ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  qreccl GIF version

Theorem qreccl 8885
Description: Closure of reciprocal of rationals. (Contributed by NM, 3-Aug-2004.)
Assertion
Ref Expression
qreccl ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (1 / 𝐴) ∈ ℚ)

Proof of Theorem qreccl
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ax-1cn 7208 . . . . . 6 1 ∈ ℂ
2 1ap0 7834 . . . . . 6 1 # 0
31, 2div0api 7978 . . . . 5 (0 / 1) = 0
4 0z 8520 . . . . . 6 0 ∈ ℤ
5 1nn 8194 . . . . . 6 1 ∈ ℕ
6 znq 8867 . . . . . 6 ((0 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℕ) → (0 / 1) ∈ ℚ)
74, 5, 6mp2an 417 . . . . 5 (0 / 1) ∈ ℚ
83, 7eqeltrri 2156 . . . 4 0 ∈ ℚ
9 qapne 8882 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 ∈ ℚ) → (𝐴 # 0 ↔ 𝐴 ≠ 0))
108, 9mpan2 416 . . 3 (𝐴 ∈ ℚ → (𝐴 # 0 ↔ 𝐴 ≠ 0))
1110biimpar 291 . 2 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 𝐴 # 0)
12 elq 8865 . . . 4 (𝐴 ∈ ℚ ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦))
13 nnne0 8211 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ≠ 0)
1413ancli 316 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ≠ 0))
15 nnz 8528 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℤ)
16 zapne 8580 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ) → (𝑦 # 0 ↔ 𝑦 ≠ 0))
1715, 4, 16sylancl 404 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 # 0 ↔ 𝑦 ≠ 0))
1817adantl 271 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑦 # 0 ↔ 𝑦 ≠ 0))
1918pm5.32i 442 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 # 0) ↔ ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0))
2019anbi1i 446 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 # 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) ↔ (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)))
21 breq1 3809 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) → (𝐴 # 0 ↔ (𝑥 / 𝑦) # 0))
22 zcn 8514 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ ℤ → 𝑥 ∈ ℂ)
23 nncn 8191 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℂ)
2422, 23anim12i 331 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ))
25 divap0b 7915 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑦 # 0) → (𝑥 # 0 ↔ (𝑥 / 𝑦) # 0))
26253expa 1139 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑦 # 0) → (𝑥 # 0 ↔ (𝑥 / 𝑦) # 0))
2724, 26sylan 277 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 # 0) → (𝑥 # 0 ↔ (𝑥 / 𝑦) # 0))
2827bicomd 139 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 # 0) → ((𝑥 / 𝑦) # 0 ↔ 𝑥 # 0))
2921, 28sylan9bbr 451 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 # 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) → (𝐴 # 0 ↔ 𝑥 # 0))
3020, 29sylbir 133 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) → (𝐴 # 0 ↔ 𝑥 # 0))
31 simplll 500 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) → 𝑥 ∈ ℤ)
32 zapne 8580 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ) → (𝑥 # 0 ↔ 𝑥 ≠ 0))
3331, 4, 32sylancl 404 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) → (𝑥 # 0 ↔ 𝑥 ≠ 0))
3430, 33bitrd 186 . . . . . . . . . 10 ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) → (𝐴 # 0 ↔ 𝑥 ≠ 0))
35 zmulcl 8562 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ)
3615, 35sylan2 280 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ)
3736adantr 270 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ≠ 0) → (𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ)
38 msqznn 8605 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ≠ 0) → (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ)
3938adantlr 461 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ≠ 0) → (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ)
4037, 39jca 300 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ≠ 0) → ((𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ ∧ (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ))
4140adantlr 461 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝑥 ≠ 0) → ((𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ ∧ (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ))
4241adantlr 461 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) ∧ 𝑥 ≠ 0) → ((𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ ∧ (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ))
4320anbi1i 446 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 # 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) ∧ 𝑥 # 0) ↔ ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) ∧ 𝑥 # 0))
4433pm5.32i 442 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) ∧ 𝑥 # 0) ↔ ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) ∧ 𝑥 ≠ 0))
4543, 44bitri 182 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 # 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) ∧ 𝑥 # 0) ↔ ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) ∧ 𝑥 ≠ 0))
46 oveq2 5573 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) → (1 / 𝐴) = (1 / (𝑥 / 𝑦)))
47 dividap 7933 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 # 0) → (𝑥 / 𝑥) = 1)
4847adantr 270 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 # 0) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑦 # 0)) → (𝑥 / 𝑥) = 1)
4948oveq1d 5580 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 # 0) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑦 # 0)) → ((𝑥 / 𝑥) / (𝑥 / 𝑦)) = (1 / (𝑥 / 𝑦)))
50 simpll 496 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 # 0) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑦 # 0)) → 𝑥 ∈ ℂ)
51 simpl 107 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 # 0) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑦 # 0)) → (𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 # 0))
52 simpr 108 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 # 0) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑦 # 0)) → (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑦 # 0))
53 divdivdivap 7945 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑥 ∈ ℂ ∧ (𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 # 0)) ∧ ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 # 0) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑦 # 0))) → ((𝑥 / 𝑥) / (𝑥 / 𝑦)) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥)))
5450, 51, 51, 52, 53syl22anc 1171 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 # 0) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑦 # 0)) → ((𝑥 / 𝑥) / (𝑥 / 𝑦)) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥)))
5549, 54eqtr3d 2117 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 # 0) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑦 # 0)) → (1 / (𝑥 / 𝑦)) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥)))
5655an4s 553 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) ∧ (𝑥 # 0 ∧ 𝑦 # 0)) → (1 / (𝑥 / 𝑦)) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥)))
5724, 56sylan 277 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 # 0 ∧ 𝑦 # 0)) → (1 / (𝑥 / 𝑦)) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥)))
5857anass1rs 536 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 # 0) ∧ 𝑥 # 0) → (1 / (𝑥 / 𝑦)) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥)))
5946, 58sylan9eqr 2137 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 # 0) ∧ 𝑥 # 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) → (1 / 𝐴) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥)))
6059an32s 533 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 # 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) ∧ 𝑥 # 0) → (1 / 𝐴) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥)))
6145, 60sylbir 133 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) ∧ 𝑥 ≠ 0) → (1 / 𝐴) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥)))
6242, 61jca 300 . . . . . . . . . . 11 (((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) ∧ 𝑥 ≠ 0) → (((𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ ∧ (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ) ∧ (1 / 𝐴) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥))))
6362ex 113 . . . . . . . . . 10 ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) → (𝑥 ≠ 0 → (((𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ ∧ (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ) ∧ (1 / 𝐴) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥)))))
6434, 63sylbid 148 . . . . . . . . 9 ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) → (𝐴 # 0 → (((𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ ∧ (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ) ∧ (1 / 𝐴) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥)))))
6564ex 113 . . . . . . . 8 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ≠ 0) → (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) → (𝐴 # 0 → (((𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ ∧ (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ) ∧ (1 / 𝐴) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥))))))
6665anasss 391 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ≠ 0)) → (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) → (𝐴 # 0 → (((𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ ∧ (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ) ∧ (1 / 𝐴) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥))))))
6714, 66sylan2 280 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) → (𝐴 # 0 → (((𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ ∧ (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ) ∧ (1 / 𝐴) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥))))))
68 rspceov 5600 . . . . . . . 8 (((𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ ∧ (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ ∧ (1 / 𝐴) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥))) → ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℕ (1 / 𝐴) = (𝑧 / 𝑤))
69683expa 1139 . . . . . . 7 ((((𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ ∧ (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ) ∧ (1 / 𝐴) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥))) → ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℕ (1 / 𝐴) = (𝑧 / 𝑤))
70 elq 8865 . . . . . . 7 ((1 / 𝐴) ∈ ℚ ↔ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℕ (1 / 𝐴) = (𝑧 / 𝑤))
7169, 70sylibr 132 . . . . . 6 ((((𝑥 · 𝑦) ∈ ℤ ∧ (𝑥 · 𝑥) ∈ ℕ) ∧ (1 / 𝐴) = ((𝑥 · 𝑦) / (𝑥 · 𝑥))) → (1 / 𝐴) ∈ ℚ)
7267, 71syl8 70 . . . . 5 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) → (𝐴 # 0 → (1 / 𝐴) ∈ ℚ)))
7372rexlimivv 2488 . . . 4 (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦) → (𝐴 # 0 → (1 / 𝐴) ∈ ℚ))
7412, 73sylbi 119 . . 3 (𝐴 ∈ ℚ → (𝐴 # 0 → (1 / 𝐴) ∈ ℚ))
7574imp 122 . 2 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 # 0) → (1 / 𝐴) ∈ ℚ)
7611, 75syldan 276 1 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (1 / 𝐴) ∈ ℚ)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 102  wb 103   = wceq 1285  wcel 1434  wne 2249  wrex 2354   class class class wbr 3806  (class class class)co 5565  cc 7118  0cc0 7120  1c1 7121   · cmul 7125   # cap 7825   / cdiv 7904  cn 8183  cz 8509  cq 8862
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 577  ax-in2 578  ax-io 663  ax-5 1377  ax-7 1378  ax-gen 1379  ax-ie1 1423  ax-ie2 1424  ax-8 1436  ax-10 1437  ax-11 1438  ax-i12 1439  ax-bndl 1440  ax-4 1441  ax-13 1445  ax-14 1446  ax-17 1460  ax-i9 1464  ax-ial 1468  ax-i5r 1469  ax-ext 2065  ax-sep 3917  ax-pow 3969  ax-pr 3993  ax-un 4217  ax-setind 4309  ax-cnex 7206  ax-resscn 7207  ax-1cn 7208  ax-1re 7209  ax-icn 7210  ax-addcl 7211  ax-addrcl 7212  ax-mulcl 7213  ax-mulrcl 7214  ax-addcom 7215  ax-mulcom 7216  ax-addass 7217  ax-mulass 7218  ax-distr 7219  ax-i2m1 7220  ax-0lt1 7221  ax-1rid 7222  ax-0id 7223  ax-rnegex 7224  ax-precex 7225  ax-cnre 7226  ax-pre-ltirr 7227  ax-pre-ltwlin 7228  ax-pre-lttrn 7229  ax-pre-apti 7230  ax-pre-ltadd 7231  ax-pre-mulgt0 7232  ax-pre-mulext 7233
This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-3or 921  df-3an 922  df-tru 1288  df-fal 1291  df-nf 1391  df-sb 1688  df-eu 1946  df-mo 1947  df-clab 2070  df-cleq 2076  df-clel 2079  df-nfc 2212  df-ne 2250  df-nel 2345  df-ral 2358  df-rex 2359  df-reu 2360  df-rmo 2361  df-rab 2362  df-v 2613  df-sbc 2826  df-csb 2919  df-dif 2985  df-un 2987  df-in 2989  df-ss 2996  df-pw 3403  df-sn 3423  df-pr 3424  df-op 3426  df-uni 3623  df-int 3658  df-iun 3701  df-br 3807  df-opab 3861  df-mpt 3862  df-id 4077  df-po 4080  df-iso 4081  df-xp 4398  df-rel 4399  df-cnv 4400  df-co 4401  df-dm 4402  df-rn 4403  df-res 4404  df-ima 4405  df-iota 4918  df-fun 4955  df-fn 4956  df-f 4957  df-fv 4961  df-riota 5521  df-ov 5568  df-oprab 5569  df-mpt2 5570  df-1st 5820  df-2nd 5821  df-pnf 7294  df-mnf 7295  df-xr 7296  df-ltxr 7297  df-le 7298  df-sub 7425  df-neg 7426  df-reap 7819  df-ap 7826  df-div 7905  df-inn 8184  df-n0 8433  df-z 8510  df-q 8863
This theorem is referenced by:  qdivcl  8886  qexpclz  9671
  Copyright terms: Public domain W3C validator