Theorem qaddcl 9181

Description: Closure of addition of rationals. (Contributed by NM, 1-Aug-2004.)

Assertion

Ref	Expression
qaddcl	⊢ ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)

Proof of Theorem qaddcl

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 𝑤 𝑣 𝑢 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elq 9168	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℚ ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦))
2		elq 9168	. 2 ⊢ (𝐵 ∈ ℚ ↔ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤))
3		nnz 8830	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑤 ∈ ℕ → 𝑤 ∈ ℤ)
4		zmulcl 8864	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → (𝑥 · 𝑤) ∈ ℤ)
5	3, 4	sylan2 281	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) → (𝑥 · 𝑤) ∈ ℤ)
6	5	ad2ant2rl 496	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → (𝑥 · 𝑤) ∈ ℤ)
7		simpl 108	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) → 𝑧 ∈ ℤ)
8		nnz 8830	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℤ)
9	8	adantl 272	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝑦 ∈ ℤ)
10		zmulcl 8864	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑧 · 𝑦) ∈ ℤ)
11	7, 9, 10	syl2anr 285	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → (𝑧 · 𝑦) ∈ ℤ)
12	6, 11	zaddcld 8933	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑥 · 𝑤) + (𝑧 · 𝑦)) ∈ ℤ)
13	12	adantr 271	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) ∧ (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤))) → ((𝑥 · 𝑤) + (𝑧 · 𝑦)) ∈ ℤ)
14		nnmulcl 8504	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) → (𝑦 · 𝑤) ∈ ℕ)
15	14	ad2ant2l 493	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → (𝑦 · 𝑤) ∈ ℕ)
16	15	adantr 271	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) ∧ (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤))) → (𝑦 · 𝑤) ∈ ℕ)
17		oveq12 5675	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → (𝐴 + 𝐵) = ((𝑥 / 𝑦) + (𝑧 / 𝑤)))
18		zcn 8816	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ ℤ → 𝑥 ∈ ℂ)
19		zcn 8816	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 ∈ ℤ → 𝑧 ∈ ℂ)
20	18, 19	anim12i 332	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ))
21		nncn 8491	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℂ)
22		nnap0 8512	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 # 0)
23	21, 22	jca 301	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑦 # 0))
24		nncn 8491	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑤 ∈ ℕ → 𝑤 ∈ ℂ)
25		nnap0 8512	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑤 ∈ ℕ → 𝑤 # 0)
26	24, 25	jca 301	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑤 ∈ ℕ → (𝑤 ∈ ℂ ∧ 𝑤 # 0))
27	23, 26	anim12i 332	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) → ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑦 # 0) ∧ (𝑤 ∈ ℂ ∧ 𝑤 # 0)))
28		divadddivap 8255	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) ∧ ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑦 # 0) ∧ (𝑤 ∈ ℂ ∧ 𝑤 # 0))) → ((𝑥 / 𝑦) + (𝑧 / 𝑤)) = (((𝑥 · 𝑤) + (𝑧 · 𝑦)) / (𝑦 · 𝑤)))
29	20, 27, 28	syl2an 284	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑥 / 𝑦) + (𝑧 / 𝑤)) = (((𝑥 · 𝑤) + (𝑧 · 𝑦)) / (𝑦 · 𝑤)))
30	29	an4s 556	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑥 / 𝑦) + (𝑧 / 𝑤)) = (((𝑥 · 𝑤) + (𝑧 · 𝑦)) / (𝑦 · 𝑤)))
31	17, 30	sylan9eqr 2143	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) ∧ (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤))) → (𝐴 + 𝐵) = (((𝑥 · 𝑤) + (𝑧 · 𝑦)) / (𝑦 · 𝑤)))
32		rspceov 5705	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑥 · 𝑤) + (𝑧 · 𝑦)) ∈ ℤ ∧ (𝑦 · 𝑤) ∈ ℕ ∧ (𝐴 + 𝐵) = (((𝑥 · 𝑤) + (𝑧 · 𝑦)) / (𝑦 · 𝑤))) → ∃𝑣 ∈ ℤ ∃𝑢 ∈ ℕ (𝐴 + 𝐵) = (𝑣 / 𝑢))
33		elq 9168	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ ↔ ∃𝑣 ∈ ℤ ∃𝑢 ∈ ℕ (𝐴 + 𝐵) = (𝑣 / 𝑢))
34	32, 33	sylibr 133	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑥 · 𝑤) + (𝑧 · 𝑦)) ∈ ℤ ∧ (𝑦 · 𝑤) ∈ ℕ ∧ (𝐴 + 𝐵) = (((𝑥 · 𝑤) + (𝑧 · 𝑦)) / (𝑦 · 𝑤))) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)
35	13, 16, 31, 34	syl3anc 1175	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) ∧ (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤))) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)
36	35	an4s 556	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦)) ∧ ((𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤))) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)
37	36	exp43 365	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) → ((𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) → (𝐵 = (𝑧 / 𝑤) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ))))
38	37	rexlimivv 2495	. . . 4 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦) → ((𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) → (𝐵 = (𝑧 / 𝑤) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)))
39	38	rexlimdvv 2496	. . 3 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦) → (∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ))
40	39	imp 123	. 2 ⊢ ((∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)
41	1, 2, 40	syl2anb 286	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ∧ w3a 925   = wceq 1290   ∈ wcel 1439  ∃wrex 2361   class class class wbr 3851  (class class class)co 5666  ℂcc 7409  0cc0 7411   + caddc 7414   · cmul 7416   # cap 8119   / cdiv 8200  ℕcn 8483  ℤcz 8811  ℚcq 9165

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 580  ax-in2 581  ax-io 666  ax-5 1382  ax-7 1383  ax-gen 1384  ax-ie1 1428  ax-ie2 1429  ax-8 1441  ax-10 1442  ax-11 1443  ax-i12 1444  ax-bndl 1445  ax-4 1446  ax-13 1450  ax-14 1451  ax-17 1465  ax-i9 1469  ax-ial 1473  ax-i5r 1474  ax-ext 2071  ax-sep 3963  ax-pow 4015  ax-pr 4045  ax-un 4269  ax-setind 4366  ax-cnex 7497  ax-resscn 7498  ax-1cn 7499  ax-1re 7500  ax-icn 7501  ax-addcl 7502  ax-addrcl 7503  ax-mulcl 7504  ax-mulrcl 7505  ax-addcom 7506  ax-mulcom 7507  ax-addass 7508  ax-mulass 7509  ax-distr 7510  ax-i2m1 7511  ax-0lt1 7512  ax-1rid 7513  ax-0id 7514  ax-rnegex 7515  ax-precex 7516  ax-cnre 7517  ax-pre-ltirr 7518  ax-pre-ltwlin 7519  ax-pre-lttrn 7520  ax-pre-apti 7521  ax-pre-ltadd 7522  ax-pre-mulgt0 7523  ax-pre-mulext 7524

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3or 926  df-3an 927  df-tru 1293  df-fal 1296  df-nf 1396  df-sb 1694  df-eu 1952  df-mo 1953  df-clab 2076  df-cleq 2082  df-clel 2085  df-nfc 2218  df-ne 2257  df-nel 2352  df-ral 2365  df-rex 2366  df-reu 2367  df-rmo 2368  df-rab 2369  df-v 2622  df-sbc 2842  df-csb 2935  df-dif 3002  df-un 3004  df-in 3006  df-ss 3013  df-pw 3435  df-sn 3456  df-pr 3457  df-op 3459  df-uni 3660  df-int 3695  df-iun 3738  df-br 3852  df-opab 3906  df-mpt 3907  df-id 4129  df-po 4132  df-iso 4133  df-xp 4458  df-rel 4459  df-cnv 4460  df-co 4461  df-dm 4462  df-rn 4463  df-res 4464  df-ima 4465  df-iota 4993  df-fun 5030  df-fn 5031  df-f 5032  df-fv 5036  df-riota 5622  df-ov 5669  df-oprab 5670  df-mpt2 5671  df-1st 5925  df-2nd 5926  df-pnf 7585  df-mnf 7586  df-xr 7587  df-ltxr 7588  df-le 7589  df-sub 7716  df-neg 7717  df-reap 8113  df-ap 8120  df-div 8201  df-inn 8484  df-n0 8735  df-z 8812  df-q 9166

This theorem is referenced by:  qsubcl  9184  qrevaddcl  9190  flqbi2  9759  flqaddz  9765  flqdiv  9789  modqcyc  9827  modqadd1  9829  modqltm1p1mod  9844  modaddmodlo  9856  modsumfzodifsn  9864  addmodlteq  9866