Metamath Proof Explorer


Theorem efmival

Description: The exponential function in terms of sine and cosine. (Contributed by NM, 14-Jan-2006)

Ref Expression
Assertion efmival ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( exp โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) = ( ( cos โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ( i ยท ( sin โ€˜ ๐ด ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ax-icn โŠข i โˆˆ โ„‚
2 mulneg12 โŠข ( ( i โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( - i ยท ๐ด ) = ( i ยท - ๐ด ) )
3 1 2 mpan โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( - i ยท ๐ด ) = ( i ยท - ๐ด ) )
4 3 fveq2d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( exp โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) = ( exp โ€˜ ( i ยท - ๐ด ) ) )
5 negcl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ - ๐ด โˆˆ โ„‚ )
6 efival โŠข ( - ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( exp โ€˜ ( i ยท - ๐ด ) ) = ( ( cos โ€˜ - ๐ด ) + ( i ยท ( sin โ€˜ - ๐ด ) ) ) )
7 5 6 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( exp โ€˜ ( i ยท - ๐ด ) ) = ( ( cos โ€˜ - ๐ด ) + ( i ยท ( sin โ€˜ - ๐ด ) ) ) )
8 cosneg โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( cos โ€˜ - ๐ด ) = ( cos โ€˜ ๐ด ) )
9 sinneg โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( sin โ€˜ - ๐ด ) = - ( sin โ€˜ ๐ด ) )
10 9 oveq2d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( i ยท ( sin โ€˜ - ๐ด ) ) = ( i ยท - ( sin โ€˜ ๐ด ) ) )
11 sincl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( sin โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
12 mulneg2 โŠข ( ( i โˆˆ โ„‚ โˆง ( sin โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( i ยท - ( sin โ€˜ ๐ด ) ) = - ( i ยท ( sin โ€˜ ๐ด ) ) )
13 1 11 12 sylancr โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( i ยท - ( sin โ€˜ ๐ด ) ) = - ( i ยท ( sin โ€˜ ๐ด ) ) )
14 10 13 eqtrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( i ยท ( sin โ€˜ - ๐ด ) ) = - ( i ยท ( sin โ€˜ ๐ด ) ) )
15 8 14 oveq12d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( cos โ€˜ - ๐ด ) + ( i ยท ( sin โ€˜ - ๐ด ) ) ) = ( ( cos โ€˜ ๐ด ) + - ( i ยท ( sin โ€˜ ๐ด ) ) ) )
16 coscl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( cos โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
17 mulcl โŠข ( ( i โˆˆ โ„‚ โˆง ( sin โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( i ยท ( sin โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
18 1 11 17 sylancr โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( i ยท ( sin โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
19 16 18 negsubd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( cos โ€˜ ๐ด ) + - ( i ยท ( sin โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( cos โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ( i ยท ( sin โ€˜ ๐ด ) ) ) )
20 15 19 eqtrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( cos โ€˜ - ๐ด ) + ( i ยท ( sin โ€˜ - ๐ด ) ) ) = ( ( cos โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ( i ยท ( sin โ€˜ ๐ด ) ) ) )
21 7 20 eqtrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( exp โ€˜ ( i ยท - ๐ด ) ) = ( ( cos โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ( i ยท ( sin โ€˜ ๐ด ) ) ) )
22 4 21 eqtrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( exp โ€˜ ( - i ยท ๐ด ) ) = ( ( cos โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ( i ยท ( sin โ€˜ ๐ด ) ) ) )