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Theorem addid1 9898
Description: 0 is an additive identity. This used to be one of our complex number axioms, until it was found to be dependent on the others. Based on ideas by Eric Schmidt. (Contributed by Scott Fenton, 3-Jan-2013.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 27-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
addid1 (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴 + 0) = 𝐴)

Proof of Theorem addid1
Dummy variables 𝑐 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 1re 9727 . 2 1 ∈ ℝ
2 ax-rnegex 9695 . 2 (1 ∈ ℝ → ∃𝑐 ∈ ℝ (1 + 𝑐) = 0)
3 ax-1ne0 9693 . . . . . 6 1 ≠ 0
4 oveq2 6371 . . . . . . . . . 10 (𝑐 = 0 → (1 + 𝑐) = (1 + 0))
54eqeq1d 2507 . . . . . . . . 9 (𝑐 = 0 → ((1 + 𝑐) = 0 ↔ (1 + 0) = 0))
65biimpcd 234 . . . . . . . 8 ((1 + 𝑐) = 0 → (𝑐 = 0 → (1 + 0) = 0))
7 oveq2 6371 . . . . . . . . 9 ((1 + 0) = 0 → (((i · i) · (i · i)) · (1 + 0)) = (((i · i) · (i · i)) · 0))
8 ax-icn 9683 . . . . . . . . . . . . . . 15 i ∈ ℂ
98, 8mulcli 9733 . . . . . . . . . . . . . 14 (i · i) ∈ ℂ
109, 9mulcli 9733 . . . . . . . . . . . . 13 ((i · i) · (i · i)) ∈ ℂ
11 ax-1cn 9682 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℂ
12 0cn 9720 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ ℂ
1310, 11, 12adddii 9738 . . . . . . . . . . . 12 (((i · i) · (i · i)) · (1 + 0)) = ((((i · i) · (i · i)) · 1) + (((i · i) · (i · i)) · 0))
1410mulid1i 9730 . . . . . . . . . . . . 13 (((i · i) · (i · i)) · 1) = ((i · i) · (i · i))
15 mul01 9897 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((i · i) · (i · i)) ∈ ℂ → (((i · i) · (i · i)) · 0) = 0)
1610, 15ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 (((i · i) · (i · i)) · 0) = 0
17 ax-i2m1 9692 . . . . . . . . . . . . . 14 ((i · i) + 1) = 0
1816, 17eqtr4i 2530 . . . . . . . . . . . . 13 (((i · i) · (i · i)) · 0) = ((i · i) + 1)
1914, 18oveq12i 6375 . . . . . . . . . . . 12 ((((i · i) · (i · i)) · 1) + (((i · i) · (i · i)) · 0)) = (((i · i) · (i · i)) + ((i · i) + 1))
2013, 19eqtri 2527 . . . . . . . . . . 11 (((i · i) · (i · i)) · (1 + 0)) = (((i · i) · (i · i)) + ((i · i) + 1))
2120, 16eqeq12i 2519 . . . . . . . . . 10 ((((i · i) · (i · i)) · (1 + 0)) = (((i · i) · (i · i)) · 0) ↔ (((i · i) · (i · i)) + ((i · i) + 1)) = 0)
2210, 9, 11addassi 9736 . . . . . . . . . . . 12 ((((i · i) · (i · i)) + (i · i)) + 1) = (((i · i) · (i · i)) + ((i · i) + 1))
239mulid1i 9730 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((i · i) · 1) = (i · i)
2423oveq2i 6374 . . . . . . . . . . . . . 14 (((i · i) · (i · i)) + ((i · i) · 1)) = (((i · i) · (i · i)) + (i · i))
259, 9, 11adddii 9738 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((i · i) · ((i · i) + 1)) = (((i · i) · (i · i)) + ((i · i) · 1))
2617oveq2i 6374 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((i · i) · ((i · i) + 1)) = ((i · i) · 0)
27 mul01 9897 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((i · i) ∈ ℂ → ((i · i) · 0) = 0)
289, 27ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((i · i) · 0) = 0
2926, 28eqtri 2527 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((i · i) · ((i · i) + 1)) = 0
3025, 29eqtr3i 2529 . . . . . . . . . . . . . 14 (((i · i) · (i · i)) + ((i · i) · 1)) = 0
3124, 30eqtr3i 2529 . . . . . . . . . . . . 13 (((i · i) · (i · i)) + (i · i)) = 0
3231oveq1i 6373 . . . . . . . . . . . 12 ((((i · i) · (i · i)) + (i · i)) + 1) = (0 + 1)
3322, 32eqtr3i 2529 . . . . . . . . . . 11 (((i · i) · (i · i)) + ((i · i) + 1)) = (0 + 1)
34 00id 9893 . . . . . . . . . . . 12 (0 + 0) = 0
3534eqcomi 2514 . . . . . . . . . . 11 0 = (0 + 0)
3633, 35eqeq12i 2519 . . . . . . . . . 10 ((((i · i) · (i · i)) + ((i · i) + 1)) = 0 ↔ (0 + 1) = (0 + 0))
37 0re 9728 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℝ
38 readdcan 9892 . . . . . . . . . . 11 ((1 ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → ((0 + 1) = (0 + 0) ↔ 1 = 0))
391, 37, 37, 38mp3an 1406 . . . . . . . . . 10 ((0 + 1) = (0 + 0) ↔ 1 = 0)
4021, 36, 393bitri 281 . . . . . . . . 9 ((((i · i) · (i · i)) · (1 + 0)) = (((i · i) · (i · i)) · 0) ↔ 1 = 0)
417, 40sylib 203 . . . . . . . 8 ((1 + 0) = 0 → 1 = 0)
426, 41syl6 34 . . . . . . 7 ((1 + 𝑐) = 0 → (𝑐 = 0 → 1 = 0))
4342necon3d 2698 . . . . . 6 ((1 + 𝑐) = 0 → (1 ≠ 0 → 𝑐 ≠ 0))
443, 43mpi 20 . . . . 5 ((1 + 𝑐) = 0 → 𝑐 ≠ 0)
45 ax-rrecex 9696 . . . . 5 ((𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑐 ≠ 0) → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝑐 · 𝑥) = 1)
4644, 45sylan2 484 . . . 4 ((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝑐 · 𝑥) = 1)
47 simpr 470 . . . . . . . . . 10 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → 𝐴 ∈ ℂ)
48 simplrl 787 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → 𝑥 ∈ ℝ)
4948recnd 9754 . . . . . . . . . 10 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → 𝑥 ∈ ℂ)
5047, 49mulcld 9748 . . . . . . . . 9 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (𝐴 · 𝑥) ∈ ℂ)
51 simplll 785 . . . . . . . . . 10 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → 𝑐 ∈ ℝ)
5251recnd 9754 . . . . . . . . 9 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → 𝑐 ∈ ℂ)
5312a1i 11 . . . . . . . . 9 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → 0 ∈ ℂ)
5450, 52, 53adddid 9752 . . . . . . . 8 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((𝐴 · 𝑥) · (𝑐 + 0)) = (((𝐴 · 𝑥) · 𝑐) + ((𝐴 · 𝑥) · 0)))
5511a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → 1 ∈ ℂ)
5655, 52, 53addassd 9750 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((1 + 𝑐) + 0) = (1 + (𝑐 + 0)))
57 simpllr 786 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (1 + 𝑐) = 0)
5857oveq1d 6378 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((1 + 𝑐) + 0) = (0 + 0))
5956, 58eqtr3d 2541 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (1 + (𝑐 + 0)) = (0 + 0))
6034, 59, 573eqtr4a 2565 . . . . . . . . . 10 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (1 + (𝑐 + 0)) = (1 + 𝑐))
6137a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → 0 ∈ ℝ)
6251, 61readdcld 9755 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (𝑐 + 0) ∈ ℝ)
631a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → 1 ∈ ℝ)
64 readdcan 9892 . . . . . . . . . . 11 (((𝑐 + 0) ∈ ℝ ∧ 𝑐 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → ((1 + (𝑐 + 0)) = (1 + 𝑐) ↔ (𝑐 + 0) = 𝑐))
6562, 51, 63, 64syl3anc 1308 . . . . . . . . . 10 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((1 + (𝑐 + 0)) = (1 + 𝑐) ↔ (𝑐 + 0) = 𝑐))
6660, 65mpbid 217 . . . . . . . . 9 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (𝑐 + 0) = 𝑐)
6766oveq2d 6379 . . . . . . . 8 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((𝐴 · 𝑥) · (𝑐 + 0)) = ((𝐴 · 𝑥) · 𝑐))
6854, 67eqtr3d 2541 . . . . . . 7 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (((𝐴 · 𝑥) · 𝑐) + ((𝐴 · 𝑥) · 0)) = ((𝐴 · 𝑥) · 𝑐))
69 mul31 9886 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑐 ∈ ℂ) → ((𝐴 · 𝑥) · 𝑐) = ((𝑐 · 𝑥) · 𝐴))
7047, 49, 52, 69syl3anc 1308 . . . . . . . . 9 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((𝐴 · 𝑥) · 𝑐) = ((𝑐 · 𝑥) · 𝐴))
71 simplrr 788 . . . . . . . . . 10 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (𝑐 · 𝑥) = 1)
7271oveq1d 6378 . . . . . . . . 9 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((𝑐 · 𝑥) · 𝐴) = (1 · 𝐴))
7347mulid2d 9746 . . . . . . . . 9 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (1 · 𝐴) = 𝐴)
7470, 72, 733eqtrd 2543 . . . . . . . 8 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((𝐴 · 𝑥) · 𝑐) = 𝐴)
75 mul01 9897 . . . . . . . . 9 ((𝐴 · 𝑥) ∈ ℂ → ((𝐴 · 𝑥) · 0) = 0)
7650, 75syl 17 . . . . . . . 8 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((𝐴 · 𝑥) · 0) = 0)
7774, 76oveq12d 6381 . . . . . . 7 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (((𝐴 · 𝑥) · 𝑐) + ((𝐴 · 𝑥) · 0)) = (𝐴 + 0))
7868, 77, 743eqtr3d 2547 . . . . . 6 ((((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑐 · 𝑥) = 1)) ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (𝐴 + 0) = 𝐴)
7978exp42 628 . . . . 5 ((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) → (𝑥 ∈ ℝ → ((𝑐 · 𝑥) = 1 → (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴 + 0) = 𝐴))))
8079rexlimdv 2905 . . . 4 ((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) → (∃𝑥 ∈ ℝ (𝑐 · 𝑥) = 1 → (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴 + 0) = 𝐴)))
8146, 80mpd 15 . . 3 ((𝑐 ∈ ℝ ∧ (1 + 𝑐) = 0) → (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴 + 0) = 𝐴))
8281rexlimiva 2903 . 2 (∃𝑐 ∈ ℝ (1 + 𝑐) = 0 → (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴 + 0) = 𝐴))
831, 2, 82mp2b 10 1 (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴 + 0) = 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 191  wa 378   = wceq 1468  wcel 1937  wne 2675  wrex 2792  (class class class)co 6363  cc 9622  cr 9623  0cc0 9624  1c1 9625  ici 9626   + caddc 9627   · cmul 9629
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1698  ax-4 1711  ax-5 1789  ax-6 1836  ax-7 1883  ax-8 1939  ax-9 1946  ax-10 1965  ax-11 1970  ax-12 1983  ax-13 2137  ax-ext 2485  ax-sep 4558  ax-nul 4567  ax-pow 4619  ax-pr 4680  ax-un 6659  ax-resscn 9681  ax-1cn 9682  ax-icn 9683  ax-addcl 9684  ax-addrcl 9685  ax-mulcl 9686  ax-mulrcl 9687  ax-mulcom 9688  ax-addass 9689  ax-mulass 9690  ax-distr 9691  ax-i2m1 9692  ax-1ne0 9693  ax-1rid 9694  ax-rnegex 9695  ax-rrecex 9696  ax-cnre 9697  ax-pre-lttri 9698  ax-pre-lttrn 9699  ax-pre-ltadd 9700
This theorem depends on definitions:  df-bi 192  df-or 379  df-an 380  df-3or 1022  df-3an 1023  df-tru 1471  df-ex 1693  df-nf 1697  df-sb 1829  df-eu 2357  df-mo 2358  df-clab 2492  df-cleq 2498  df-clel 2501  df-nfc 2635  df-ne 2677  df-nel 2678  df-ral 2796  df-rex 2797  df-rab 2800  df-v 3068  df-sbc 3292  df-csb 3386  df-dif 3429  df-un 3431  df-in 3433  df-ss 3440  df-nul 3758  df-if 3909  df-pw 3980  df-sn 3996  df-pr 3998  df-op 4002  df-uni 4229  df-br 4435  df-opab 4494  df-mpt 4495  df-id 4795  df-po 4801  df-so 4802  df-xp 4886  df-rel 4887  df-cnv 4888  df-co 4889  df-dm 4890  df-rn 4891  df-res 4892  df-ima 4893  df-iota 5597  df-fun 5635  df-fn 5636  df-f 5637  df-f1 5638  df-fo 5639  df-f1o 5640  df-fv 5641  df-ov 6366  df-er 7440  df-en 7653  df-dom 7654  df-sdom 7655  df-pnf 9762  df-mnf 9763  df-ltxr 9765
This theorem is referenced by:  cnegex  9899  addid2  9901  addcan2  9903  addid1i  9905  addid1d  9918  subid  9980  subid1  9981  addid0  10127  swrdccat3blem  12984  shftval3  13299  reim0  13341  isercolllem3  13890  fsumcvg  13938  summolem2a  13941  risefac1  14246  ovolicc1  22628  brbtwn2  25096  axsegconlem1  25108  ax5seglem4  25123  axeuclid  25154  axcontlem2  25156  axcontlem4  25158  stoweidlem26  38322  2zrngamnd  41131  aacllem  41727
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