Theorem constrrecl 34223

Description: Constructible numbers are closed under taking the real part. (Contributed by Thierry Arnoux, 5-Nov-2025.)

Hypothesis

Ref	Expression
constrcjcl.1	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ Constr)

Assertion

Ref	Expression
constrrecl	⊢ (𝜑 → (ℜ‘𝑋) ∈ Constr)

Proof of Theorem constrrecl

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 490	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℝ) → 𝑋 ∈ ℝ)
2	1	rered 15299	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℝ) → (ℜ‘𝑋) = 𝑋)
3		constrcjcl.1	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ Constr)
4	3	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℝ) → 𝑋 ∈ Constr)
5	2, 4	eqeltrd 2865	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℝ) → (ℜ‘𝑋) ∈ Constr)
6		0zd 12618	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℤ)
7	6	zconstr 34218	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ Constr)
8	7	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 ∈ ℝ) → 0 ∈ Constr)
9		1zzd 12640	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
10	9	zconstr 34218	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ Constr)
11	10	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 ∈ ℝ) → 1 ∈ Constr)
12	3	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 ∈ ℝ) → 𝑋 ∈ Constr)
13	3	constrcjcl 34222	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∗‘𝑋) ∈ Constr)
14	13	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 ∈ ℝ) → (∗‘𝑋) ∈ Constr)
15	3	constrcn 34214	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ℂ)
16	15	recld 15269	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (ℜ‘𝑋) ∈ ℝ)
17	16	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 ∈ ℝ) → (ℜ‘𝑋) ∈ ℝ)
18		halfre 12472	. . . 4 ⊢ (1 / 2) ∈ ℝ
19	18	a1i 11	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 ∈ ℝ) → (1 / 2) ∈ ℝ)
20	16	recnd 11252	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (ℜ‘𝑋) ∈ ℂ)
21	20	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 ∈ ℝ) → (ℜ‘𝑋) ∈ ℂ)
22		1cnd 11217	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
23	22	subid1d 11573	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (1 − 0) = 1)
24	23, 22	eqeltrd 2865	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (1 − 0) ∈ ℂ)
25	20, 24	mulcld 11244	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((ℜ‘𝑋) · (1 − 0)) ∈ ℂ)
26	25	addlidd 11426	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (0 + ((ℜ‘𝑋) · (1 − 0))) = ((ℜ‘𝑋) · (1 − 0)))
27	23	oveq2d 7435	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((ℜ‘𝑋) · (1 − 0)) = ((ℜ‘𝑋) · 1))
28	20	mulridd 11241	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((ℜ‘𝑋) · 1) = (ℜ‘𝑋))
29	26, 27, 28	3eqtrrd 2805	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (ℜ‘𝑋) = (0 + ((ℜ‘𝑋) · (1 − 0))))
30	29	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 ∈ ℝ) → (ℜ‘𝑋) = (0 + ((ℜ‘𝑋) · (1 − 0))))
31	15	cjcld 15271	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (∗‘𝑋) ∈ ℂ)
32	15, 31	addcld 11243	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑋 + (∗‘𝑋)) ∈ ℂ)
33		2cnd 12334	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
34		2ne0 12362	. . . . . . 7 ⊢ 2 ≠ 0
35	34	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 2 ≠ 0)
36	32, 33, 35	divrec2d 12010	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 + (∗‘𝑋)) / 2) = ((1 / 2) · (𝑋 + (∗‘𝑋))))
37		reval 15181	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 ∈ ℂ → (ℜ‘𝑋) = ((𝑋 + (∗‘𝑋)) / 2))
38	15, 37	syl 18	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (ℜ‘𝑋) = ((𝑋 + (∗‘𝑋)) / 2))
39	18	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (1 / 2) ∈ ℝ)
40	39	recnd 11252	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (1 / 2) ∈ ℂ)
41	40, 31, 15	subdid 11685	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((1 / 2) · ((∗‘𝑋) − 𝑋)) = (((1 / 2) · (∗‘𝑋)) − ((1 / 2) · 𝑋)))
42	41	oveq2d 7435	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑋 + ((1 / 2) · ((∗‘𝑋) − 𝑋))) = (𝑋 + (((1 / 2) · (∗‘𝑋)) − ((1 / 2) · 𝑋))))
43	40, 15	mulcld 11244	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((1 / 2) · 𝑋) ∈ ℂ)
44	40, 31	mulcld 11244	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((1 / 2) · (∗‘𝑋)) ∈ ℂ)
45	15, 43, 44	subadd23d 11606	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 − ((1 / 2) · 𝑋)) + ((1 / 2) · (∗‘𝑋))) = (𝑋 + (((1 / 2) · (∗‘𝑋)) − ((1 / 2) · 𝑋))))
46	22, 40, 15	subdird 11686	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((1 − (1 / 2)) · 𝑋) = ((1 · 𝑋) − ((1 / 2) · 𝑋)))
47		1mhlfehlf 12478	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (1 − (1 / 2)) = (1 / 2)
48	47	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (1 − (1 / 2)) = (1 / 2))
49	48	oveq1d 7434	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((1 − (1 / 2)) · 𝑋) = ((1 / 2) · 𝑋))
50	15	mullidd 11242	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (1 · 𝑋) = 𝑋)
51	50	oveq1d 7434	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((1 · 𝑋) − ((1 / 2) · 𝑋)) = (𝑋 − ((1 / 2) · 𝑋)))
52	46, 49, 51	3eqtr3rd 2809	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑋 − ((1 / 2) · 𝑋)) = ((1 / 2) · 𝑋))
53	52	oveq1d 7434	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 − ((1 / 2) · 𝑋)) + ((1 / 2) · (∗‘𝑋))) = (((1 / 2) · 𝑋) + ((1 / 2) · (∗‘𝑋))))
54	40, 15, 31	adddid 11248	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((1 / 2) · (𝑋 + (∗‘𝑋))) = (((1 / 2) · 𝑋) + ((1 / 2) · (∗‘𝑋))))
55	53, 54	eqtr4d 2803	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 − ((1 / 2) · 𝑋)) + ((1 / 2) · (∗‘𝑋))) = ((1 / 2) · (𝑋 + (∗‘𝑋))))
56	42, 45, 55	3eqtr2d 2806	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑋 + ((1 / 2) · ((∗‘𝑋) − 𝑋))) = ((1 / 2) · (𝑋 + (∗‘𝑋))))
57	36, 38, 56	3eqtr4d 2810	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (ℜ‘𝑋) = (𝑋 + ((1 / 2) · ((∗‘𝑋) − 𝑋))))
58	57	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 ∈ ℝ) → (ℜ‘𝑋) = (𝑋 + ((1 / 2) · ((∗‘𝑋) − 𝑋))))
59	23	fveq2d 6889	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (∗‘(1 − 0)) = (∗‘1))
60		1red 11224	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
61	60	cjred 15301	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (∗‘1) = 1)
62	59, 61	eqtrd 2800	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (∗‘(1 − 0)) = 1)
63	62	oveq1d 7434	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((∗‘(1 − 0)) · ((∗‘𝑋) − 𝑋)) = (1 · ((∗‘𝑋) − 𝑋)))
64	31, 15	subcld 11584	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((∗‘𝑋) − 𝑋) ∈ ℂ)
65	64	mullidd 11242	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (1 · ((∗‘𝑋) − 𝑋)) = ((∗‘𝑋) − 𝑋))
66	63, 65	eqtrd 2800	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((∗‘(1 − 0)) · ((∗‘𝑋) − 𝑋)) = ((∗‘𝑋) − 𝑋))
67	66	fveq2d 6889	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘((∗‘(1 − 0)) · ((∗‘𝑋) − 𝑋))) = (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)))
68	67	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 ∈ ℝ) → (ℑ‘((∗‘(1 − 0)) · ((∗‘𝑋) − 𝑋))) = (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)))
69	15	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → 𝑋 ∈ ℂ)
70		imval2 15226	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑋 ∈ ℂ → (ℑ‘𝑋) = ((𝑋 − (∗‘𝑋)) / (2 · i)))
71	15, 70	syl 18	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘𝑋) = ((𝑋 − (∗‘𝑋)) / (2 · i)))
72	71	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (ℑ‘𝑋) = ((𝑋 − (∗‘𝑋)) / (2 · i)))
73	15, 31	subcld 11584	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝑋 − (∗‘𝑋)) ∈ ℂ)
74	73	adantr 486	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (𝑋 − (∗‘𝑋)) ∈ ℂ)
75	64	adantr 486	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → ((∗‘𝑋) − 𝑋) ∈ ℂ)
76	75	imnegd 15285	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (ℑ‘-((∗‘𝑋) − 𝑋)) = -(ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)))
77	31	adantr 486	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (∗‘𝑋) ∈ ℂ)
78	77, 69	negsubdi2d 11600	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → -((∗‘𝑋) − 𝑋) = (𝑋 − (∗‘𝑋)))
79	78	fveq2d 6889	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (ℑ‘-((∗‘𝑋) − 𝑋)) = (ℑ‘(𝑋 − (∗‘𝑋))))
80		simpr 490	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0)
81	80	negeqd 11466	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → -(ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = -0)
82	76, 79, 81	3eqtr3d 2808	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (ℑ‘(𝑋 − (∗‘𝑋))) = -0)
83		neg0 11519	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ -0 = 0
84	82, 83	eqtrdi 2816	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (ℑ‘(𝑋 − (∗‘𝑋))) = 0)
85	74, 84	reim0bd 15275	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (𝑋 − (∗‘𝑋)) ∈ ℝ)
86		cjth 15178	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑋 ∈ ℂ → ((𝑋 + (∗‘𝑋)) ∈ ℝ ∧ (i · (𝑋 − (∗‘𝑋))) ∈ ℝ))
87	15, 86	syl 18	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 + (∗‘𝑋)) ∈ ℝ ∧ (i · (𝑋 − (∗‘𝑋))) ∈ ℝ))
88	87	simprd 501	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (i · (𝑋 − (∗‘𝑋))) ∈ ℝ)
89	88	adantr 486	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (i · (𝑋 − (∗‘𝑋))) ∈ ℝ)
90		rimul 12224	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑋 − (∗‘𝑋)) ∈ ℝ ∧ (i · (𝑋 − (∗‘𝑋))) ∈ ℝ) → (𝑋 − (∗‘𝑋)) = 0)
91	85, 89, 90	syl2anc 596	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (𝑋 − (∗‘𝑋)) = 0)
92	91	oveq1d 7434	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → ((𝑋 − (∗‘𝑋)) / (2 · i)) = (0 / (2 · i)))
93		ax-icn 11174	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ i ∈ ℂ
94	93	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → i ∈ ℂ)
95	33, 94	mulcld 11244	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (2 · i) ∈ ℂ)
96	95	adantr 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (2 · i) ∈ ℂ)
97		ine0 11664	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ i ≠ 0
98	97	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → i ≠ 0)
99	33, 94, 35, 98	mulne0d 11881	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (2 · i) ≠ 0)
100	99	adantr 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (2 · i) ≠ 0)
101	96, 100	div0d 12005	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (0 / (2 · i)) = 0)
102	72, 92, 101	3eqtrd 2804	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → (ℑ‘𝑋) = 0)
103	69, 102	reim0bd 15275	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0) → 𝑋 ∈ ℝ)
104	103	ex 418	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) = 0 → 𝑋 ∈ ℝ))
105	104	necon3bd 2974	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (¬ 𝑋 ∈ ℝ → (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) ≠ 0))
106	105	imp 412	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 ∈ ℝ) → (ℑ‘((∗‘𝑋) − 𝑋)) ≠ 0)
107	68, 106	eqnetrd 3027	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 ∈ ℝ) → (ℑ‘((∗‘(1 − 0)) · ((∗‘𝑋) − 𝑋))) ≠ 0)
108	8, 11, 12, 14, 17, 19, 21, 30, 58, 107	constrllcl 34210	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 ∈ ℝ) → (ℜ‘𝑋) ∈ Constr)
109	5, 108	pm2.61dan 825	1 ⊢ (𝜑 → (ℜ‘𝑋) ∈ Constr)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2960  ‘cfv 6540  (class class class)co 7419  ℂcc 11113  ℝcr 11114  0cc0 11115  1c1 11116  ici 11117   + caddc 11118   · cmul 11120   − cmin 11456  -cneg 11457   / cdiv 11886  2c2 12310  ∗ccj 15171  ℜcre 15172  ℑcim 15173  Constrcconstr 34183

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11171  ax-resscn 11172  ax-1cn 11173  ax-icn 11174  ax-addcl 11175  ax-addrcl 11176  ax-mulcl 11177  ax-mulrcl 11178  ax-mulcom 11179  ax-addass 11180  ax-mulass 11181  ax-distr 11182  ax-i2m1 11183  ax-1ne0 11184  ax-1rid 11185  ax-rnegex 11186  ax-rrecex 11187  ax-cnre 11188  ax-pre-lttri 11189  ax-pre-lttrn 11190  ax-pre-ltadd 11191  ax-pre-mulgt0 11192

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7869  df-2nd 7993  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-pnf 11260  df-mnf 11261  df-xr 11262  df-ltxr 11263  df-le 11264  df-sub 11458  df-neg 11459  df-div 11887  df-nn 12249  df-2 12318  df-n0 12520  df-z 12607  df-cj 15174  df-re 15175  df-im 15176  df-abs 15311  df-constr 34184

This theorem is used by:  constrimcl  34224  constrmulcl  34225