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Theorem eff1olem 23060
Description: The exponential function maps the set  S, of complex numbers with imaginary part in a real interval of length  2  x.  pi, one-to-one onto the nonzero complex numbers. (Contributed by Paul Chapman, 16-Apr-2008.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 13-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
eff1olem.1  |-  F  =  ( w  e.  D  |->  ( exp `  (
_i  x.  w )
) )
eff1olem.2  |-  S  =  ( `' Im " D )
eff1olem.3  |-  ( ph  ->  D  C_  RR )
eff1olem.4  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  D  /\  y  e.  D ) )  -> 
( abs `  (
x  -  y ) )  <  ( 2  x.  pi ) )
eff1olem.5  |-  ( (
ph  /\  z  e.  RR )  ->  E. y  e.  D  ( (
z  -  y )  /  ( 2  x.  pi ) )  e.  ZZ )
Assertion
Ref Expression
eff1olem  |-  ( ph  ->  ( exp  |`  S ) : S -1-1-onto-> ( CC  \  {
0 } ) )
Distinct variable groups:    x, w, y, z, D    x, F, y, z    ph, w, x, y, z    x, S, y
Allowed substitution hints:    S( z, w)    F( w)

Proof of Theorem eff1olem
StepHypRef Expression
1 cnvimass 5367 . . . 4  |-  ( `' Im " D ) 
C_  dom  Im
2 eff1olem.2 . . . 4  |-  S  =  ( `' Im " D )
3 imf 12957 . . . . . 6  |-  Im : CC
--> RR
43fdmi 5742 . . . . 5  |-  dom  Im  =  CC
54eqcomi 2470 . . . 4  |-  CC  =  dom  Im
61, 2, 53sstr4i 3538 . . 3  |-  S  C_  CC
7 eff2 13845 . . . . . . 7  |-  exp : CC
--> ( CC  \  {
0 } )
87a1i 11 . . . . . 6  |-  ( S 
C_  CC  ->  exp : CC
--> ( CC  \  {
0 } ) )
98feqmptd 5926 . . . . 5  |-  ( S 
C_  CC  ->  exp  =  ( y  e.  CC  |->  ( exp `  y ) ) )
109reseq1d 5282 . . . 4  |-  ( S 
C_  CC  ->  ( exp  |`  S )  =  ( ( y  e.  CC  |->  ( exp `  y ) )  |`  S )
)
11 resmpt 5333 . . . 4  |-  ( S 
C_  CC  ->  ( ( y  e.  CC  |->  ( exp `  y ) )  |`  S )  =  ( y  e.  S  |->  ( exp `  y
) ) )
1210, 11eqtrd 2498 . . 3  |-  ( S 
C_  CC  ->  ( exp  |`  S )  =  ( y  e.  S  |->  ( exp `  y ) ) )
136, 12ax-mp 5 . 2  |-  ( exp  |`  S )  =  ( y  e.  S  |->  ( exp `  y ) )
146sseli 3495 . . . 4  |-  ( y  e.  S  ->  y  e.  CC )
157ffvelrni 6031 . . . 4  |-  ( y  e.  CC  ->  ( exp `  y )  e.  ( CC  \  {
0 } ) )
1614, 15syl 16 . . 3  |-  ( y  e.  S  ->  ( exp `  y )  e.  ( CC  \  {
0 } ) )
1716adantl 466 . 2  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( exp `  y )  e.  ( CC  \  {
0 } ) )
18 simpr 461 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  ->  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )
19 eldifsn 4157 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  ( CC  \  { 0 } )  <-> 
( x  e.  CC  /\  x  =/=  0 ) )
2018, 19sylib 196 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( x  e.  CC  /\  x  =/=  0 ) )
2120simpld 459 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  ->  x  e.  CC )
2220simprd 463 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  ->  x  =/=  0 )
2321, 22absrpcld 13290 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( abs `  x
)  e.  RR+ )
24 reeff1o 22967 . . . . . . . . 9  |-  ( exp  |`  RR ) : RR -1-1-onto-> RR+
25 f1ocnv 5834 . . . . . . . . 9  |-  ( ( exp  |`  RR ) : RR -1-1-onto-> RR+  ->  `' ( exp  |`  RR ) :
RR+
-1-1-onto-> RR )
26 f1of 5822 . . . . . . . . 9  |-  ( `' ( exp  |`  RR ) : RR+
-1-1-onto-> RR  ->  `' ( exp  |`  RR ) : RR+ --> RR )
2724, 25, 26mp2b 10 . . . . . . . 8  |-  `' ( exp  |`  RR ) : RR+ --> RR
2827ffvelrni 6031 . . . . . . 7  |-  ( ( abs `  x )  e.  RR+  ->  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  e.  RR )
2923, 28syl 16 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x ) )  e.  RR )
3029recnd 9639 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x ) )  e.  CC )
31 ax-icn 9568 . . . . . 6  |-  _i  e.  CC
32 eff1olem.3 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  D  C_  RR )
3332adantr 465 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  ->  D  C_  RR )
34 eff1olem.1 . . . . . . . . . . . 12  |-  F  =  ( w  e.  D  |->  ( exp `  (
_i  x.  w )
) )
35 eqid 2457 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( `' abs " { 1 } )  =  ( `' abs " { 1 } )
36 eff1olem.4 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  D  /\  y  e.  D ) )  -> 
( abs `  (
x  -  y ) )  <  ( 2  x.  pi ) )
37 eff1olem.5 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  z  e.  RR )  ->  E. y  e.  D  ( (
z  -  y )  /  ( 2  x.  pi ) )  e.  ZZ )
38 eqid 2457 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( sin  |`  ( -u ( pi 
/  2 ) [,] ( pi  /  2
) ) )  =  ( sin  |`  ( -u ( pi  /  2
) [,] ( pi 
/  2 ) ) )
3934, 35, 32, 36, 37, 38efif1olem4 23057 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  F : D -1-1-onto-> ( `' abs " { 1 } ) )
40 f1ocnv 5834 . . . . . . . . . . 11  |-  ( F : D -1-1-onto-> ( `' abs " {
1 } )  ->  `' F : ( `' abs " { 1 } ) -1-1-onto-> D )
41 f1of 5822 . . . . . . . . . . 11  |-  ( `' F : ( `' abs " { 1 } ) -1-1-onto-> D  ->  `' F : ( `' abs " { 1 } ) --> D )
4239, 40, 413syl 20 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  `' F : ( `' abs " { 1 } ) --> D )
4342adantr 465 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  ->  `' F : ( `' abs " { 1 } ) --> D )
4421abscld 13278 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( abs `  x
)  e.  RR )
4544recnd 9639 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( abs `  x
)  e.  CC )
4621, 22absne0d 13289 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( abs `  x
)  =/=  0 )
4721, 45, 46divcld 10341 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( x  /  ( abs `  x ) )  e.  CC )
4821, 45, 46absdivd 13297 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( abs `  (
x  /  ( abs `  x ) ) )  =  ( ( abs `  x )  /  ( abs `  ( abs `  x
) ) ) )
49 absidm 13167 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  e.  CC  ->  ( abs `  ( abs `  x
) )  =  ( abs `  x ) )
5021, 49syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( abs `  ( abs `  x ) )  =  ( abs `  x
) )
5150oveq2d 6312 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( ( abs `  x
)  /  ( abs `  ( abs `  x
) ) )  =  ( ( abs `  x
)  /  ( abs `  x ) ) )
5245, 46dividd 10339 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( ( abs `  x
)  /  ( abs `  x ) )  =  1 )
5348, 51, 523eqtrd 2502 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( abs `  (
x  /  ( abs `  x ) ) )  =  1 )
54 absf 13181 . . . . . . . . . . 11  |-  abs : CC
--> RR
55 ffn 5737 . . . . . . . . . . 11  |-  ( abs
: CC --> RR  ->  abs 
Fn  CC )
56 fniniseg 6009 . . . . . . . . . . 11  |-  ( abs 
Fn  CC  ->  ( ( x  /  ( abs `  x ) )  e.  ( `' abs " {
1 } )  <->  ( (
x  /  ( abs `  x ) )  e.  CC  /\  ( abs `  ( x  /  ( abs `  x ) ) )  =  1 ) ) )
5754, 55, 56mp2b 10 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  /  ( abs `  x ) )  e.  ( `' abs " {
1 } )  <->  ( (
x  /  ( abs `  x ) )  e.  CC  /\  ( abs `  ( x  /  ( abs `  x ) ) )  =  1 ) )
5847, 53, 57sylanbrc 664 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( x  /  ( abs `  x ) )  e.  ( `' abs " { 1 } ) )
5943, 58ffvelrnd 6033 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( `' F `  ( x  /  ( abs `  x ) ) )  e.  D )
6033, 59sseldd 3500 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( `' F `  ( x  /  ( abs `  x ) ) )  e.  RR )
6160recnd 9639 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( `' F `  ( x  /  ( abs `  x ) ) )  e.  CC )
62 mulcl 9593 . . . . . 6  |-  ( ( _i  e.  CC  /\  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) )  e.  CC )  ->  (
_i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) )  e.  CC )
6331, 61, 62sylancr 663 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) )  e.  CC )
6430, 63addcld 9632 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( ( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  e.  CC )
6529, 60crimd 13076 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( Im `  (
( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x ) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) )  =  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) )
6665, 59eqeltrd 2545 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( Im `  (
( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x ) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) )  e.  D
)
67 ffn 5737 . . . . 5  |-  ( Im : CC --> RR  ->  Im  Fn  CC )
68 elpreima 6008 . . . . 5  |-  ( Im  Fn  CC  ->  (
( ( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  e.  ( `' Im " D )  <-> 
( ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  e.  CC  /\  ( Im `  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) )  e.  D
) ) )
693, 67, 68mp2b 10 . . . 4  |-  ( ( ( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x ) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  e.  ( `' Im " D )  <-> 
( ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  e.  CC  /\  ( Im `  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) )  e.  D
) )
7064, 66, 69sylanbrc 664 . . 3  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( ( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  e.  ( `' Im " D ) )
7170, 2syl6eleqr 2556 . 2  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( ( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  e.  S )
72 efadd 13840 . . . . . . 7  |-  ( ( ( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x ) )  e.  CC  /\  (
_i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) )  e.  CC )  -> 
( exp `  (
( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x ) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) )  =  ( ( exp `  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) ) )  x.  ( exp `  (
_i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) ) )
7330, 63, 72syl2anc 661 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( exp `  (
( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x ) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) )  =  ( ( exp `  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) ) )  x.  ( exp `  (
_i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) ) )
74 fvres 5886 . . . . . . . . 9  |-  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  e.  RR  ->  ( ( exp  |`  RR ) `
 ( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x
) ) )  =  ( exp `  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) ) ) )
7529, 74syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( ( exp  |`  RR ) `
 ( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x
) ) )  =  ( exp `  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) ) ) )
76 f1ocnvfv2 6184 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( exp  |`  RR ) : RR -1-1-onto-> RR+  /\  ( abs `  x )  e.  RR+ )  ->  ( ( exp  |`  RR ) `  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) ) )  =  ( abs `  x
) )
7724, 23, 76sylancr 663 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( ( exp  |`  RR ) `
 ( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x
) ) )  =  ( abs `  x
) )
7875, 77eqtr3d 2500 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( exp `  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) ) )  =  ( abs `  x
) )
79 oveq2 6304 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x ) ) )  ->  ( _i  x.  z )  =  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )
8079fveq2d 5876 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x ) ) )  ->  ( exp `  ( _i  x.  z
) )  =  ( exp `  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x ) ) ) ) ) )
81 oveq2 6304 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( w  =  z  ->  (
_i  x.  w )  =  ( _i  x.  z ) )
8281fveq2d 5876 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( w  =  z  ->  ( exp `  ( _i  x.  w ) )  =  ( exp `  (
_i  x.  z )
) )
8382cbvmptv 4548 . . . . . . . . . . 11  |-  ( w  e.  D  |->  ( exp `  ( _i  x.  w
) ) )  =  ( z  e.  D  |->  ( exp `  (
_i  x.  z )
) )
8434, 83eqtri 2486 . . . . . . . . . 10  |-  F  =  ( z  e.  D  |->  ( exp `  (
_i  x.  z )
) )
85 fvex 5882 . . . . . . . . . 10  |-  ( exp `  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  e.  _V
8680, 84, 85fvmpt 5956 . . . . . . . . 9  |-  ( ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) )  e.  D  ->  ( F `  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x ) ) ) )  =  ( exp `  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x ) ) ) ) ) )
8759, 86syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( F `  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) )  =  ( exp `  (
_i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) )
8839adantr 465 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  ->  F : D -1-1-onto-> ( `' abs " {
1 } ) )
89 f1ocnvfv2 6184 . . . . . . . . 9  |-  ( ( F : D -1-1-onto-> ( `' abs " { 1 } )  /\  (
x  /  ( abs `  x ) )  e.  ( `' abs " {
1 } ) )  ->  ( F `  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) )  =  ( x  / 
( abs `  x
) ) )
9088, 58, 89syl2anc 661 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( F `  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) )  =  ( x  / 
( abs `  x
) ) )
9187, 90eqtr3d 2500 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( exp `  (
_i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  =  ( x  /  ( abs `  x
) ) )
9278, 91oveq12d 6314 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( ( exp `  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) ) )  x.  ( exp `  (
_i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) )  =  ( ( abs `  x
)  x.  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) )
9321, 45, 46divcan2d 10343 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  -> 
( ( abs `  x
)  x.  ( x  /  ( abs `  x
) ) )  =  x )
9473, 92, 933eqtrrd 2503 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( CC  \  { 0 } ) )  ->  x  =  ( exp `  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) ) )
9594adantrl 715 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  x  e.  ( CC  \  {
0 } ) ) )  ->  x  =  ( exp `  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) ) )
96 fveq2 5872 . . . . 5  |-  ( y  =  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  ->  ( exp `  y )  =  ( exp `  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) ) )
9796eqeq2d 2471 . . . 4  |-  ( y  =  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  ->  ( x  =  ( exp `  y
)  <->  x  =  ( exp `  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) ) ) )
9895, 97syl5ibrcom 222 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  x  e.  ( CC  \  {
0 } ) ) )  ->  ( y  =  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  ->  x  =  ( exp `  y ) ) )
9914adantl 466 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  y  e.  CC )
10099replimd 13041 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  y  =  ( ( Re
`  y )  +  ( _i  x.  (
Im `  y )
) ) )
101 absef 13943 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  e.  CC  ->  ( abs `  ( exp `  y
) )  =  ( exp `  ( Re
`  y ) ) )
10299, 101syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( abs `  ( exp `  y
) )  =  ( exp `  ( Re
`  y ) ) )
10399recld 13038 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  (
Re `  y )  e.  RR )
104 fvres 5886 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( Re `  y )  e.  RR  ->  (
( exp  |`  RR ) `
 ( Re `  y ) )  =  ( exp `  (
Re `  y )
) )
105103, 104syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  (
( exp  |`  RR ) `
 ( Re `  y ) )  =  ( exp `  (
Re `  y )
) )
106102, 105eqtr4d 2501 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( abs `  ( exp `  y
) )  =  ( ( exp  |`  RR ) `
 ( Re `  y ) ) )
107106fveq2d 5876 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  ( exp `  y ) ) )  =  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( ( exp  |`  RR ) `  (
Re `  y )
) ) )
108 f1ocnvfv1 6183 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( exp  |`  RR ) : RR -1-1-onto-> RR+  /\  ( Re
`  y )  e.  RR )  ->  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( ( exp  |`  RR ) `  (
Re `  y )
) )  =  ( Re `  y ) )
10924, 103, 108sylancr 663 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( ( exp  |`  RR ) `  (
Re `  y )
) )  =  ( Re `  y ) )
110107, 109eqtrd 2498 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  ( exp `  y ) ) )  =  ( Re
`  y ) )
11199imcld 13039 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  (
Im `  y )  e.  RR )
112111recnd 9639 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  (
Im `  y )  e.  CC )
113 mulcl 9593 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( _i  e.  CC  /\  ( Im `  y )  e.  CC )  -> 
( _i  x.  (
Im `  y )
)  e.  CC )
11431, 112, 113sylancr 663 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  (
_i  x.  ( Im `  y ) )  e.  CC )
115 efcl 13829 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( _i  x.  ( Im
`  y ) )  e.  CC  ->  ( exp `  ( _i  x.  ( Im `  y ) ) )  e.  CC )
116114, 115syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( exp `  ( _i  x.  ( Im `  y ) ) )  e.  CC )
117103recnd 9639 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  (
Re `  y )  e.  CC )
118 efcl 13829 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( Re `  y )  e.  CC  ->  ( exp `  ( Re `  y ) )  e.  CC )
119117, 118syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( exp `  ( Re `  y ) )  e.  CC )
120 efne0 13843 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( Re `  y )  e.  CC  ->  ( exp `  ( Re `  y ) )  =/=  0 )
121117, 120syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( exp `  ( Re `  y ) )  =/=  0 )
122116, 119, 121divcan3d 10346 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  (
( ( exp `  (
Re `  y )
)  x.  ( exp `  ( _i  x.  (
Im `  y )
) ) )  / 
( exp `  (
Re `  y )
) )  =  ( exp `  ( _i  x.  ( Im `  y ) ) ) )
123100fveq2d 5876 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( exp `  y )  =  ( exp `  (
( Re `  y
)  +  ( _i  x.  ( Im `  y ) ) ) ) )
124 efadd 13840 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( Re `  y
)  e.  CC  /\  ( _i  x.  (
Im `  y )
)  e.  CC )  ->  ( exp `  (
( Re `  y
)  +  ( _i  x.  ( Im `  y ) ) ) )  =  ( ( exp `  ( Re
`  y ) )  x.  ( exp `  (
_i  x.  ( Im `  y ) ) ) ) )
125117, 114, 124syl2anc 661 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( exp `  ( ( Re
`  y )  +  ( _i  x.  (
Im `  y )
) ) )  =  ( ( exp `  (
Re `  y )
)  x.  ( exp `  ( _i  x.  (
Im `  y )
) ) ) )
126123, 125eqtrd 2498 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( exp `  y )  =  ( ( exp `  (
Re `  y )
)  x.  ( exp `  ( _i  x.  (
Im `  y )
) ) ) )
127126, 102oveq12d 6314 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  (
( exp `  y
)  /  ( abs `  ( exp `  y
) ) )  =  ( ( ( exp `  ( Re `  y
) )  x.  ( exp `  ( _i  x.  ( Im `  y ) ) ) )  / 
( exp `  (
Re `  y )
) ) )
128 elpreima 6008 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( Im  Fn  CC  ->  (
y  e.  ( `' Im " D )  <-> 
( y  e.  CC  /\  ( Im `  y
)  e.  D ) ) )
1293, 67, 128mp2b 10 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  e.  ( `' Im " D )  <->  ( y  e.  CC  /\  ( Im
`  y )  e.  D ) )
130129simprbi 464 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  e.  ( `' Im " D )  ->  (
Im `  y )  e.  D )
131130, 2eleq2s 2565 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  e.  S  ->  (
Im `  y )  e.  D )
132131adantl 466 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  (
Im `  y )  e.  D )
133 oveq2 6304 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  =  ( Im `  y )  ->  (
_i  x.  w )  =  ( _i  x.  ( Im `  y ) ) )
134133fveq2d 5876 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( w  =  ( Im `  y )  ->  ( exp `  ( _i  x.  w ) )  =  ( exp `  (
_i  x.  ( Im `  y ) ) ) )
135 fvex 5882 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( exp `  ( _i  x.  (
Im `  y )
) )  e.  _V
136134, 34, 135fvmpt 5956 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( Im `  y )  e.  D  ->  ( F `  ( Im `  y ) )  =  ( exp `  (
_i  x.  ( Im `  y ) ) ) )
137132, 136syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( F `  ( Im `  y ) )  =  ( exp `  (
_i  x.  ( Im `  y ) ) ) )
138122, 127, 1373eqtr4d 2508 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  (
( exp `  y
)  /  ( abs `  ( exp `  y
) ) )  =  ( F `  (
Im `  y )
) )
139138fveq2d 5876 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( `' F `  ( ( exp `  y )  /  ( abs `  ( exp `  y ) ) ) )  =  ( `' F `  ( F `
 ( Im `  y ) ) ) )
140 f1ocnvfv1 6183 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F : D -1-1-onto-> ( `' abs " { 1 } )  /\  (
Im `  y )  e.  D )  ->  ( `' F `  ( F `
 ( Im `  y ) ) )  =  ( Im `  y ) )
14139, 131, 140syl2an 477 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( `' F `  ( F `
 ( Im `  y ) ) )  =  ( Im `  y ) )
142139, 141eqtrd 2498 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  ( `' F `  ( ( exp `  y )  /  ( abs `  ( exp `  y ) ) ) )  =  ( Im `  y ) )
143142oveq2d 6312 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  (
_i  x.  ( `' F `  ( ( exp `  y )  / 
( abs `  ( exp `  y ) ) ) ) )  =  ( _i  x.  (
Im `  y )
) )
144110, 143oveq12d 6314 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  (
( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  ( exp `  y
) ) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( ( exp `  y )  /  ( abs `  ( exp `  y ) ) ) ) ) )  =  ( ( Re
`  y )  +  ( _i  x.  (
Im `  y )
) ) )
145100, 144eqtr4d 2501 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  y  =  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  ( exp `  y ) ) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( ( exp `  y
)  /  ( abs `  ( exp `  y
) ) ) ) ) ) )
146 fveq2 5872 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  ( exp `  y
)  ->  ( abs `  x )  =  ( abs `  ( exp `  y ) ) )
147146fveq2d 5876 . . . . . . 7  |-  ( x  =  ( exp `  y
)  ->  ( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x
) )  =  ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  ( exp `  y ) ) ) )
148 id 22 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  ( exp `  y
)  ->  x  =  ( exp `  y ) )
149148, 146oveq12d 6314 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  ( exp `  y
)  ->  ( x  /  ( abs `  x
) )  =  ( ( exp `  y
)  /  ( abs `  ( exp `  y
) ) ) )
150149fveq2d 5876 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  ( exp `  y
)  ->  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) )  =  ( `' F `  ( ( exp `  y
)  /  ( abs `  ( exp `  y
) ) ) ) )
151150oveq2d 6312 . . . . . . 7  |-  ( x  =  ( exp `  y
)  ->  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x ) ) ) )  =  ( _i  x.  ( `' F `  ( ( exp `  y )  /  ( abs `  ( exp `  y ) ) ) ) ) )
152147, 151oveq12d 6314 . . . . . 6  |-  ( x  =  ( exp `  y
)  ->  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  =  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  ( exp `  y ) ) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( ( exp `  y
)  /  ( abs `  ( exp `  y
) ) ) ) ) ) )
153152eqeq2d 2471 . . . . 5  |-  ( x  =  ( exp `  y
)  ->  ( y  =  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  <->  y  =  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  ( exp `  y
) ) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( ( exp `  y )  /  ( abs `  ( exp `  y ) ) ) ) ) ) ) )
154145, 153syl5ibrcom 222 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  y  e.  S )  ->  (
x  =  ( exp `  y )  ->  y  =  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) ) )
155154adantrr 716 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  x  e.  ( CC  \  {
0 } ) ) )  ->  ( x  =  ( exp `  y
)  ->  y  =  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `  ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) ) ) )
15698, 155impbid 191 . 2  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  x  e.  ( CC  \  {
0 } ) ) )  ->  ( y  =  ( ( `' ( exp  |`  RR ) `
 ( abs `  x
) )  +  ( _i  x.  ( `' F `  ( x  /  ( abs `  x
) ) ) ) )  <->  x  =  ( exp `  y ) ) )
15713, 17, 71, 156f1o2d 6526 1  |-  ( ph  ->  ( exp  |`  S ) : S -1-1-onto-> ( CC  \  {
0 } ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1395    e. wcel 1819    =/= wne 2652   E.wrex 2808    \ cdif 3468    C_ wss 3471   {csn 4032   class class class wbr 4456    |-> cmpt 4515   `'ccnv 5007   dom cdm 5008    |` cres 5010   "cima 5011    Fn wfn 5589   -->wf 5590   -1-1-onto->wf1o 5593   ` cfv 5594  (class class class)co 6296   CCcc 9507   RRcr 9508   0cc0 9509   1c1 9510   _ici 9511    + caddc 9512    x. cmul 9514    < clt 9645    - cmin 9824   -ucneg 9825    / cdiv 10227   2c2 10606   ZZcz 10885   RR+crp 11245   [,]cicc 11557   Recre 12941   Imcim 12942   abscabs 13078   expce 13808   sincsin 13810   picpi 13813
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1619  ax-4 1632  ax-5 1705  ax-6 1748  ax-7 1791  ax-8 1821  ax-9 1823  ax-10 1838  ax-11 1843  ax-12 1855  ax-13 2000  ax-ext 2435  ax-rep 4568  ax-sep 4578  ax-nul 4586  ax-pow 4634  ax-pr 4695  ax-un 6591  ax-inf2 8075  ax-cnex 9565  ax-resscn 9566  ax-1cn 9567  ax-icn 9568  ax-addcl 9569  ax-addrcl 9570  ax-mulcl 9571  ax-mulrcl 9572  ax-mulcom 9573  ax-addass 9574  ax-mulass 9575  ax-distr 9576  ax-i2m1 9577  ax-1ne0 9578  ax-1rid 9579  ax-rnegex 9580  ax-rrecex 9581  ax-cnre 9582  ax-pre-lttri 9583  ax-pre-lttrn 9584  ax-pre-ltadd 9585  ax-pre-mulgt0 9586  ax-pre-sup 9587  ax-addf 9588  ax-mulf 9589
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1398  df-fal 1401  df-ex 1614  df-nf 1618  df-sb 1741  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2443  df-cleq 2449  df-clel 2452  df-nfc 2607  df-ne 2654  df-nel 2655  df-ral 2812  df-rex 2813  df-reu 2814  df-rmo 2815  df-rab 2816  df-v 3111  df-sbc 3328  df-csb 3431  df-dif 3474  df-un 3476  df-in 3478  df-ss 3485  df-pss 3487  df-nul 3794  df-if 3945  df-pw 4017  df-sn 4033  df-pr 4035  df-tp 4037  df-op 4039  df-uni 4252  df-int 4289  df-iun 4334  df-iin 4335  df-br 4457  df-opab 4516  df-mpt 4517  df-tr 4551  df-eprel 4800  df-id 4804  df-po 4809  df-so 4810  df-fr 4847  df-se 4848  df-we 4849  df-ord 4890  df-on 4891  df-lim 4892  df-suc 4893  df-xp 5014  df-rel 5015  df-cnv 5016  df-co 5017  df-dm 5018  df-rn 5019  df-res 5020  df-ima 5021  df-iota 5557  df-fun 5596  df-fn 5597  df-f 5598  df-f1 5599  df-fo 5600  df-f1o 5601  df-fv 5602  df-isom 5603  df-riota 6258  df-ov 6299  df-oprab 6300  df-mpt2 6301  df-of 6539  df-om 6700  df-1st 6799  df-2nd 6800  df-supp 6918  df-recs 7060  df-rdg 7094  df-1o 7148  df-2o 7149  df-oadd 7152  df-er 7329  df-map 7440  df-pm 7441  df-ixp 7489  df-en 7536  df-dom 7537  df-sdom 7538  df-fin 7539  df-fsupp 7848  df-fi 7889  df-sup 7919  df-oi 7953  df-card 8337  df-cda 8565  df-pnf 9647  df-mnf 9648  df-xr 9649  df-ltxr 9650  df-le 9651  df-sub 9826  df-neg 9827  df-div 10228  df-nn 10557  df-2 10615  df-3 10616  df-4 10617  df-5 10618  df-6 10619  df-7 10620  df-8 10621  df-9 10622  df-10 10623  df-n0 10817  df-z 10886  df-dec 11001  df-uz 11107  df-q 11208  df-rp 11246  df-xneg 11343  df-xadd 11344  df-xmul 11345  df-ioo 11558  df-ioc 11559  df-ico 11560  df-icc 11561  df-fz 11698  df-fzo 11821  df-fl 11931  df-mod 11999  df-seq 12110  df-exp 12169  df-fac 12356  df-bc 12383  df-hash 12408  df-shft 12911  df-cj 12943  df-re 12944  df-im 12945  df-sqrt 13079  df-abs 13080  df-limsup 13305  df-clim 13322  df-rlim 13323  df-sum 13520  df-ef 13814  df-sin 13816  df-cos 13817  df-pi 13819  df-struct 14645  df-ndx 14646  df-slot 14647  df-base 14648  df-sets 14649  df-ress 14650  df-plusg 14724  df-mulr 14725  df-starv 14726  df-sca 14727  df-vsca 14728  df-ip 14729  df-tset 14730  df-ple 14731  df-ds 14733  df-unif 14734  df-hom 14735  df-cco 14736  df-rest 14839  df-topn 14840  df-0g 14858  df-gsum 14859  df-topgen 14860  df-pt 14861  df-prds 14864  df-xrs 14918  df-qtop 14923  df-imas 14924  df-xps 14926  df-mre 15002  df-mrc 15003  df-acs 15005  df-mgm 15998  df-sgrp 16037  df-mnd 16047  df-submnd 16093  df-mulg 16186  df-cntz 16481  df-cmn 16926  df-psmet 18537  df-xmet 18538  df-met 18539  df-bl 18540  df-mopn 18541  df-fbas 18542  df-fg 18543  df-cnfld 18547  df-top 19525  df-bases 19527  df-topon 19528  df-topsp 19529  df-cld 19646  df-ntr 19647  df-cls 19648  df-nei 19725  df-lp 19763  df-perf 19764  df-cn 19854  df-cnp 19855  df-haus 19942  df-tx 20188  df-hmeo 20381  df-fil 20472  df-fm 20564  df-flim 20565  df-flf 20566  df-xms 20948  df-ms 20949  df-tms 20950  df-cncf 21507  df-limc 22395  df-dv 22396
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