MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  axi2m1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem axi2m1 9965
Description: i-squared equals -1 (expressed as i-squared plus 1 is 0). Axiom 12 of 22 for real and complex numbers, derived from ZF set theory. This construction-dependent theorem should not be referenced directly; instead, use ax-i2m1 9989. (Contributed by NM, 5-May-1996.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
axi2m1 ((i · i) + 1) = 0

Proof of Theorem axi2m1
StepHypRef Expression
1 0r 9886 . . . . . 6 0RR
2 1sr 9887 . . . . . 6 1RR
3 mulcnsr 9942 . . . . . 6 (((0RR ∧ 1RR) ∧ (0RR ∧ 1RR)) → (⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩) = ⟨((0R ·R 0R) +R (-1R ·R (1R ·R 1R))), ((1R ·R 0R) +R (0R ·R 1R))⟩)
41, 2, 1, 2, 3mp4an 708 . . . . 5 (⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩) = ⟨((0R ·R 0R) +R (-1R ·R (1R ·R 1R))), ((1R ·R 0R) +R (0R ·R 1R))⟩
5 00sr 9905 . . . . . . . . 9 (0RR → (0R ·R 0R) = 0R)
61, 5ax-mp 5 . . . . . . . 8 (0R ·R 0R) = 0R
7 1idsr 9904 . . . . . . . . . . 11 (1RR → (1R ·R 1R) = 1R)
82, 7ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (1R ·R 1R) = 1R
98oveq2i 6646 . . . . . . . . 9 (-1R ·R (1R ·R 1R)) = (-1R ·R 1R)
10 m1r 9888 . . . . . . . . . 10 -1RR
11 1idsr 9904 . . . . . . . . . 10 (-1RR → (-1R ·R 1R) = -1R)
1210, 11ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (-1R ·R 1R) = -1R
139, 12eqtri 2642 . . . . . . . 8 (-1R ·R (1R ·R 1R)) = -1R
146, 13oveq12i 6647 . . . . . . 7 ((0R ·R 0R) +R (-1R ·R (1R ·R 1R))) = (0R +R -1R)
15 addcomsr 9893 . . . . . . 7 (0R +R -1R) = (-1R +R 0R)
16 0idsr 9903 . . . . . . . 8 (-1RR → (-1R +R 0R) = -1R)
1710, 16ax-mp 5 . . . . . . 7 (-1R +R 0R) = -1R
1814, 15, 173eqtri 2646 . . . . . 6 ((0R ·R 0R) +R (-1R ·R (1R ·R 1R))) = -1R
19 00sr 9905 . . . . . . . . 9 (1RR → (1R ·R 0R) = 0R)
202, 19ax-mp 5 . . . . . . . 8 (1R ·R 0R) = 0R
21 1idsr 9904 . . . . . . . . 9 (0RR → (0R ·R 1R) = 0R)
221, 21ax-mp 5 . . . . . . . 8 (0R ·R 1R) = 0R
2320, 22oveq12i 6647 . . . . . . 7 ((1R ·R 0R) +R (0R ·R 1R)) = (0R +R 0R)
24 0idsr 9903 . . . . . . . 8 (0RR → (0R +R 0R) = 0R)
251, 24ax-mp 5 . . . . . . 7 (0R +R 0R) = 0R
2623, 25eqtri 2642 . . . . . 6 ((1R ·R 0R) +R (0R ·R 1R)) = 0R
2718, 26opeq12i 4398 . . . . 5 ⟨((0R ·R 0R) +R (-1R ·R (1R ·R 1R))), ((1R ·R 0R) +R (0R ·R 1R))⟩ = ⟨-1R, 0R
284, 27eqtri 2642 . . . 4 (⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩) = ⟨-1R, 0R
2928oveq1i 6645 . . 3 ((⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩) + ⟨1R, 0R⟩) = (⟨-1R, 0R⟩ + ⟨1R, 0R⟩)
30 addresr 9944 . . . 4 ((-1RR ∧ 1RR) → (⟨-1R, 0R⟩ + ⟨1R, 0R⟩) = ⟨(-1R +R 1R), 0R⟩)
3110, 2, 30mp2an 707 . . 3 (⟨-1R, 0R⟩ + ⟨1R, 0R⟩) = ⟨(-1R +R 1R), 0R
32 m1p1sr 9898 . . . 4 (-1R +R 1R) = 0R
3332opeq1i 4396 . . 3 ⟨(-1R +R 1R), 0R⟩ = ⟨0R, 0R
3429, 31, 333eqtri 2646 . 2 ((⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩) + ⟨1R, 0R⟩) = ⟨0R, 0R
35 df-i 9930 . . . 4 i = ⟨0R, 1R
3635, 35oveq12i 6647 . . 3 (i · i) = (⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩)
37 df-1 9929 . . 3 1 = ⟨1R, 0R
3836, 37oveq12i 6647 . 2 ((i · i) + 1) = ((⟨0R, 1R⟩ · ⟨0R, 1R⟩) + ⟨1R, 0R⟩)
39 df-0 9928 . 2 0 = ⟨0R, 0R
4034, 38, 393eqtr4i 2652 1 ((i · i) + 1) = 0
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   = wceq 1481  wcel 1988  cop 4174  (class class class)co 6635  Rcnr 9672  0Rc0r 9673  1Rc1r 9674  -1Rcm1r 9675   +R cplr 9676   ·R cmr 9677  0cc0 9921  1c1 9922  ici 9923   + caddc 9924   · cmul 9926
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1720  ax-4 1735  ax-5 1837  ax-6 1886  ax-7 1933  ax-8 1990  ax-9 1997  ax-10 2017  ax-11 2032  ax-12 2045  ax-13 2244  ax-ext 2600  ax-sep 4772  ax-nul 4780  ax-pow 4834  ax-pr 4897  ax-un 6934  ax-inf2 8523
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1484  df-ex 1703  df-nf 1708  df-sb 1879  df-eu 2472  df-mo 2473  df-clab 2607  df-cleq 2613  df-clel 2616  df-nfc 2751  df-ne 2792  df-ral 2914  df-rex 2915  df-reu 2916  df-rmo 2917  df-rab 2918  df-v 3197  df-sbc 3430  df-csb 3527  df-dif 3570  df-un 3572  df-in 3574  df-ss 3581  df-pss 3583  df-nul 3908  df-if 4078  df-pw 4151  df-sn 4169  df-pr 4171  df-tp 4173  df-op 4175  df-uni 4428  df-int 4467  df-iun 4513  df-br 4645  df-opab 4704  df-mpt 4721  df-tr 4744  df-id 5014  df-eprel 5019  df-po 5025  df-so 5026  df-fr 5063  df-we 5065  df-xp 5110  df-rel 5111  df-cnv 5112  df-co 5113  df-dm 5114  df-rn 5115  df-res 5116  df-ima 5117  df-pred 5668  df-ord 5714  df-on 5715  df-lim 5716  df-suc 5717  df-iota 5839  df-fun 5878  df-fn 5879  df-f 5880  df-f1 5881  df-fo 5882  df-f1o 5883  df-fv 5884  df-ov 6638  df-oprab 6639  df-mpt2 6640  df-om 7051  df-1st 7153  df-2nd 7154  df-wrecs 7392  df-recs 7453  df-rdg 7491  df-1o 7545  df-oadd 7549  df-omul 7550  df-er 7727  df-ec 7729  df-qs 7733  df-ni 9679  df-pli 9680  df-mi 9681  df-lti 9682  df-plpq 9715  df-mpq 9716  df-ltpq 9717  df-enq 9718  df-nq 9719  df-erq 9720  df-plq 9721  df-mq 9722  df-1nq 9723  df-rq 9724  df-ltnq 9725  df-np 9788  df-1p 9789  df-plp 9790  df-mp 9791  df-ltp 9792  df-enr 9862  df-nr 9863  df-plr 9864  df-mr 9865  df-0r 9867  df-1r 9868  df-m1r 9869  df-c 9927  df-0 9928  df-1 9929  df-i 9930  df-add 9932  df-mul 9933
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator