โŠข ๐‘ = ( ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆ’ ( 1 / 2 ) )
4 picn โŠข ฯ€ โˆˆ โ„‚
5 2re โŠข 2 โˆˆ โ„
6 pire โŠข ฯ€ โˆˆ โ„
7 5 6 remulcli โŠข ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„
8 7 recni โŠข ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚
9 2pos โŠข 0 < 2
10 pipos โŠข 0 < ฯ€
11 5 6 9 10 mulgt0ii โŠข 0 < ( 2 ยท ฯ€ )
12 7 11 gt0ne0ii โŠข ( 2 ยท ฯ€ ) โ‰  0
13 8 12 pm3.2i โŠข ( ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 2 ยท ฯ€ ) โ‰  0 )
14 ax-icn โŠข i โˆˆ โ„‚
15 ine0 โŠข i โ‰  0
16 14 15 pm3.2i โŠข ( i โˆˆ โ„‚ โˆง i โ‰  0 )
17 divcan5 โŠข ( ( ฯ€ โˆˆ โ„‚ โˆง ( ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 2 ยท ฯ€ ) โ‰  0 ) โˆง ( i โˆˆ โ„‚ โˆง i โ‰  0 ) ) โ†’ ( ( i ยท ฯ€ ) / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) = ( ฯ€ / ( 2 ยท ฯ€ ) ) )
18 4 13 16 17 mp3an โŠข ( ( i ยท ฯ€ ) / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) = ( ฯ€ / ( 2 ยท ฯ€ ) )
19 6 10 gt0ne0ii โŠข ฯ€ โ‰  0
20 recdiv โŠข ( ( ( ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 2 ยท ฯ€ ) โ‰  0 ) โˆง ( ฯ€ โˆˆ โ„‚ โˆง ฯ€ โ‰  0 ) ) โ†’ ( 1 / ( ( 2 ยท ฯ€ ) / ฯ€ ) ) = ( ฯ€ / ( 2 ยท ฯ€ ) ) )
21 8 12 4 19 20 mp4an โŠข ( 1 / ( ( 2 ยท ฯ€ ) / ฯ€ ) ) = ( ฯ€ / ( 2 ยท ฯ€ ) )
22 5 recni โŠข 2 โˆˆ โ„‚
23 22 4 19 divcan4i โŠข ( ( 2 ยท ฯ€ ) / ฯ€ ) = 2
24 23 oveq2i โŠข ( 1 / ( ( 2 ยท ฯ€ ) / ฯ€ ) ) = ( 1 / 2 )
25 18 21 24 3eqtr2i โŠข ( ( i ยท ฯ€ ) / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) = ( 1 / 2 )
26 25 oveq2i โŠข ( ( ๐‘‡ / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) โˆ’ ( ( i ยท ฯ€ ) / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) ) = ( ( ๐‘‡ / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) โˆ’ ( 1 / 2 ) )
27 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
28 simp1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
29 subcl โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 1 โˆ’ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
30 27 28 29 sylancr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( 1 โˆ’ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
31 simp3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ๐ด โ‰  1 )
32 31 necomd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ 1 โ‰  ๐ด )
33 subeq0 โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( 1 โˆ’ ๐ด ) = 0 โ†” 1 = ๐ด ) )
34 27 28 33 sylancr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( 1 โˆ’ ๐ด ) = 0 โ†” 1 = ๐ด ) )
35 34 necon3bid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( 1 โˆ’ ๐ด ) โ‰  0 โ†” 1 โ‰  ๐ด ) )
36 32 35 mpbird โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( 1 โˆ’ ๐ด ) โ‰  0 )
37 30 36 reccld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
38 30 36 recne0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) โ‰  0 )
39 37 38 logcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
40 subcl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ด โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„‚ )
41 28 27 40 sylancl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ๐ด โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„‚ )
42 simp2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ๐ด โ‰  0 )
43 41 28 42 divcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
44 subeq0 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) = 0 โ†” ๐ด = 1 ) )
45 28 27 44 sylancl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) = 0 โ†” ๐ด = 1 ) )
46 45 necon3bid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) โ‰  0 โ†” ๐ด โ‰  1 ) )
47 31 46 mpbird โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ๐ด โˆ’ 1 ) โ‰  0 )
48 41 28 47 42 divne0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) โ‰  0 )
49 43 48 logcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
50 39 49 addcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
51 28 42 logcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( log โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
52 50 51 addcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
53 2 52 eqeltrid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ )
54 14 4 mulcli โŠข ( i ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚
55 54 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( i ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚ )
56 14 8 mulcli โŠข ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆˆ โ„‚
57 56 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆˆ โ„‚ )
58 14 8 15 12 mulne0i โŠข ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ‰  0
59 58 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ‰  0 )
60 53 55 57 59 divsubdird โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ๐‘‡ โˆ’ ( i ยท ฯ€ ) ) / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) = ( ( ๐‘‡ / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) โˆ’ ( ( i ยท ฯ€ ) / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) ) )
61 16 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( i โˆˆ โ„‚ โˆง i โ‰  0 ) )
62 13 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 2 ยท ฯ€ ) โ‰  0 ) )
63 divdiv1 โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โˆง ( i โˆˆ โ„‚ โˆง i โ‰  0 ) โˆง ( ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 2 ยท ฯ€ ) โ‰  0 ) ) โ†’ ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) = ( ๐‘‡ / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) )
64 53 61 62 63 syl3anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) = ( ๐‘‡ / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) )
65 64 oveq1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) = ( ( ๐‘‡ / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) )
66 3 65 eqtrid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ๐‘ = ( ( ๐‘‡ / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) )
67 26 60 66 3eqtr4a โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ๐‘‡ โˆ’ ( i ยท ฯ€ ) ) / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) = ๐‘ )
68 efsub โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โˆง ( i ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ๐‘‡ โˆ’ ( i ยท ฯ€ ) ) ) = ( ( exp โ€˜ ๐‘‡ ) / ( exp โ€˜ ( i ยท ฯ€ ) ) ) )
69 53 54 68 sylancl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ๐‘‡ โˆ’ ( i ยท ฯ€ ) ) ) = ( ( exp โ€˜ ๐‘‡ ) / ( exp โ€˜ ( i ยท ฯ€ ) ) ) )
70 efipi โŠข ( exp โ€˜ ( i ยท ฯ€ ) ) = - 1
71 70 oveq2i โŠข ( ( exp โ€˜ ๐‘‡ ) / ( exp โ€˜ ( i ยท ฯ€ ) ) ) = ( ( exp โ€˜ ๐‘‡ ) / - 1 )
72 2 fveq2i โŠข ( exp โ€˜ ๐‘‡ ) = ( exp โ€˜ ( ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ๐ด ) ) )
73 efadd โŠข ( ( ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( log โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( exp โ€˜ ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) ) ยท ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ด ) ) ) )
74 50 51 73 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( exp โ€˜ ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) ) ยท ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ด ) ) ) )
75 efadd โŠข ( ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) ) = ( ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) ) ยท ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) ) )
76 39 49 75 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) ) = ( ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) ) ยท ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) ) )
77 eflog โŠข ( ( ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) โ‰  0 ) โ†’ ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) ) = ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) )
78 37 38 77 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) ) = ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) )
79 eflog โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) โ‰  0 ) โ†’ ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) = ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) )
80 43 48 79 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) = ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) )
81 78 80 oveq12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) ) ยท ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) ) = ( ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ยท ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) )
82 37 43 mulcomd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ยท ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) = ( ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ยท ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) )
83 27 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚ )
84 83 30 36 div2negd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( - 1 / - ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) = ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) )
85 negsubdi2 โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‚ ) โ†’ - ( 1 โˆ’ ๐ด ) = ( ๐ด โˆ’ 1 ) )
86 27 28 85 sylancr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ - ( 1 โˆ’ ๐ด ) = ( ๐ด โˆ’ 1 ) )
87 86 oveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( - 1 / - ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) = ( - 1 / ( ๐ด โˆ’ 1 ) ) )
88 84 87 eqtr3d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) = ( - 1 / ( ๐ด โˆ’ 1 ) ) )
89 88 oveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ยท ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) = ( ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ยท ( - 1 / ( ๐ด โˆ’ 1 ) ) ) )
90 neg1cn โŠข - 1 โˆˆ โ„‚
91 90 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ - 1 โˆˆ โ„‚ )
92 91 41 28 47 42 dmdcand โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ยท ( - 1 / ( ๐ด โˆ’ 1 ) ) ) = ( - 1 / ๐ด ) )
93 82 89 92 3eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ยท ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) = ( - 1 / ๐ด ) )
94 76 81 93 3eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) ) = ( - 1 / ๐ด ) )
95 eflog โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ด ) ) = ๐ด )
96 28 42 95 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ด ) ) = ๐ด )
97 94 96 oveq12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( exp โ€˜ ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) ) ยท ( exp โ€˜ ( log โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( - 1 / ๐ด ) ยท ๐ด ) )
98 91 28 42 divcan1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( - 1 / ๐ด ) ยท ๐ด ) = - 1 )
99 74 97 98 3eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ( ( log โ€˜ ( 1 / ( 1 โˆ’ ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’ 1 ) / ๐ด ) ) ) + ( log โ€˜ ๐ด ) ) ) = - 1 )
100 72 99 eqtrid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( exp โ€˜ ๐‘‡ ) = - 1 )
101 100 oveq1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( exp โ€˜ ๐‘‡ ) / - 1 ) = ( - 1 / - 1 ) )
102 neg1ne0 โŠข - 1 โ‰  0
103 90 102 dividi โŠข ( - 1 / - 1 ) = 1
104 101 103 eqtrdi โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( exp โ€˜ ๐‘‡ ) / - 1 ) = 1 )
105 71 104 eqtrid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( exp โ€˜ ๐‘‡ ) / ( exp โ€˜ ( i ยท ฯ€ ) ) ) = 1 )
106 69 105 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( exp โ€˜ ( ๐‘‡ โˆ’ ( i ยท ฯ€ ) ) ) = 1 )
107 subcl โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โˆง ( i ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐‘‡ โˆ’ ( i ยท ฯ€ ) ) โˆˆ โ„‚ )
108 53 54 107 sylancl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ๐‘‡ โˆ’ ( i ยท ฯ€ ) ) โˆˆ โ„‚ )
109 efeq1 โŠข ( ( ๐‘‡ โˆ’ ( i ยท ฯ€ ) ) โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( exp โ€˜ ( ๐‘‡ โˆ’ ( i ยท ฯ€ ) ) ) = 1 โ†” ( ( ๐‘‡ โˆ’ ( i ยท ฯ€ ) ) / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) โˆˆ โ„ค ) )
110 108 109 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( exp โ€˜ ( ๐‘‡ โˆ’ ( i ยท ฯ€ ) ) ) = 1 โ†” ( ( ๐‘‡ โˆ’ ( i ยท ฯ€ ) ) / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) โˆˆ โ„ค ) )
111 106 110 mpbid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ๐‘‡ โˆ’ ( i ยท ฯ€ ) ) / ( i ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) โˆˆ โ„ค )
112 67 111 eqeltrrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค )
113 14 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ i โˆˆ โ„‚ )
114 15 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ i โ‰  0 )
115 53 113 114 divcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ๐‘‡ / i ) โˆˆ โ„‚ )
116 8 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚ )
117 12 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( 2 ยท ฯ€ ) โ‰  0 )
118 115 116 117 divcan1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) = ( ๐‘‡ / i ) )
119 3 oveq1i โŠข ( ๐‘ + ( 1 / 2 ) ) = ( ( ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) + ( 1 / 2 ) )
120 115 116 117 divcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆˆ โ„‚ )
121 halfre โŠข ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„
122 121 recni โŠข ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚
123 npcan โŠข ( ( ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) + ( 1 / 2 ) ) = ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) )
124 120 122 123 sylancl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆ’ ( 1 / 2 ) ) + ( 1 / 2 ) ) = ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) )
125 119 124 eqtrid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ๐‘ + ( 1 / 2 ) ) = ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) )
126 112 zred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ )
127 readdcl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐‘ + ( 1 / 2 ) ) โˆˆ โ„ )
128 126 121 127 sylancl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ๐‘ + ( 1 / 2 ) ) โˆˆ โ„ )
129 125 128 eqeltrrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆˆ โ„ )
130 remulcl โŠข ( ( ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆˆ โ„ โˆง ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆˆ โ„ )
131 129 7 130 sylancl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ( ( ๐‘‡ / i ) / ( 2 ยท ฯ€ ) ) ยท ( 2 ยท ฯ€ ) ) โˆˆ โ„ )
132 118 131 eqeltrrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ๐‘‡ / i ) โˆˆ โ„ )
133 112 132 jca โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐ด โ‰  1 ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐‘‡ / i ) โˆˆ โ„ ) )