Theorem constrsdrg 33761

Description: Constructible numbers form a subfield of the complex numbers. (Contributed by Thierry Arnoux, 5-Nov-2025.)

Assertion

Ref	Expression
constrsdrg	⊢ Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld)

Proof of Theorem constrsdrg

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cnfldfld 33299	. . . . 5 ⊢ ℂfld ∈ Field
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ Field)
3	2	flddrngd 20645	. . 3 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ DivRing)
4	3	drngringd 20641	. . . 4 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ Ring)
5	3	drnggrpd 20642	. . . . 5 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ Grp)
6		simpr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
7	6	constrcn 33746	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ ℂ)
8	7	ex 412	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (𝑥 ∈ Constr → 𝑥 ∈ ℂ))
9	8	ssrdv 3943	. . . . 5 ⊢ (⊤ → Constr ⊆ ℂ)
10		1zzd 12525	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → 1 ∈ ℤ)
11	10	zconstr 33750	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → 1 ∈ Constr)
12	11	ne0d 4295	. . . . 5 ⊢ (⊤ → Constr ≠ ∅)
13		simplr 768	. . . . . . . . 9 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
14		simpr 484	. . . . . . . . 9 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑦 ∈ Constr)
15	13, 14	constraddcl 33748	. . . . . . . 8 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
16	15	ralrimiva 3121	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
17		cnfldneg 21321	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ ℂ → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
18	7, 17	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
19	6	constrnegcl 33749	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → -𝑥 ∈ Constr)
20	18, 19	eqeltrd 2828	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
21	16, 20	jca 511	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
22	21	ralrimiva 3121	. . . . 5 ⊢ (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
23		cnfldbas 21284	. . . . . . 7 ⊢ ℂ = (Base‘ℂfld)
24		cnfldadd 21286	. . . . . . 7 ⊢ + = (+g‘ℂfld)
25		eqid 2729	. . . . . . 7 ⊢ (invg‘ℂfld) = (invg‘ℂfld)
26	23, 24, 25	issubg2 19039	. . . . . 6 ⊢ (ℂfld ∈ Grp → (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ↔ (Constr ⊆ ℂ ∧ Constr ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))))
27	26	biimpar 477	. . . . 5 ⊢ ((ℂfld ∈ Grp ∧ (Constr ⊆ ℂ ∧ Constr ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))) → Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld))
28	5, 9, 12, 22, 27	syl13anc 1374	. . . 4 ⊢ (⊤ → Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld))
29	13, 14	constrmulcl 33757	. . . . . 6 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
30	29	anasss 466	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ (𝑥 ∈ Constr ∧ 𝑦 ∈ Constr)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
31	30	ralrimivva 3172	. . . 4 ⊢ (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
32		cnfld1 21319	. . . . . 6 ⊢ 1 = (1r‘ℂfld)
33		cnfldmul 21288	. . . . . 6 ⊢ · = (.r‘ℂfld)
34	23, 32, 33	issubrg2 20496	. . . . 5 ⊢ (ℂfld ∈ Ring → (Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ↔ (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 1 ∈ Constr ∧ ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)))
35	34	biimpar 477	. . . 4 ⊢ ((ℂfld ∈ Ring ∧ (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 1 ∈ Constr ∧ ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)) → Constr ∈ (SubRing‘ℂfld))
36	4, 28, 11, 31, 35	syl13anc 1374	. . 3 ⊢ (⊤ → Constr ∈ (SubRing‘ℂfld))
37		simpr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}))
38	37	eldifad 3917	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ Constr)
39	38	constrcn 33746	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ ℂ)
40		eldifsni 4744	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}) → 𝑥 ≠ 0)
41	40	adantl 481	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ≠ 0)
42		cnfldinv 21328	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ≠ 0) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
43	39, 41, 42	syl2anc 584	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
44	38, 41	constrinvcl 33759	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → (1 / 𝑥) ∈ Constr)
45	43, 44	eqeltrd 2828	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
46	45	ralrimiva 3121	. . 3 ⊢ (⊤ → ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
47		eqid 2729	. . . 4 ⊢ (invr‘ℂfld) = (invr‘ℂfld)
48		cnfld0 21318	. . . 4 ⊢ 0 = (0g‘ℂfld)
49	47, 48	issdrg2 20699	. . 3 ⊢ (Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld) ↔ (ℂfld ∈ DivRing ∧ Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
50	3, 36, 46, 49	syl3anbrc 1344	. 2 ⊢ (⊤ → Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld))
51	50	mptru 1547	1 ⊢ Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld)

Syntax hints:   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540  ⊤wtru 1541   ∈ wcel 2109   ≠ wne 2925  ∀wral 3044   ∖ cdif 3902   ⊆ wss 3905  ∅c0 4286  {csn 4579  ‘cfv 6486  (class class class)co 7353  ℂcc 11026  0cc0 11028  1c1 11029   + caddc 11031   · cmul 11033  -cneg 11367   / cdiv 11796  Grpcgrp 18831  inv_gcminusg 18832  SubGrpcsubg 19018  Ringcrg 20137  inv_rcinvr 20291  SubRingcsubrg 20473  DivRingcdr 20633  Fieldcfield 20634  SubDRingcsdrg 20690  ℂ_fldccnfld 21280  Constrcconstr 33715

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 5221  ax-sep 5238  ax-nul 5248  ax-pow 5307  ax-pr 5374  ax-un 7675  ax-inf2 9556  ax-cnex 11084  ax-resscn 11085  ax-1cn 11086  ax-icn 11087  ax-addcl 11088  ax-addrcl 11089  ax-mulcl 11090  ax-mulrcl 11091  ax-mulcom 11092  ax-addass 11093  ax-mulass 11094  ax-distr 11095  ax-i2m1 11096  ax-1ne0 11097  ax-1rid 11098  ax-rnegex 11099  ax-rrecex 11100  ax-cnre 11101  ax-pre-lttri 11102  ax-pre-lttrn 11103  ax-pre-ltadd 11104  ax-pre-mulgt0 11105  ax-pre-sup 11106  ax-addf 11107  ax-mulf 11108

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 3345  df-reu 3346  df-rab 3397  df-v 3440  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4479  df-pw 4555  df-sn 4580  df-pr 4582  df-tp 4584  df-op 4586  df-uni 4862  df-int 4900  df-iun 4946  df-iin 4947  df-br 5096  df-opab 5158  df-mpt 5177  df-tr 5203  df-id 5518  df-eprel 5523  df-po 5531  df-so 5532  df-fr 5576  df-se 5577  df-we 5578  df-xp 5629  df-rel 5630  df-cnv 5631  df-co 5632  df-dm 5633  df-rn 5634  df-res 5635  df-ima 5636  df-pred 6253  df-ord 6314  df-on 6315  df-lim 6316  df-suc 6317  df-iota 6442  df-fun 6488  df-fn 6489  df-f 6490  df-f1 6491  df-fo 6492  df-f1o 6493  df-fv 6494  df-isom 6495  df-riota 7310  df-ov 7356  df-oprab 7357  df-mpo 7358  df-of 7617  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-supp 8101  df-tpos 8166  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-1o 8395  df-2o 8396  df-er 8632  df-map 8762  df-pm 8763  df-ixp 8832  df-en 8880  df-dom 8881  df-sdom 8882  df-fin 8883  df-fsupp 9271  df-fi 9320  df-sup 9351  df-inf 9352  df-oi 9421  df-card 9854  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11368  df-neg 11369  df-div 11797  df-nn 12148  df-2 12210  df-3 12211  df-4 12212  df-5 12213  df-6 12214  df-7 12215  df-8 12216  df-9 12217  df-n0 12404  df-z 12491  df-dec 12611  df-uz 12755  df-q 12869  df-rp 12913  df-xneg 13033  df-xadd 13034  df-xmul 13035  df-ioo 13271  df-ioc 13272  df-ico 13273  df-icc 13274  df-fz 13430  df-fzo 13577  df-fl 13715  df-mod 13793  df-seq 13928  df-exp 13988  df-fac 14200  df-bc 14229  df-hash 14257  df-shft 14993  df-cj 15025  df-re 15026  df-im 15027  df-sqrt 15161  df-abs 15162  df-limsup 15397  df-clim 15414  df-rlim 15415  df-sum 15613  df-ef 15993  df-sin 15995  df-cos 15996  df-pi 15998  df-struct 17077  df-sets 17094  df-slot 17112  df-ndx 17124  df-base 17140  df-ress 17161  df-plusg 17193  df-mulr 17194  df-starv 17195  df-sca 17196  df-vsca 17197  df-ip 17198  df-tset 17199  df-ple 17200  df-ds 17202  df-unif 17203  df-hom 17204  df-cco 17205  df-rest 17345  df-topn 17346  df-0g 17364  df-gsum 17365  df-topgen 17366  df-pt 17367  df-prds 17370  df-xrs 17425  df-qtop 17430  df-imas 17431  df-xps 17433  df-mre 17507  df-mrc 17508  df-acs 17510  df-mgm 18533  df-sgrp 18612  df-mnd 18628  df-submnd 18677  df-grp 18834  df-minusg 18835  df-mulg 18966  df-subg 19021  df-cntz 19215  df-cmn 19680  df-abl 19681  df-mgp 20045  df-rng 20057  df-ur 20086  df-ring 20139  df-cring 20140  df-oppr 20241  df-dvdsr 20261  df-unit 20262  df-invr 20292  df-dvr 20305  df-subrng 20450  df-subrg 20474  df-drng 20635  df-field 20636  df-sdrg 20691  df-psmet 21272  df-xmet 21273  df-met 21274  df-bl 21275  df-mopn 21276  df-fbas 21277  df-fg 21278  df-cnfld 21281  df-top 22798  df-topon 22815  df-topsp 22837  df-bases 22850  df-cld 22923  df-ntr 22924  df-cls 22925  df-nei 23002  df-lp 23040  df-perf 23041  df-cn 23131  df-cnp 23132  df-haus 23219  df-tx 23466  df-hmeo 23659  df-fil 23750  df-fm 23842  df-flim 23843  df-flf 23844  df-xms 24225  df-ms 24226  df-tms 24227  df-cncf 24788  df-limc 25784  df-dv 25785  df-log 26482  df-constr 33716

This theorem is referenced by:  constrfld  33762