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Description: Addition is an operation on the complex numbers. This theorem can be used as an alternate axiom for complex numbers in place of the less specific axaddcl . This construction-dependent theorem should not be referenced directly; instead, use ax-addf . (Contributed by NM, 8-Feb-2005) (New usage is discouraged.)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | axaddf | ⊢ + : ( ℂ × ℂ ) ⟶ ℂ |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | moeq | ⊢ ∃* 𝑧 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 | |
| 2 | 1 | mosubop | ⊢ ∃* 𝑧 ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) |
| 3 | 2 | mosubop | ⊢ ∃* 𝑧 ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) |
| 4 | anass | ⊢ ( ( ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ) ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ↔ ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) ) | |
| 5 | 4 | 2exbii | ⊢ ( ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ) ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ↔ ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) ) |
| 6 | 19.42vv | ⊢ ( ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) ↔ ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) ) | |
| 7 | 5 6 | bitri | ⊢ ( ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ) ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ↔ ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) ) |
| 8 | 7 | 2exbii | ⊢ ( ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ) ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ↔ ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) ) |
| 9 | 8 | mobii | ⊢ ( ∃* 𝑧 ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ) ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ↔ ∃* 𝑧 ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) ) |
| 10 | 3 9 | mpbir | ⊢ ∃* 𝑧 ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ) ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) |
| 11 | 10 | moani | ⊢ ∃* 𝑧 ( ( 𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ) ∧ ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ) ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) |
| 12 | 11 | funoprab | ⊢ Fun { 〈 〈 𝑥 , 𝑦 〉 , 𝑧 〉 ∣ ( ( 𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ) ∧ ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ) ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) } |
| 13 | df-add | ⊢ + = { 〈 〈 𝑥 , 𝑦 〉 , 𝑧 〉 ∣ ( ( 𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ) ∧ ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ) ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) } | |
| 14 | 13 | funeqi | ⊢ ( Fun + ↔ Fun { 〈 〈 𝑥 , 𝑦 〉 , 𝑧 〉 ∣ ( ( 𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ) ∧ ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ) ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) } ) |
| 15 | 12 14 | mpbir | ⊢ Fun + |
| 16 | 13 | dmeqi | ⊢ dom + = dom { 〈 〈 𝑥 , 𝑦 〉 , 𝑧 〉 ∣ ( ( 𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ) ∧ ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ) ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) } |
| 17 | dmoprabss | ⊢ dom { 〈 〈 𝑥 , 𝑦 〉 , 𝑧 〉 ∣ ( ( 𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ) ∧ ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ∃ 𝑢 ∃ 𝑓 ( ( 𝑥 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑦 = 〈 𝑢 , 𝑓 〉 ) ∧ 𝑧 = 〈 ( 𝑤 +R 𝑢 ) , ( 𝑣 +R 𝑓 ) 〉 ) ) } ⊆ ( ℂ × ℂ ) | |
| 18 | 16 17 | eqsstri | ⊢ dom + ⊆ ( ℂ × ℂ ) |
| 19 | 0ncn | ⊢ ¬ ∅ ∈ ℂ | |
| 20 | df-c | ⊢ ℂ = ( R × R ) | |
| 21 | oveq1 | ⊢ ( 〈 𝑧 , 𝑤 〉 = 𝑥 → ( 〈 𝑧 , 𝑤 〉 + 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ) = ( 𝑥 + 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ) ) | |
| 22 | 21 | eleq1d | ⊢ ( 〈 𝑧 , 𝑤 〉 = 𝑥 → ( ( 〈 𝑧 , 𝑤 〉 + 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ) ∈ ( R × R ) ↔ ( 𝑥 + 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ) ∈ ( R × R ) ) ) |
| 23 | oveq2 | ⊢ ( 〈 𝑣 , 𝑢 〉 = 𝑦 → ( 𝑥 + 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ) = ( 𝑥 + 𝑦 ) ) | |
| 24 | 23 | eleq1d | ⊢ ( 〈 𝑣 , 𝑢 〉 = 𝑦 → ( ( 𝑥 + 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ) ∈ ( R × R ) ↔ ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ ( R × R ) ) ) |
| 25 | addcnsr | ⊢ ( ( ( 𝑧 ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R ) ∧ ( 𝑣 ∈ R ∧ 𝑢 ∈ R ) ) → ( 〈 𝑧 , 𝑤 〉 + 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ) = 〈 ( 𝑧 +R 𝑣 ) , ( 𝑤 +R 𝑢 ) 〉 ) | |
| 26 | addclsr | ⊢ ( ( 𝑧 ∈ R ∧ 𝑣 ∈ R ) → ( 𝑧 +R 𝑣 ) ∈ R ) | |
| 27 | addclsr | ⊢ ( ( 𝑤 ∈ R ∧ 𝑢 ∈ R ) → ( 𝑤 +R 𝑢 ) ∈ R ) | |
| 28 | 26 27 | anim12i | ⊢ ( ( ( 𝑧 ∈ R ∧ 𝑣 ∈ R ) ∧ ( 𝑤 ∈ R ∧ 𝑢 ∈ R ) ) → ( ( 𝑧 +R 𝑣 ) ∈ R ∧ ( 𝑤 +R 𝑢 ) ∈ R ) ) |
| 29 | 28 | an4s | ⊢ ( ( ( 𝑧 ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R ) ∧ ( 𝑣 ∈ R ∧ 𝑢 ∈ R ) ) → ( ( 𝑧 +R 𝑣 ) ∈ R ∧ ( 𝑤 +R 𝑢 ) ∈ R ) ) |
| 30 | opelxpi | ⊢ ( ( ( 𝑧 +R 𝑣 ) ∈ R ∧ ( 𝑤 +R 𝑢 ) ∈ R ) → 〈 ( 𝑧 +R 𝑣 ) , ( 𝑤 +R 𝑢 ) 〉 ∈ ( R × R ) ) | |
| 31 | 29 30 | syl | ⊢ ( ( ( 𝑧 ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R ) ∧ ( 𝑣 ∈ R ∧ 𝑢 ∈ R ) ) → 〈 ( 𝑧 +R 𝑣 ) , ( 𝑤 +R 𝑢 ) 〉 ∈ ( R × R ) ) |
| 32 | 25 31 | eqeltrd | ⊢ ( ( ( 𝑧 ∈ R ∧ 𝑤 ∈ R ) ∧ ( 𝑣 ∈ R ∧ 𝑢 ∈ R ) ) → ( 〈 𝑧 , 𝑤 〉 + 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ) ∈ ( R × R ) ) |
| 33 | 20 22 24 32 | 2optocl | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ) → ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ ( R × R ) ) |
| 34 | 33 20 | eleqtrrdi | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ) → ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ ℂ ) |
| 35 | 19 34 | oprssdm | ⊢ ( ℂ × ℂ ) ⊆ dom + |
| 36 | 18 35 | eqssi | ⊢ dom + = ( ℂ × ℂ ) |
| 37 | df-fn | ⊢ ( + Fn ( ℂ × ℂ ) ↔ ( Fun + ∧ dom + = ( ℂ × ℂ ) ) ) | |
| 38 | 15 36 37 | mpbir2an | ⊢ + Fn ( ℂ × ℂ ) |
| 39 | 34 | rgen2 | ⊢ ∀ 𝑥 ∈ ℂ ∀ 𝑦 ∈ ℂ ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ ℂ |
| 40 | ffnov | ⊢ ( + : ( ℂ × ℂ ) ⟶ ℂ ↔ ( + Fn ( ℂ × ℂ ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ ℂ ∀ 𝑦 ∈ ℂ ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ ℂ ) ) | |
| 41 | 38 39 40 | mpbir2an | ⊢ + : ( ℂ × ℂ ) ⟶ ℂ |