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

Theorem ccfldextdgrr 34028
Description: The degree of the field extension of the complex numbers over the real numbers is 2. (Suggested by GL, 4-Aug-2023.) (Contributed by Thierry Arnoux, 20-Aug-2023.)
Assertion
Ref Expression
ccfldextdgrr (ℂfld[:]ℝfld) = 2

Proof of Theorem ccfldextdgrr
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ccfldextrr 34002 . . 3 fld/FldExtfld
2 extdgval 34009 . . 3 (ℂfld/FldExtfld → (ℂfld[:]ℝfld) = (dim‘((subringAlg ‘ℂfld)‘(Base‘ℝfld))))
31, 2ax-mp 5 . 2 (ℂfld[:]ℝfld) = (dim‘((subringAlg ‘ℂfld)‘(Base‘ℝfld)))
4 rebase 21735 . . . 4 ℝ = (Base‘ℝfld)
54fveq2i 6884 . . 3 ((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ) = ((subringAlg ‘ℂfld)‘(Base‘ℝfld))
65fveq2i 6884 . 2 (dim‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)) = (dim‘((subringAlg ‘ℂfld)‘(Base‘ℝfld)))
7 ccfldsrarelvec 34027 . . . 4 ((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ) ∈ LVec
8 df-pr 4591 . . . . . 6 {1, i} = ({1} ∪ {i})
9 eqid 2761 . . . . . . . 8 (LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)) = (LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
10 eqidd 2762 . . . . . . . . . 10 (⊤ → ((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ) = ((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
11 cnfld0 21525 . . . . . . . . . . 11 0 = (0g‘ℂfld)
1211a1i 11 . . . . . . . . . 10 (⊤ → 0 = (0g‘ℂfld))
13 ax-resscn 11156 . . . . . . . . . . . 12 ℝ ⊆ ℂ
14 cnfldbas 21505 . . . . . . . . . . . 12 ℂ = (Base‘ℂfld)
1513, 14sseqtri 3984 . . . . . . . . . . 11 ℝ ⊆ (Base‘ℂfld)
1615a1i 11 . . . . . . . . . 10 (⊤ → ℝ ⊆ (Base‘ℂfld))
1710, 12, 16sralmod0 21288 . . . . . . . . 9 (⊤ → 0 = (0g‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)))
1817mptru 1575 . . . . . . . 8 0 = (0g‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
197a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → ((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ) ∈ LVec)
20 ax-1cn 11157 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℂ
21 ax-1ne0 11168 . . . . . . . . . 10 1 ≠ 0
2210, 16srabase 21277 . . . . . . . . . . . . 13 (⊤ → (Base‘ℂfld) = (Base‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)))
2322mptru 1575 . . . . . . . . . . . 12 (Base‘ℂfld) = (Base‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
2414, 23eqtri 2784 . . . . . . . . . . 11 ℂ = (Base‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
2524, 18lindssn 33657 . . . . . . . . . 10 ((((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ) ∈ LVec ∧ 1 ∈ ℂ ∧ 1 ≠ 0) → {1} ∈ (LIndS‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)))
267, 20, 21, 25mp3an 1488 . . . . . . . . 9 {1} ∈ (LIndS‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
2726a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → {1} ∈ (LIndS‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)))
28 ax-icn 11158 . . . . . . . . . 10 i ∈ ℂ
29 ine0 11648 . . . . . . . . . 10 i ≠ 0
3024, 18lindssn 33657 . . . . . . . . . 10 ((((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ) ∈ LVec ∧ i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0) → {i} ∈ (LIndS‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)))
317, 28, 29, 30mp3an 1488 . . . . . . . . 9 {i} ∈ (LIndS‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
3231a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → {i} ∈ (LIndS‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)))
33 lveclmod 21206 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ) ∈ LVec → ((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ) ∈ LMod)
347, 33ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 ((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ) ∈ LMod
35 df-refld 21734 . . . . . . . . . . . . . . . 16 fld = (ℂflds ℝ)
3610, 16srasca 21280 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (⊤ → (ℂflds ℝ) = (Scalar‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)))
3736mptru 1575 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (ℂflds ℝ) = (Scalar‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
3835, 37eqtri 2784 . . . . . . . . . . . . . . 15 fld = (Scalar‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
39 cnfldmul 21509 . . . . . . . . . . . . . . . 16 · = (.r‘ℂfld)
4010, 16sravsca 21281 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (⊤ → (.r‘ℂfld) = ( ·𝑠 ‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)))
4140mptru 1575 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (.r‘ℂfld) = ( ·𝑠 ‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
4239, 41eqtri 2784 . . . . . . . . . . . . . . 15 · = ( ·𝑠 ‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
4338, 4, 24, 42, 9ellspsn 21103 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ) ∈ LMod ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝑧 ∈ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1}) ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ 𝑧 = (𝑥 · 1)))
4434, 20, 43mp2an 704 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 ∈ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1}) ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ 𝑧 = (𝑥 · 1))
4538, 4, 24, 42, 9ellspsn 21103 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ) ∈ LMod ∧ i ∈ ℂ) → (𝑧 ∈ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{i}) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑧 = (𝑦 · i)))
4634, 28, 45mp2an 704 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 ∈ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{i}) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑧 = (𝑦 · i))
4744, 46anbi12i 639 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑧 ∈ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1}) ∧ 𝑧 ∈ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{i})) ↔ (∃𝑥 ∈ ℝ 𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑧 = (𝑦 · i)))
48 reeanv 3235 . . . . . . . . . . . 12 (∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i)) ↔ (∃𝑥 ∈ ℝ 𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑧 = (𝑦 · i)))
49 simprl 782 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → 𝑧 = (𝑥 · 1))
50 simpll 778 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → 𝑥 ∈ ℝ)
5150recnd 11236 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → 𝑥 ∈ ℂ)
5251mulridd 11225 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → (𝑥 · 1) = 𝑥)
5349, 52eqtrd 2796 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → 𝑧 = 𝑥)
5453negeqd 11450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → -𝑧 = -𝑥)
55 simprr 784 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → 𝑧 = (𝑦 · i))
56 simplr 780 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → 𝑦 ∈ ℝ)
5756recnd 11236 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → 𝑦 ∈ ℂ)
5828a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → i ∈ ℂ)
5957, 58mulcomd 11229 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → (𝑦 · i) = (i · 𝑦))
6055, 59eqtrd 2796 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → 𝑧 = (i · 𝑦))
6154, 60oveq12d 7428 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → (-𝑧 + 𝑧) = (-𝑥 + (i · 𝑦)))
6253, 51eqeltrd 2861 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → 𝑧 ∈ ℂ)
6362subidd 11556 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → (𝑧𝑧) = 0)
6463negeqd 11450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → -(𝑧𝑧) = -0)
6562, 62negsubdid 11583 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → -(𝑧𝑧) = (-𝑧 + 𝑧))
66 neg0 11503 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 -0 = 0
6766a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → -0 = 0)
6864, 65, 673eqtr3d 2804 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → (-𝑧 + 𝑧) = 0)
6961, 68eqtr3d 2798 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → (-𝑥 + (i · 𝑦)) = 0)
7050renegcld 11640 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → -𝑥 ∈ ℝ)
71 creq0 33047 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((-𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((-𝑥 = 0 ∧ 𝑦 = 0) ↔ (-𝑥 + (i · 𝑦)) = 0))
7270, 56, 71syl2anc 595 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → ((-𝑥 = 0 ∧ 𝑦 = 0) ↔ (-𝑥 + (i · 𝑦)) = 0))
7369, 72mpbird 260 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → (-𝑥 = 0 ∧ 𝑦 = 0))
7473simpld 499 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → -𝑥 = 0)
7551, 74negcon1ad 11563 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → -0 = 𝑥)
7653, 75, 673eqtr2d 2802 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))) → 𝑧 = 0)
7776ex 417 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i)) → 𝑧 = 0))
7877rexlimivv 3205 . . . . . . . . . . . . 13 (∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i)) → 𝑧 = 0)
79 0red 11210 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = 0 → 0 ∈ ℝ)
80 simpr 489 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑧 = 0 ∧ 𝑥 = 0) → 𝑥 = 0)
8180oveq1d 7425 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑧 = 0 ∧ 𝑥 = 0) → (𝑥 · 1) = (0 · 1))
8281eqeq2d 2772 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑧 = 0 ∧ 𝑥 = 0) → (𝑧 = (𝑥 · 1) ↔ 𝑧 = (0 · 1)))
8382anbi1d 642 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑧 = 0 ∧ 𝑥 = 0) → ((𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i)) ↔ (𝑧 = (0 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))))
8483rexbidv 3187 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑧 = 0 ∧ 𝑥 = 0) → (∃𝑦 ∈ ℝ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i)) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ (𝑧 = (0 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i))))
85 simpr 489 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑧 = 0 ∧ 𝑦 = 0) → 𝑦 = 0)
8685oveq1d 7425 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑧 = 0 ∧ 𝑦 = 0) → (𝑦 · i) = (0 · i))
8786eqeq2d 2772 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑧 = 0 ∧ 𝑦 = 0) → (𝑧 = (𝑦 · i) ↔ 𝑧 = (0 · i)))
8887anbi2d 641 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑧 = 0 ∧ 𝑦 = 0) → ((𝑧 = (0 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i)) ↔ (𝑧 = (0 · 1) ∧ 𝑧 = (0 · i))))
8920mul02i 11398 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (0 · 1) = 0
9089eqeq2i 2774 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑧 = (0 · 1) ↔ 𝑧 = 0)
9190biimpri 231 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑧 = 0 → 𝑧 = (0 · 1))
9228mul02i 11398 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (0 · i) = 0
9392eqeq2i 2774 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑧 = (0 · i) ↔ 𝑧 = 0)
9493biimpri 231 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑧 = 0 → 𝑧 = (0 · i))
9591, 94jca 520 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 = 0 → (𝑧 = (0 · 1) ∧ 𝑧 = (0 · i)))
9679, 88, 95rspcedvd 3582 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = 0 → ∃𝑦 ∈ ℝ (𝑧 = (0 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i)))
9779, 84, 96rspcedvd 3582 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = 0 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i)))
9878, 97impbii 212 . . . . . . . . . . . 12 (∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ (𝑧 = (𝑥 · 1) ∧ 𝑧 = (𝑦 · i)) ↔ 𝑧 = 0)
9947, 48, 983bitr2i 302 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 ∈ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1}) ∧ 𝑧 ∈ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{i})) ↔ 𝑧 = 0)
100 elin 3920 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ (((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1}) ∩ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{i})) ↔ (𝑧 ∈ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1}) ∧ 𝑧 ∈ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{i})))
101 velsn 4604 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ {0} ↔ 𝑧 = 0)
10299, 100, 1013bitr4i 306 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ (((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1}) ∩ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{i})) ↔ 𝑧 ∈ {0})
103102eqriv 2758 . . . . . . . . 9 (((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1}) ∩ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{i})) = {0}
104103a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → (((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1}) ∩ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{i})) = {0})
1059, 18, 19, 27, 32, 104lindsun 33981 . . . . . . 7 (⊤ → ({1} ∪ {i}) ∈ (LIndS‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)))
106105mptru 1575 . . . . . 6 ({1} ∪ {i}) ∈ (LIndS‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
1078, 106eqeltri 2857 . . . . 5 {1, i} ∈ (LIndS‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
108 cnfldadd 21507 . . . . . . . . . 10 + = (+g‘ℂfld)
10910, 16sraaddg 21278 . . . . . . . . . . 11 (⊤ → (+g‘ℂfld) = (+g‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)))
110109mptru 1575 . . . . . . . . . 10 (+g‘ℂfld) = (+g‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
111108, 110eqtri 2784 . . . . . . . . 9 + = (+g‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
11234a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → ((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ) ∈ LMod)
113 1cnd 11201 . . . . . . . . 9 (⊤ → 1 ∈ ℂ)
11428a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → i ∈ ℂ)
11524, 111, 38, 4, 42, 9, 112, 113, 114lspprel 21194 . . . . . . . 8 (⊤ → (𝑧 ∈ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1, i}) ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑧 = ((𝑥 · 1) + (𝑦 · i))))
116115mptru 1575 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1, i}) ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑧 = ((𝑥 · 1) + (𝑦 · i)))
117 simpl 487 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ ℝ)
118117recnd 11236 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ ℂ)
119 1cnd 11201 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 1 ∈ ℂ)
120118, 119mulcld 11228 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑥 · 1) ∈ ℂ)
121 simpr 489 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑦 ∈ ℝ)
122121recnd 11236 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑦 ∈ ℂ)
12328a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → i ∈ ℂ)
124122, 123mulcld 11228 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑦 · i) ∈ ℂ)
125120, 124addcld 11227 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑥 · 1) + (𝑦 · i)) ∈ ℂ)
126 eleq1 2849 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = ((𝑥 · 1) + (𝑦 · i)) → (𝑧 ∈ ℂ ↔ ((𝑥 · 1) + (𝑦 · i)) ∈ ℂ))
127125, 126syl5ibrcom 250 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑧 = ((𝑥 · 1) + (𝑦 · i)) → 𝑧 ∈ ℂ))
128127rexlimivv 3205 . . . . . . . 8 (∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑧 = ((𝑥 · 1) + (𝑦 · i)) → 𝑧 ∈ ℂ)
129 recl 15161 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℂ → (ℜ‘𝑧) ∈ ℝ)
130 simpr 489 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑥 = (ℜ‘𝑧)) → 𝑥 = (ℜ‘𝑧))
131130oveq1d 7425 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑥 = (ℜ‘𝑧)) → (𝑥 · 1) = ((ℜ‘𝑧) · 1))
132131oveq1d 7425 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑥 = (ℜ‘𝑧)) → ((𝑥 · 1) + (𝑦 · i)) = (((ℜ‘𝑧) · 1) + (𝑦 · i)))
133132eqeq2d 2772 . . . . . . . . . 10 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑥 = (ℜ‘𝑧)) → (𝑧 = ((𝑥 · 1) + (𝑦 · i)) ↔ 𝑧 = (((ℜ‘𝑧) · 1) + (𝑦 · i))))
134133rexbidv 3187 . . . . . . . . 9 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑥 = (ℜ‘𝑧)) → (∃𝑦 ∈ ℝ 𝑧 = ((𝑥 · 1) + (𝑦 · i)) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑧 = (((ℜ‘𝑧) · 1) + (𝑦 · i))))
135 imcl 15162 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ ℂ → (ℑ‘𝑧) ∈ ℝ)
136 simpr 489 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑦 = (ℑ‘𝑧)) → 𝑦 = (ℑ‘𝑧))
137136oveq1d 7425 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑦 = (ℑ‘𝑧)) → (𝑦 · i) = ((ℑ‘𝑧) · i))
138137oveq2d 7426 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑦 = (ℑ‘𝑧)) → (((ℜ‘𝑧) · 1) + (𝑦 · i)) = (((ℜ‘𝑧) · 1) + ((ℑ‘𝑧) · i)))
139138eqeq2d 2772 . . . . . . . . . 10 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑦 = (ℑ‘𝑧)) → (𝑧 = (((ℜ‘𝑧) · 1) + (𝑦 · i)) ↔ 𝑧 = (((ℜ‘𝑧) · 1) + ((ℑ‘𝑧) · i))))
140 replim 15167 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ ℂ → 𝑧 = ((ℜ‘𝑧) + (i · (ℑ‘𝑧))))
141129recnd 11236 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 ∈ ℂ → (ℜ‘𝑧) ∈ ℂ)
142141mulridd 11225 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ ℂ → ((ℜ‘𝑧) · 1) = (ℜ‘𝑧))
143135recnd 11236 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 ∈ ℂ → (ℑ‘𝑧) ∈ ℂ)
14428a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 ∈ ℂ → i ∈ ℂ)
145143, 144mulcomd 11229 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ ℂ → ((ℑ‘𝑧) · i) = (i · (ℑ‘𝑧)))
146142, 145oveq12d 7428 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ ℂ → (((ℜ‘𝑧) · 1) + ((ℑ‘𝑧) · i)) = ((ℜ‘𝑧) + (i · (ℑ‘𝑧))))
147140, 146eqtr4d 2799 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ ℂ → 𝑧 = (((ℜ‘𝑧) · 1) + ((ℑ‘𝑧) · i)))
148135, 139, 147rspcedvd 3582 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℂ → ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑧 = (((ℜ‘𝑧) · 1) + (𝑦 · i)))
149129, 134, 148rspcedvd 3582 . . . . . . . 8 (𝑧 ∈ ℂ → ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑧 = ((𝑥 · 1) + (𝑦 · i)))
150128, 149impbii 212 . . . . . . 7 (∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑧 = ((𝑥 · 1) + (𝑦 · i)) ↔ 𝑧 ∈ ℂ)
151116, 150bitri 278 . . . . . 6 (𝑧 ∈ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1, i}) ↔ 𝑧 ∈ ℂ)
152151eqriv 2758 . . . . 5 ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1, i}) = ℂ
153 eqid 2761 . . . . . 6 (LBasis‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)) = (LBasis‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
15424, 153, 9islbs4 21961 . . . . 5 ({1, i} ∈ (LBasis‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)) ↔ ({1, i} ∈ (LIndS‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)) ∧ ((LSpan‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))‘{1, i}) = ℂ))
155107, 152, 154mpbir2an 723 . . . 4 {1, i} ∈ (LBasis‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))
156153dimval 33957 . . . 4 ((((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ) ∈ LVec ∧ {1, i} ∈ (LBasis‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ))) → (dim‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)) = (♯‘{1, i}))
1577, 155, 156mp2an 704 . . 3 (dim‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)) = (♯‘{1, i})
158 1nei 33048 . . . 4 1 ≠ i
159 hashprg 14431 . . . . 5 ((1 ∈ ℂ ∧ i ∈ ℂ) → (1 ≠ i ↔ (♯‘{1, i}) = 2))
16020, 28, 159mp2an 704 . . . 4 (1 ≠ i ↔ (♯‘{1, i}) = 2)
161158, 160mpbi 233 . . 3 (♯‘{1, i}) = 2
162157, 161eqtri 2784 . 2 (dim‘((subringAlg ‘ℂfld)‘ℝ)) = 2
1633, 6, 1623eqtr2i 2790 1 (ℂfld[:]ℝfld) = 2
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wb 209  wa 400   = wceq 1568  wtru 1569  wcel 2141  wne 2956  wrex 3087  cun 3902  cin 3903  wss 3904  {csn 4588  {cpr 4590   class class class wbr 5108  cfv 6536  (class class class)co 7410  cc 11097  cr 11098  0cc0 11099  1c1 11100  ici 11101   + caddc 11102   · cmul 11104  cmin 11440  -cneg 11441  2c2 12294  chash 14366  cre 15148  cim 15149  Basecbs 17268  s cress 17289  +gcplusg 17309  .rcmulr 17310  Scalarcsca 17312   ·𝑠 cvsca 17313  0gc0g 17491  LModclmod 20960  LSpanclspn 21071  LBasisclbs 21174  LVecclvec 21202  subringAlg csra 21271  fldccnfld 21501  fldcrefld 21733  LIndSclinds 21934  dimcldim 33955  /FldExtcfldext 33994  [:]cextdg 33996
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1823  ax-4 1837  ax-5 1938  ax-6 1995  ax-7 2036  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5237  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-reg 9553  ax-inf2 9609  ax-ac2 10446  ax-cnex 11155  ax-resscn 11156  ax-1cn 11157  ax-icn 11158  ax-addcl 11159  ax-addrcl 11160  ax-mulcl 11161  ax-mulrcl 11162  ax-mulcom 11163  ax-addass 11164  ax-mulass 11165  ax-distr 11166  ax-i2m1 11167  ax-1ne0 11168  ax-1rid 11169  ax-rnegex 11170  ax-rrecex 11171  ax-cnre 11172  ax-pre-lttri 11173  ax-pre-lttrn 11174  ax-pre-ltadd 11175  ax-pre-mulgt0 11176  ax-addf 11178  ax-mulf 11179
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1571  df-fal 1581  df-ex 1808  df-nf 1812  df-sb 2095  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4595  df-uni 4872  df-int 4912  df-iun 4957  df-iin 4958  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-se 5615  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7862  df-1st 7985  df-2nd 7986  df-tpos 8221  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-1o 8452  df-2o 8453  df-oadd 8456  df-er 8693  df-map 8825  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-fin 8946  df-oi 9471  df-r1 9735  df-rank 9736  df-dju 9886  df-card 9924  df-acn 9927  df-ac 10099  df-pnf 11244  df-mnf 11245  df-xr 11246  df-ltxr 11247  df-le 11248  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11871  df-nn 12233  df-2 12302  df-3 12303  df-4 12304  df-5 12305  df-6 12306  df-7 12307  df-8 12308  df-9 12309  df-n0 12504  df-xnn0 12577  df-z 12591  df-dec 12711  df-uz 12862  df-fz 13535  df-hash 14367  df-cj 15150  df-re 15151  df-im 15152  df-struct 17206  df-sets 17223  df-slot 17241  df-ndx 17253  df-base 17269  df-ress 17290  df-plusg 17322  df-mulr 17323  df-starv 17324  df-sca 17325  df-vsca 17326  df-ip 17327  df-tset 17328  df-ple 17329  df-ocomp 17330  df-ds 17331  df-unif 17332  df-0g 17493  df-mre 17637  df-mrc 17638  df-mri 17639  df-acs 17640  df-proset 18349  df-drs 18350  df-poset 18368  df-ipo 18583  df-mgm 18697  df-sgrp 18776  df-mnd 18792  df-submnd 18841  df-grp 19002  df-minusg 19003  df-sbg 19004  df-subg 19188  df-cntz 19386  df-lsm 19705  df-cmn 19851  df-abl 19852  df-mgp 20216  df-rng 20230  df-ur 20263  df-ring 20316  df-cring 20317  df-oppr 20418  df-dvdsr 20438  df-unit 20439  df-invr 20469  df-dvr 20482  df-subrng 20630  df-subrg 20654  df-drng 20814  df-field 20815  df-lmod 20962  df-lss 21032  df-lsp 21072  df-lbs 21175  df-lvec 21203  df-sra 21273  df-cnfld 21502  df-refld 21734  df-lindf 21935  df-linds 21936  df-dim 33956  df-fldext 33997  df-extdg 33998
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator