MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  iaa Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem iaa 23884
Description: The imaginary unit is algebraic. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Jul-2014.)
Assertion
Ref Expression
iaa i ∈ 𝔸

Proof of Theorem iaa
Dummy variables 𝑓 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ax-icn 9874 . 2 i ∈ ℂ
2 cnex 9896 . . . . . . . 8 ℂ ∈ V
32a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → ℂ ∈ V)
4 sqcl 12787 . . . . . . . 8 (𝑧 ∈ ℂ → (𝑧↑2) ∈ ℂ)
54adantl 481 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (𝑧↑2) ∈ ℂ)
6 ax-1cn 9873 . . . . . . . 8 1 ∈ ℂ
76a1i 11 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → 1 ∈ ℂ)
8 eqidd 2611 . . . . . . 7 (⊤ → (𝑧 ∈ ℂ ↦ (𝑧↑2)) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ (𝑧↑2)))
9 fconstmpt 5085 . . . . . . . 8 (ℂ × {1}) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ 1)
109a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → (ℂ × {1}) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ 1))
113, 5, 7, 8, 10offval2 6812 . . . . . 6 (⊤ → ((𝑧 ∈ ℂ ↦ (𝑧↑2)) ∘𝑓 + (ℂ × {1})) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1)))
12 zsscn 11262 . . . . . . . . 9 ℤ ⊆ ℂ
13 1z 11284 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℤ
14 2nn0 11186 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℕ0
15 plypow 23765 . . . . . . . . 9 ((ℤ ⊆ ℂ ∧ 1 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℕ0) → (𝑧 ∈ ℂ ↦ (𝑧↑2)) ∈ (Poly‘ℤ))
1612, 13, 14, 15mp3an 1416 . . . . . . . 8 (𝑧 ∈ ℂ ↦ (𝑧↑2)) ∈ (Poly‘ℤ)
1716a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → (𝑧 ∈ ℂ ↦ (𝑧↑2)) ∈ (Poly‘ℤ))
18 plyconst 23766 . . . . . . . . 9 ((ℤ ⊆ ℂ ∧ 1 ∈ ℤ) → (ℂ × {1}) ∈ (Poly‘ℤ))
1912, 13, 18mp2an 704 . . . . . . . 8 (ℂ × {1}) ∈ (Poly‘ℤ)
2019a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → (ℂ × {1}) ∈ (Poly‘ℤ))
21 zaddcl 11294 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑥 + 𝑦) ∈ ℤ)
2221adantl 481 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ ℤ)
2317, 20, 22plyadd 23777 . . . . . 6 (⊤ → ((𝑧 ∈ ℂ ↦ (𝑧↑2)) ∘𝑓 + (ℂ × {1})) ∈ (Poly‘ℤ))
2411, 23eqeltrrd 2689 . . . . 5 (⊤ → (𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1)) ∈ (Poly‘ℤ))
2524trud 1484 . . . 4 (𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1)) ∈ (Poly‘ℤ)
26 0cn 9911 . . . . 5 0 ∈ ℂ
27 sq0i 12818 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 0 → (𝑧↑2) = 0)
2827oveq1d 6564 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 0 → ((𝑧↑2) + 1) = (0 + 1))
29 0p1e1 11009 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
3028, 29syl6eq 2660 . . . . . . . 8 (𝑧 = 0 → ((𝑧↑2) + 1) = 1)
31 eqid 2610 . . . . . . . 8 (𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1)) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1))
32 1ex 9914 . . . . . . . 8 1 ∈ V
3330, 31, 32fvmpt 6191 . . . . . . 7 (0 ∈ ℂ → ((𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1))‘0) = 1)
3426, 33ax-mp 5 . . . . . 6 ((𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1))‘0) = 1
35 ax-1ne0 9884 . . . . . 6 1 ≠ 0
3634, 35eqnetri 2852 . . . . 5 ((𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1))‘0) ≠ 0
37 ne0p 23767 . . . . 5 ((0 ∈ ℂ ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1))‘0) ≠ 0) → (𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1)) ≠ 0𝑝)
3826, 36, 37mp2an 704 . . . 4 (𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1)) ≠ 0𝑝
39 eldifsn 4260 . . . 4 ((𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1)) ∈ ((Poly‘ℤ) ∖ {0𝑝}) ↔ ((𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1)) ∈ (Poly‘ℤ) ∧ (𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1)) ≠ 0𝑝))
4025, 38, 39mpbir2an 957 . . 3 (𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1)) ∈ ((Poly‘ℤ) ∖ {0𝑝})
41 oveq1 6556 . . . . . . . 8 (𝑧 = i → (𝑧↑2) = (i↑2))
42 i2 12827 . . . . . . . 8 (i↑2) = -1
4341, 42syl6eq 2660 . . . . . . 7 (𝑧 = i → (𝑧↑2) = -1)
4443oveq1d 6564 . . . . . 6 (𝑧 = i → ((𝑧↑2) + 1) = (-1 + 1))
45 neg1cn 11001 . . . . . . 7 -1 ∈ ℂ
46 1pneg1e0 11006 . . . . . . 7 (1 + -1) = 0
476, 45, 46addcomli 10107 . . . . . 6 (-1 + 1) = 0
4844, 47syl6eq 2660 . . . . 5 (𝑧 = i → ((𝑧↑2) + 1) = 0)
49 c0ex 9913 . . . . 5 0 ∈ V
5048, 31, 49fvmpt 6191 . . . 4 (i ∈ ℂ → ((𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1))‘i) = 0)
511, 50ax-mp 5 . . 3 ((𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1))‘i) = 0
52 fveq1 6102 . . . . 5 (𝑓 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1)) → (𝑓‘i) = ((𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1))‘i))
5352eqeq1d 2612 . . . 4 (𝑓 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1)) → ((𝑓‘i) = 0 ↔ ((𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1))‘i) = 0))
5453rspcev 3282 . . 3 (((𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1)) ∈ ((Poly‘ℤ) ∖ {0𝑝}) ∧ ((𝑧 ∈ ℂ ↦ ((𝑧↑2) + 1))‘i) = 0) → ∃𝑓 ∈ ((Poly‘ℤ) ∖ {0𝑝})(𝑓‘i) = 0)
5540, 51, 54mp2an 704 . 2 𝑓 ∈ ((Poly‘ℤ) ∖ {0𝑝})(𝑓‘i) = 0
56 elaa 23875 . 2 (i ∈ 𝔸 ↔ (i ∈ ℂ ∧ ∃𝑓 ∈ ((Poly‘ℤ) ∖ {0𝑝})(𝑓‘i) = 0))
571, 55, 56mpbir2an 957 1 i ∈ 𝔸
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 383   = wceq 1475  wtru 1476  wcel 1977  wne 2780  wrex 2897  Vcvv 3173  cdif 3537  wss 3540  {csn 4125  cmpt 4643   × cxp 5036  cfv 5804  (class class class)co 6549  𝑓 cof 6793  cc 9813  0cc0 9815  1c1 9816  ici 9817   + caddc 9818  -cneg 10146  2c2 10947  0cn0 11169  cz 11254  cexp 12722  0𝑝c0p 23242  Polycply 23744  𝔸caa 23873
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893
This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-of 6795  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-oadd 7451  df-er 7629  df-map 7746  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-sup 8231  df-oi 8298  df-card 8648  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-rp 11709  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-seq 12664  df-exp 12723  df-hash 12980  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-clim 14067  df-sum 14265  df-0p 23243  df-ply 23748  df-aa 23874
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator