constrremulcl - Mathbox for Thierry Arnoux

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Theorem constrremulcl 33757

Description: If two real numbers 𝑋 and 𝑌 are constructible, then, so is their product. (Contributed by Thierry Arnoux, 2-Nov-2025.)

**Hypotheses**
Ref	Expression
constrremulcl.1	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ Constr)
constrremulcl.2	⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ Constr)
constrremulcl.3	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
constrremulcl.4	⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ ℝ)

**Assertion**
Ref	Expression
constrremulcl	⊢ (𝜑 → (𝑋 · 𝑌) ∈ Constr)

**Proof of Theorem constrremulcl**
Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 484	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 = 0) → 𝑋 = 0)
2	1	oveq1d 7402	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 = 0) → (𝑋 · 𝑌) = (0 · 𝑌))
3		constrremulcl.4	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ ℝ)
4	3	recnd 11202	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ ℂ)
5	4	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 = 0) → 𝑌 ∈ ℂ)
6	5	mul02d 11372	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 = 0) → (0 · 𝑌) = 0)
7	2, 6	eqtrd 2764	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 = 0) → (𝑋 · 𝑌) = 0)
8		0nn0 12457	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ ℕ₀
9	8	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℕ₀)
10	9	nn0constr 33751	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ Constr)
11	10	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 = 0) → 0 ∈ Constr)
12	7, 11	eqeltrd 2828	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 = 0) → (𝑋 · 𝑌) ∈ Constr)
13	10	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → 0 ∈ Constr)
14		constrremulcl.1	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ Constr)
15	14	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → 𝑋 ∈ Constr)
16		iconstr 33756	. . . . . 6 ⊢ i ∈ Constr
17	16	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → i ∈ Constr)
18		constrremulcl.2	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ Constr)
19	17	constrcn 33750	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → i ∈ ℂ)
20	19, 4	mulcld 11194	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (i · 𝑌) ∈ ℂ)
21	19	subid1d 11522	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (i − 0) = i)
22	21	oveq2d 7403	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (i − 0)) = (𝑌 · i))
23	21, 19	eqeltrd 2828	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (i − 0) ∈ ℂ)
24	4, 23	mulcld 11194	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (i − 0)) ∈ ℂ)
25	24	addlidd 11375	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (0 + (𝑌 · (i − 0))) = (𝑌 · (i − 0)))
26	19, 4	mulcomd 11195	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (i · 𝑌) = (𝑌 · i))
27	22, 25, 26	3eqtr4rd 2775	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (i · 𝑌) = (0 + (𝑌 · (i − 0))))
28	19, 4	absmuld 15423	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (abs‘(i · 𝑌)) = ((abs‘i) · (abs‘𝑌)))
29		absi 15252	. . . . . . . . 9 ⊢ (abs‘i) = 1
30	29	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (abs‘i) = 1)
31	30	oveq1d 7402	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((abs‘i) · (abs‘𝑌)) = (1 · (abs‘𝑌)))
32	4	abscld 15405	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (abs‘𝑌) ∈ ℝ)
33	32	recnd 11202	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (abs‘𝑌) ∈ ℂ)
34	33	mullidd 11192	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (1 · (abs‘𝑌)) = (abs‘𝑌))
35	28, 31, 34	3eqtrd 2768	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (abs‘(i · 𝑌)) = (abs‘𝑌))
36	20	subid1d 11522	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((i · 𝑌) − 0) = (i · 𝑌))
37	36	fveq2d 6862	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (abs‘((i · 𝑌) − 0)) = (abs‘(i · 𝑌)))
38	4	subid1d 11522	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑌 − 0) = 𝑌)
39	38	fveq2d 6862	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (abs‘(𝑌 − 0)) = (abs‘𝑌))
40	35, 37, 39	3eqtr4d 2774	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (abs‘((i · 𝑌) − 0)) = (abs‘(𝑌 − 0)))
41	10, 17, 10, 18, 10, 3, 20, 27, 40	constrlccl 33747	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (i · 𝑌) ∈ Constr)
42	41	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → (i · 𝑌) ∈ Constr)
43		constrremulcl.3	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
44	43	recnd 11202	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ℂ)
45	44, 19	negsubd 11539	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑋 + -i) = (𝑋 − i))
46	17	constrnegcl 33753	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → -i ∈ Constr)
47	14, 46	constraddcl 33752	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑋 + -i) ∈ Constr)
48	45, 47	eqeltrrd 2829	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑋 − i) ∈ Constr)
49	48, 41	constraddcl 33752	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) ∈ Constr)
50	49	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → ((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) ∈ Constr)
51	3	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → 𝑌 ∈ ℝ)
52	44, 4	mulcld 11194	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · 𝑌) ∈ ℂ)
53	52	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → (𝑋 · 𝑌) ∈ ℂ)
54	44	subid1d 11522	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑋 − 0) = 𝑋)
55	54	oveq2d 7403	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (𝑋 − 0)) = (𝑌 · 𝑋))
56	54, 44	eqeltrd 2828	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑋 − 0) ∈ ℂ)
57	4, 56	mulcld 11194	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (𝑋 − 0)) ∈ ℂ)
58	57	addlidd 11375	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (0 + (𝑌 · (𝑋 − 0))) = (𝑌 · (𝑋 − 0)))
59	44, 4	mulcomd 11195	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · 𝑌) = (𝑌 · 𝑋))
60	55, 58, 59	3eqtr4rd 2775	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · 𝑌) = (0 + (𝑌 · (𝑋 − 0))))
61	60	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → (𝑋 · 𝑌) = (0 + (𝑌 · (𝑋 − 0))))
62	44, 19	subcld 11533	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑋 − i) ∈ ℂ)
63	62, 20	pncand 11534	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌)) = (𝑋 − i))
64	63	oveq2d 7403	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌))) = (𝑌 · (𝑋 − i)))
65	64	oveq2d 7403	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((i · 𝑌) + (𝑌 · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌)))) = ((i · 𝑌) + (𝑌 · (𝑋 − i))))
66	4, 44, 19	subdid 11634	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (𝑋 − i)) = ((𝑌 · 𝑋) − (𝑌 · i)))
67	59, 26	oveq12d 7405	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 · 𝑌) − (i · 𝑌)) = ((𝑌 · 𝑋) − (𝑌 · i)))
68	66, 67	eqtr4d 2767	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (𝑋 − i)) = ((𝑋 · 𝑌) − (i · 𝑌)))
69	68	oveq2d 7403	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((i · 𝑌) + (𝑌 · (𝑋 − i))) = ((i · 𝑌) + ((𝑋 · 𝑌) − (i · 𝑌))))
70	20, 52	pncan3d 11536	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((i · 𝑌) + ((𝑋 · 𝑌) − (i · 𝑌))) = (𝑋 · 𝑌))
71	65, 69, 70	3eqtrrd 2769	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · 𝑌) = ((i · 𝑌) + (𝑌 · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌)))))
72	71	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → (𝑋 · 𝑌) = ((i · 𝑌) + (𝑌 · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌)))))
73	54	fveq2d 6862	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (∗‘(𝑋 − 0)) = (∗‘𝑋))
74	43	cjred 15192	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (∗‘𝑋) = 𝑋)
75	73, 74	eqtrd 2764	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (∗‘(𝑋 − 0)) = 𝑋)
76	63, 45	eqtr4d 2767	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌)) = (𝑋 + -i))
77	75, 76	oveq12d 7405	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((∗‘(𝑋 − 0)) · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌))) = (𝑋 · (𝑋 + -i)))
78	19	negcld 11520	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → -i ∈ ℂ)
79	44, 44, 78	adddid 11198	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · (𝑋 + -i)) = ((𝑋 · 𝑋) + (𝑋 · -i)))
80	44, 78	mulcomd 11195	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · -i) = (-i · 𝑋))
81		mulneg12 11616	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((i ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ ℂ) → (-i · 𝑋) = (i · -𝑋))
82	19, 44, 81	syl2anc 584	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (-i · 𝑋) = (i · -𝑋))
83	80, 82	eqtrd 2764	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · -i) = (i · -𝑋))
84	83	oveq2d 7403	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 · 𝑋) + (𝑋 · -i)) = ((𝑋 · 𝑋) + (i · -𝑋)))
85	77, 79, 84	3eqtrd 2768	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((∗‘(𝑋 − 0)) · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌))) = ((𝑋 · 𝑋) + (i · -𝑋)))
86	85	fveq2d 6862	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘((∗‘(𝑋 − 0)) · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌)))) = (ℑ‘((𝑋 · 𝑋) + (i · -𝑋))))
87	43, 43	remulcld 11204	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · 𝑋) ∈ ℝ)
88	43	renegcld 11605	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → -𝑋 ∈ ℝ)
89	87, 88	crimd 15198	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘((𝑋 · 𝑋) + (i · -𝑋))) = -𝑋)
90	86, 89	eqtrd 2764	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘((∗‘(𝑋 − 0)) · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌)))) = -𝑋)
91	90	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → (ℑ‘((∗‘(𝑋 − 0)) · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌)))) = -𝑋)
92	44	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → 𝑋 ∈ ℂ)
93		simpr 484	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → 𝑋 ≠ 0)
94	92, 93	negne0d 11531	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → -𝑋 ≠ 0)
95	91, 94	eqnetrd 2992	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → (ℑ‘((∗‘(𝑋 − 0)) · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌)))) ≠ 0)
96	13, 15, 42, 50, 51, 51, 53, 61, 72, 95	constrllcl 33746	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → (𝑋 · 𝑌) ∈ Constr)
97	12, 96	pm2.61dane 3012	1 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · 𝑌) ∈ Constr)

Colors of variables: wff setvar class

Syntax hints: → wi 4 ∧ wa 395 = wceq 1540 ∈ wcel 2109 ≠ wne 2925 ‘cfv 6511 (class class class)co 7387 ℂcc 11066 ℝcr 11067 0cc0 11068 1c1 11069 ici 11070 + caddc 11071 · cmul 11073 − cmin 11405 -cneg 11406 ℕ₀cn0 12442 ∗ccj 15062 ℑcim 15064 abscabs 15200 Constrcconstr 33719

This theorem was proved from axioms: ax-mp 5 ax-1 6 ax-2 7 ax-3 8 ax-gen 1795 ax-4 1809 ax-5 1910 ax-6 1967 ax-7 2008 ax-8 2111 ax-9 2119 ax-10 2142 ax-11 2158 ax-12 2178 ax-ext 2701 ax-rep 5234 ax-sep 5251 ax-nul 5261 ax-pow 5320 ax-pr 5387 ax-un 7711 ax-cnex 11124 ax-resscn 11125 ax-1cn 11126 ax-icn 11127 ax-addcl 11128 ax-addrcl 11129 ax-mulcl 11130 ax-mulrcl 11131 ax-mulcom 11132 ax-addass 11133 ax-mulass 11134 ax-distr 11135 ax-i2m1 11136 ax-1ne0 11137 ax-1rid 11138 ax-rnegex 11139 ax-rrecex 11140 ax-cnre 11141 ax-pre-lttri 11142 ax-pre-lttrn 11143 ax-pre-ltadd 11144 ax-pre-mulgt0 11145 ax-pre-sup 11146

This theorem depends on definitions: df-bi 207 df-an 396 df-or 848 df-3or 1087 df-3an 1088 df-tru 1543 df-fal 1553 df-ex 1780 df-nf 1784 df-sb 2066 df-mo 2533 df-eu 2562 df-clab 2708 df-cleq 2721 df-clel 2803 df-nfc 2878 df-ne 2926 df-nel 3030 df-ral 3045 df-rex 3054 df-rmo 3354 df-reu 3355 df-rab 3406 df-v 3449 df-sbc 3754 df-csb 3863 df-dif 3917 df-un 3919 df-in 3921 df-ss 3931 df-pss 3934 df-nul 4297 df-if 4489 df-pw 4565 df-sn 4590 df-pr 4592 df-tp 4594 df-op 4596 df-uni 4872 df-iun 4957 df-br 5108 df-opab 5170 df-mpt 5189 df-tr 5215 df-id 5533 df-eprel 5538 df-po 5546 df-so 5547 df-fr 5591 df-we 5593 df-xp 5644 df-rel 5645 df-cnv 5646 df-co 5647 df-dm 5648 df-rn 5649 df-res 5650 df-ima 5651 df-pred 6274 df-ord 6335 df-on 6336 df-lim 6337 df-suc 6338 df-iota 6464 df-fun 6513 df-fn 6514 df-f 6515 df-f1 6516 df-fo 6517 df-f1o 6518 df-fv 6519 df-riota 7344 df-ov 7390 df-oprab 7391 df-mpo 7392 df-om 7843 df-2nd 7969 df-frecs 8260 df-wrecs 8291 df-recs 8340 df-rdg 8378 df-1o 8434 df-2o 8435 df-er 8671 df-en 8919 df-dom 8920 df-sdom 8921 df-fin 8922 df-sup 9393 df-pnf 11210 df-mnf 11211 df-xr 11212 df-ltxr 11213 df-le 11214 df-sub 11407 df-neg 11408 df-div 11836 df-nn 12187 df-2 12249 df-3 12250 df-4 12251 df-n0 12443 df-z 12530 df-uz 12794 df-rp 12952 df-seq 13967 df-exp 14027 df-cj 15065 df-re 15066 df-im 15067 df-sqrt 15201 df-abs 15202 df-constr 33720

This theorem is referenced by: constrmulcl 33761

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