Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  1fldgenq Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 1fldgenq 33303
Description: The field of rational numbers is generated by 1 in fld, that is, is the prime field of fld. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Jan-2025.)
Assertion
Ref Expression
1fldgenq (ℂfld fldGen {1}) = ℚ

Proof of Theorem 1fldgenq
Dummy variables 𝑞 𝑝 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cnfldbas 21385 . . . . 5 ℂ = (Base‘ℂfld)
2 cndrng 21428 . . . . . 6 fld ∈ DivRing
32a1i 11 . . . . 5 (⊤ → ℂfld ∈ DivRing)
4 qsscn 12999 . . . . . 6 ℚ ⊆ ℂ
54a1i 11 . . . . 5 (⊤ → ℚ ⊆ ℂ)
6 1z 12644 . . . . . . . 8 1 ∈ ℤ
7 snssi 4812 . . . . . . . 8 (1 ∈ ℤ → {1} ⊆ ℤ)
86, 7ax-mp 5 . . . . . . 7 {1} ⊆ ℤ
9 zssq 12995 . . . . . . 7 ℤ ⊆ ℚ
108, 9sstri 4004 . . . . . 6 {1} ⊆ ℚ
1110a1i 11 . . . . 5 (⊤ → {1} ⊆ ℚ)
121, 3, 5, 11fldgenss 33297 . . . 4 (⊤ → (ℂfld fldGen {1}) ⊆ (ℂfld fldGen ℚ))
13 qsubdrg 21454 . . . . . . . 8 (ℚ ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ (ℂflds ℚ) ∈ DivRing)
1413simpli 483 . . . . . . 7 ℚ ∈ (SubRing‘ℂfld)
1513simpri 485 . . . . . . 7 (ℂflds ℚ) ∈ DivRing
16 issdrg 20805 . . . . . . 7 (ℚ ∈ (SubDRing‘ℂfld) ↔ (ℂfld ∈ DivRing ∧ ℚ ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ (ℂflds ℚ) ∈ DivRing))
172, 14, 15, 16mpbir3an 1340 . . . . . 6 ℚ ∈ (SubDRing‘ℂfld)
1817a1i 11 . . . . 5 (⊤ → ℚ ∈ (SubDRing‘ℂfld))
191, 3, 18fldgenidfld 33298 . . . 4 (⊤ → (ℂfld fldGen ℚ) = ℚ)
2012, 19sseqtrd 4035 . . 3 (⊤ → (ℂfld fldGen {1}) ⊆ ℚ)
21 elq 12989 . . . . . 6 (𝑧 ∈ ℚ ↔ ∃𝑝 ∈ ℤ ∃𝑞 ∈ ℕ 𝑧 = (𝑝 / 𝑞))
22 cnflddiv 21430 . . . . . . . . 9 / = (/r‘ℂfld)
23 cnfld0 21422 . . . . . . . . 9 0 = (0g‘ℂfld)
2411, 4sstrdi 4007 . . . . . . . . . . . 12 (⊤ → {1} ⊆ ℂ)
251, 3, 24fldgensdrg 33295 . . . . . . . . . . 11 (⊤ → (ℂfld fldGen {1}) ∈ (SubDRing‘ℂfld))
2625mptru 1543 . . . . . . . . . 10 (ℂfld fldGen {1}) ∈ (SubDRing‘ℂfld)
2726a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) → (ℂfld fldGen {1}) ∈ (SubDRing‘ℂfld))
28 ax-1cn 11210 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℂ
29 cnfldmulg 21433 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝑝(.g‘ℂfld)1) = (𝑝 · 1))
3028, 29mpan2 691 . . . . . . . . . . . 12 (𝑝 ∈ ℤ → (𝑝(.g‘ℂfld)1) = (𝑝 · 1))
31 zre 12614 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑝 ∈ ℤ → 𝑝 ∈ ℝ)
32 ax-1rid 11222 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑝 ∈ ℝ → (𝑝 · 1) = 𝑝)
3331, 32syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑝 ∈ ℤ → (𝑝 · 1) = 𝑝)
3430, 33eqtrd 2774 . . . . . . . . . . 11 (𝑝 ∈ ℤ → (𝑝(.g‘ℂfld)1) = 𝑝)
35 issdrg 20805 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((ℂfld fldGen {1}) ∈ (SubDRing‘ℂfld) ↔ (ℂfld ∈ DivRing ∧ (ℂfld fldGen {1}) ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ (ℂflds (ℂfld fldGen {1})) ∈ DivRing))
3626, 35mpbi 230 . . . . . . . . . . . . . 14 (ℂfld ∈ DivRing ∧ (ℂfld fldGen {1}) ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ (ℂflds (ℂfld fldGen {1})) ∈ DivRing)
3736simp2i 1139 . . . . . . . . . . . . 13 (ℂfld fldGen {1}) ∈ (SubRing‘ℂfld)
38 subrgsubg 20593 . . . . . . . . . . . . 13 ((ℂfld fldGen {1}) ∈ (SubRing‘ℂfld) → (ℂfld fldGen {1}) ∈ (SubGrp‘ℂfld))
3937, 38ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (ℂfld fldGen {1}) ∈ (SubGrp‘ℂfld)
401, 3, 24fldgenssid 33294 . . . . . . . . . . . . . 14 (⊤ → {1} ⊆ (ℂfld fldGen {1}))
41 1ex 11254 . . . . . . . . . . . . . . 15 1 ∈ V
4241snss 4789 . . . . . . . . . . . . . 14 (1 ∈ (ℂfld fldGen {1}) ↔ {1} ⊆ (ℂfld fldGen {1}))
4340, 42sylibr 234 . . . . . . . . . . . . 13 (⊤ → 1 ∈ (ℂfld fldGen {1}))
4443mptru 1543 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ (ℂfld fldGen {1})
45 eqid 2734 . . . . . . . . . . . . 13 (.g‘ℂfld) = (.g‘ℂfld)
4645subgmulgcl 19169 . . . . . . . . . . . 12 (((ℂfld fldGen {1}) ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 𝑝 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ (ℂfld fldGen {1})) → (𝑝(.g‘ℂfld)1) ∈ (ℂfld fldGen {1}))
4739, 44, 46mp3an13 1451 . . . . . . . . . . 11 (𝑝 ∈ ℤ → (𝑝(.g‘ℂfld)1) ∈ (ℂfld fldGen {1}))
4834, 47eqeltrrd 2839 . . . . . . . . . 10 (𝑝 ∈ ℤ → 𝑝 ∈ (ℂfld fldGen {1}))
4948adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) → 𝑝 ∈ (ℂfld fldGen {1}))
5048ssriv 3998 . . . . . . . . . 10 ℤ ⊆ (ℂfld fldGen {1})
51 nnz 12631 . . . . . . . . . . 11 (𝑞 ∈ ℕ → 𝑞 ∈ ℤ)
5251adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) → 𝑞 ∈ ℤ)
5350, 52sselid 3992 . . . . . . . . 9 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) → 𝑞 ∈ (ℂfld fldGen {1}))
54 nnne0 12297 . . . . . . . . . 10 (𝑞 ∈ ℕ → 𝑞 ≠ 0)
5554adantl 481 . . . . . . . . 9 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) → 𝑞 ≠ 0)
5622, 23, 27, 49, 53, 55sdrgdvcl 33280 . . . . . . . 8 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) → (𝑝 / 𝑞) ∈ (ℂfld fldGen {1}))
57 eleq1 2826 . . . . . . . 8 (𝑧 = (𝑝 / 𝑞) → (𝑧 ∈ (ℂfld fldGen {1}) ↔ (𝑝 / 𝑞) ∈ (ℂfld fldGen {1})))
5856, 57syl5ibrcom 247 . . . . . . 7 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℕ) → (𝑧 = (𝑝 / 𝑞) → 𝑧 ∈ (ℂfld fldGen {1})))
5958rexlimivv 3198 . . . . . 6 (∃𝑝 ∈ ℤ ∃𝑞 ∈ ℕ 𝑧 = (𝑝 / 𝑞) → 𝑧 ∈ (ℂfld fldGen {1}))
6021, 59sylbi 217 . . . . 5 (𝑧 ∈ ℚ → 𝑧 ∈ (ℂfld fldGen {1}))
6160ssriv 3998 . . . 4 ℚ ⊆ (ℂfld fldGen {1})
6261a1i 11 . . 3 (⊤ → ℚ ⊆ (ℂfld fldGen {1}))
6320, 62eqssd 4012 . 2 (⊤ → (ℂfld fldGen {1}) = ℚ)
6463mptru 1543 1 (ℂfld fldGen {1}) = ℚ
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395  w3a 1086   = wceq 1536  wtru 1537  wcel 2105  wne 2937  wrex 3067  wss 3962  {csn 4630  cfv 6562  (class class class)co 7430  cc 11150  cr 11151  0cc0 11152  1c1 11153   · cmul 11157   / cdiv 11917  cn 12263  cz 12610  cq 12987  s cress 17273  .gcmg 19097  SubGrpcsubg 19150  SubRingcsubrg 20585  DivRingcdr 20745  SubDRingcsdrg 20803  fldccnfld 21381   fldGen cfldgen 33291
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1791  ax-4 1805  ax-5 1907  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2138  ax-11 2154  ax-12 2174  ax-ext 2705  ax-rep 5284  ax-sep 5301  ax-nul 5311  ax-pow 5370  ax-pr 5437  ax-un 7753  ax-cnex 11208  ax-resscn 11209  ax-1cn 11210  ax-icn 11211  ax-addcl 11212  ax-addrcl 11213  ax-mulcl 11214  ax-mulrcl 11215  ax-mulcom 11216  ax-addass 11217  ax-mulass 11218  ax-distr 11219  ax-i2m1 11220  ax-1ne0 11221  ax-1rid 11222  ax-rnegex 11223  ax-rrecex 11224  ax-cnre 11225  ax-pre-lttri 11226  ax-pre-lttrn 11227  ax-pre-ltadd 11228  ax-pre-mulgt0 11229  ax-addf 11231
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1776  df-nf 1780  df-sb 2062  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2726  df-clel 2813  df-nfc 2889  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3433  df-v 3479  df-sbc 3791  df-csb 3908  df-dif 3965  df-un 3967  df-in 3969  df-ss 3979  df-pss 3982  df-nul 4339  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-tp 4635  df-op 4637  df-uni 4912  df-int 4951  df-iun 4997  df-iin 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5640  df-we 5642  df-xp 5694  df-rel 5695  df-cnv 5696  df-co 5697  df-dm 5698  df-rn 5699  df-res 5700  df-ima 5701  df-pred 6322  df-ord 6388  df-on 6389  df-lim 6390  df-suc 6391  df-iota 6515  df-fun 6564  df-fn 6565  df-f 6566  df-f1 6567  df-fo 6568  df-f1o 6569  df-fv 6570  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7887  df-1st 8012  df-2nd 8013  df-tpos 8249  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8409  df-rdg 8448  df-1o 8504  df-er 8743  df-en 8984  df-dom 8985  df-sdom 8986  df-fin 8987  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11491  df-neg 11492  df-div 11918  df-nn 12264  df-2 12326  df-3 12327  df-4 12328  df-5 12329  df-6 12330  df-7 12331  df-8 12332  df-9 12333  df-n0 12524  df-z 12611  df-dec 12731  df-uz 12876  df-q 12988  df-fz 13544  df-seq 14039  df-struct 17180  df-sets 17197  df-slot 17215  df-ndx 17227  df-base 17245  df-ress 17274  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-starv 17312  df-tset 17316  df-ple 17317  df-ds 17319  df-unif 17320  df-0g 17487  df-mgm 18665  df-sgrp 18744  df-mnd 18760  df-grp 18966  df-minusg 18967  df-mulg 19098  df-subg 19153  df-cmn 19814  df-abl 19815  df-mgp 20152  df-rng 20170  df-ur 20199  df-ring 20252  df-cring 20253  df-oppr 20350  df-dvdsr 20373  df-unit 20374  df-invr 20404  df-dvr 20417  df-subrng 20562  df-subrg 20586  df-drng 20747  df-sdrg 20804  df-cnfld 21382  df-fldgen 33292
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator