constrremulcl - Mathbox for Thierry Arnoux

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Theorem constrremulcl 33765

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 7409	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 = 0) → (𝑋 · 𝑌) = (0 · 𝑌))
3		constrremulcl.4	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ ℝ)
4	3	recnd 11220	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ ℂ)
5	4	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 = 0) → 𝑌 ∈ ℂ)
6	5	mul02d 11390	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 = 0) → (0 · 𝑌) = 0)
7	2, 6	eqtrd 2765	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 = 0) → (𝑋 · 𝑌) = 0)
8		0nn0 12473	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ ℕ₀
9	8	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℕ₀)
10	9	nn0constr 33759	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ Constr)
11	10	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 = 0) → 0 ∈ Constr)
12	7, 11	eqeltrd 2829	. 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 33764	. . . . . 6 ⊢ i ∈ Constr
17	16	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → i ∈ Constr)
18		constrremulcl.2	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ Constr)
19	17	constrcn 33758	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → i ∈ ℂ)
20	19, 4	mulcld 11212	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (i · 𝑌) ∈ ℂ)
21	19	subid1d 11540	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (i − 0) = i)
22	21	oveq2d 7410	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (i − 0)) = (𝑌 · i))
23	21, 19	eqeltrd 2829	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (i − 0) ∈ ℂ)
24	4, 23	mulcld 11212	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (i − 0)) ∈ ℂ)
25	24	addlidd 11393	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (0 + (𝑌 · (i − 0))) = (𝑌 · (i − 0)))
26	19, 4	mulcomd 11213	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (i · 𝑌) = (𝑌 · i))
27	22, 25, 26	3eqtr4rd 2776	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (i · 𝑌) = (0 + (𝑌 · (i − 0))))
28	19, 4	absmuld 15430	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (abs‘(i · 𝑌)) = ((abs‘i) · (abs‘𝑌)))
29		absi 15262	. . . . . . . . 9 ⊢ (abs‘i) = 1
30	29	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (abs‘i) = 1)
31	30	oveq1d 7409	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((abs‘i) · (abs‘𝑌)) = (1 · (abs‘𝑌)))
32	4	abscld 15412	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (abs‘𝑌) ∈ ℝ)
33	32	recnd 11220	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (abs‘𝑌) ∈ ℂ)
34	33	mullidd 11210	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (1 · (abs‘𝑌)) = (abs‘𝑌))
35	28, 31, 34	3eqtrd 2769	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (abs‘(i · 𝑌)) = (abs‘𝑌))
36	20	subid1d 11540	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((i · 𝑌) − 0) = (i · 𝑌))
37	36	fveq2d 6869	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (abs‘((i · 𝑌) − 0)) = (abs‘(i · 𝑌)))
38	4	subid1d 11540	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑌 − 0) = 𝑌)
39	38	fveq2d 6869	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (abs‘(𝑌 − 0)) = (abs‘𝑌))
40	35, 37, 39	3eqtr4d 2775	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (abs‘((i · 𝑌) − 0)) = (abs‘(𝑌 − 0)))
41	10, 17, 10, 18, 10, 3, 20, 27, 40	constrlccl 33755	. . . 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 11220	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ℂ)
45	44, 19	negsubd 11557	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑋 + -i) = (𝑋 − i))
46	17	constrnegcl 33761	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → -i ∈ Constr)
47	14, 46	constraddcl 33760	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑋 + -i) ∈ Constr)
48	45, 47	eqeltrrd 2830	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑋 − i) ∈ Constr)
49	48, 41	constraddcl 33760	. . . 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 11212	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · 𝑌) ∈ ℂ)
53	52	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → (𝑋 · 𝑌) ∈ ℂ)
54	44	subid1d 11540	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑋 − 0) = 𝑋)
55	54	oveq2d 7410	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (𝑋 − 0)) = (𝑌 · 𝑋))
56	54, 44	eqeltrd 2829	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑋 − 0) ∈ ℂ)
57	4, 56	mulcld 11212	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (𝑋 − 0)) ∈ ℂ)
58	57	addlidd 11393	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (0 + (𝑌 · (𝑋 − 0))) = (𝑌 · (𝑋 − 0)))
59	44, 4	mulcomd 11213	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · 𝑌) = (𝑌 · 𝑋))
60	55, 58, 59	3eqtr4rd 2776	. . . 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 11551	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑋 − i) ∈ ℂ)
63	62, 20	pncand 11552	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌)) = (𝑋 − i))
64	63	oveq2d 7410	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌))) = (𝑌 · (𝑋 − i)))
65	64	oveq2d 7410	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((i · 𝑌) + (𝑌 · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌)))) = ((i · 𝑌) + (𝑌 · (𝑋 − i))))
66	4, 44, 19	subdid 11650	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (𝑋 − i)) = ((𝑌 · 𝑋) − (𝑌 · i)))
67	59, 26	oveq12d 7412	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 · 𝑌) − (i · 𝑌)) = ((𝑌 · 𝑋) − (𝑌 · i)))
68	66, 67	eqtr4d 2768	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑌 · (𝑋 − i)) = ((𝑋 · 𝑌) − (i · 𝑌)))
69	68	oveq2d 7410	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((i · 𝑌) + (𝑌 · (𝑋 − i))) = ((i · 𝑌) + ((𝑋 · 𝑌) − (i · 𝑌))))
70	20, 52	pncan3d 11554	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((i · 𝑌) + ((𝑋 · 𝑌) − (i · 𝑌))) = (𝑋 · 𝑌))
71	65, 69, 70	3eqtrrd 2770	. . . 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 6869	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (∗‘(𝑋 − 0)) = (∗‘𝑋))
74	43	cjred 15202	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (∗‘𝑋) = 𝑋)
75	73, 74	eqtrd 2765	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (∗‘(𝑋 − 0)) = 𝑋)
76	63, 45	eqtr4d 2768	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌)) = (𝑋 + -i))
77	75, 76	oveq12d 7412	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((∗‘(𝑋 − 0)) · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌))) = (𝑋 · (𝑋 + -i)))
78	19	negcld 11538	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → -i ∈ ℂ)
79	44, 44, 78	adddid 11216	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · (𝑋 + -i)) = ((𝑋 · 𝑋) + (𝑋 · -i)))
80	44, 78	mulcomd 11213	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · -i) = (-i · 𝑋))
81		mulneg12 11632	. . . . . . . . . . 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 2765	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · -i) = (i · -𝑋))
84	83	oveq2d 7410	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 · 𝑋) + (𝑋 · -i)) = ((𝑋 · 𝑋) + (i · -𝑋)))
85	77, 79, 84	3eqtrd 2769	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((∗‘(𝑋 − 0)) · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌))) = ((𝑋 · 𝑋) + (i · -𝑋)))
86	85	fveq2d 6869	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘((∗‘(𝑋 − 0)) · (((𝑋 − i) + (i · 𝑌)) − (i · 𝑌)))) = (ℑ‘((𝑋 · 𝑋) + (i · -𝑋))))
87	43, 43	remulcld 11222	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · 𝑋) ∈ ℝ)
88	43	renegcld 11621	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → -𝑋 ∈ ℝ)
89	87, 88	crimd 15208	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘((𝑋 · 𝑋) + (i · -𝑋))) = -𝑋)
90	86, 89	eqtrd 2765	. . . . 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 11549	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → -𝑋 ≠ 0)
95	91, 94	eqnetrd 2994	. . 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 33754	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ 0) → (𝑋 · 𝑌) ∈ Constr)
97	12, 96	pm2.61dane 3014	1 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · 𝑌) ∈ Constr)

Colors of variables: wff setvar class

Syntax hints: → wi 4 ∧ wa 395 = wceq 1540 ∈ wcel 2109 ≠ wne 2927 ‘cfv 6519 (class class class)co 7394 ℂcc 11084 ℝcr 11085 0cc0 11086 1c1 11087 ici 11088 + caddc 11089 · cmul 11091 − cmin 11423 -cneg 11424 ℕ₀cn0 12458 ∗ccj 15072 ℑcim 15074 abscabs 15210 Constrcconstr 33727

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 2702 ax-rep 5242 ax-sep 5259 ax-nul 5269 ax-pow 5328 ax-pr 5395 ax-un 7718 ax-cnex 11142 ax-resscn 11143 ax-1cn 11144 ax-icn 11145 ax-addcl 11146 ax-addrcl 11147 ax-mulcl 11148 ax-mulrcl 11149 ax-mulcom 11150 ax-addass 11151 ax-mulass 11152 ax-distr 11153 ax-i2m1 11154 ax-1ne0 11155 ax-1rid 11156 ax-rnegex 11157 ax-rrecex 11158 ax-cnre 11159 ax-pre-lttri 11160 ax-pre-lttrn 11161 ax-pre-ltadd 11162 ax-pre-mulgt0 11163 ax-pre-sup 11164

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 2534 df-eu 2563 df-clab 2709 df-cleq 2722 df-clel 2804 df-nfc 2880 df-ne 2928 df-nel 3032 df-ral 3047 df-rex 3056 df-rmo 3357 df-reu 3358 df-rab 3412 df-v 3457 df-sbc 3762 df-csb 3871 df-dif 3925 df-un 3927 df-in 3929 df-ss 3939 df-pss 3942 df-nul 4305 df-if 4497 df-pw 4573 df-sn 4598 df-pr 4600 df-tp 4602 df-op 4604 df-uni 4880 df-iun 4965 df-br 5116 df-opab 5178 df-mpt 5197 df-tr 5223 df-id 5541 df-eprel 5546 df-po 5554 df-so 5555 df-fr 5599 df-we 5601 df-xp 5652 df-rel 5653 df-cnv 5654 df-co 5655 df-dm 5656 df-rn 5657 df-res 5658 df-ima 5659 df-pred 6282 df-ord 6343 df-on 6344 df-lim 6345 df-suc 6346 df-iota 6472 df-fun 6521 df-fn 6522 df-f 6523 df-f1 6524 df-fo 6525 df-f1o 6526 df-fv 6527 df-riota 7351 df-ov 7397 df-oprab 7398 df-mpo 7399 df-om 7851 df-2nd 7978 df-frecs 8269 df-wrecs 8300 df-recs 8349 df-rdg 8387 df-1o 8443 df-2o 8444 df-er 8682 df-en 8923 df-dom 8924 df-sdom 8925 df-fin 8926 df-sup 9411 df-pnf 11228 df-mnf 11229 df-xr 11230 df-ltxr 11231 df-le 11232 df-sub 11425 df-neg 11426 df-div 11852 df-nn 12198 df-2 12260 df-3 12261 df-4 12262 df-n0 12459 df-z 12546 df-uz 12810 df-rp 12966 df-seq 13977 df-exp 14037 df-cj 15075 df-re 15076 df-im 15077 df-sqrt 15211 df-abs 15212 df-constr 33728

This theorem is referenced by: constrmulcl 33769

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