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

Theorem constrsdrg 33959
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.
StepHypRef Expression
1 cnfldfld 33425 . . . . 5 fld ∈ Field
21a1i 11 . . . 4 (⊤ → ℂfld ∈ Field)
32flddrngd 20713 . . 3 (⊤ → ℂfld ∈ DivRing)
43drngringd 20709 . . . 4 (⊤ → ℂfld ∈ Ring)
53drnggrpd 20710 . . . . 5 (⊤ → ℂfld ∈ Grp)
6 simpr 485 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
76constrcn 33944 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ ℂ)
87ex 413 . . . . . 6 (⊤ → (𝑥 ∈ Constr → 𝑥 ∈ ℂ))
98ssrdv 3921 . . . . 5 (⊤ → Constr ⊆ ℂ)
10 1zzd 12549 . . . . . . 7 (⊤ → 1 ∈ ℤ)
1110zconstr 33948 . . . . . 6 (⊤ → 1 ∈ Constr)
1211ne0d 4270 . . . . 5 (⊤ → Constr ≠ ∅)
13 simplr 774 . . . . . . . . 9 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
14 simpr 485 . . . . . . . . 9 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑦 ∈ Constr)
1513, 14constraddcl 33946 . . . . . . . 8 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
1615ralrimiva 3131 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
17 cnfldneg 21373 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℂ → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
187, 17syl 17 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
196constrnegcl 33947 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → -𝑥 ∈ Constr)
2018, 19eqeltrd 2839 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
2116, 20jca 516 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
2221ralrimiva 3131 . . . . 5 (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
23 cnfldbas 21351 . . . . . . 7 ℂ = (Base‘ℂfld)
24 cnfldadd 21353 . . . . . . 7 + = (+g‘ℂfld)
25 eqid 2739 . . . . . . 7 (invg‘ℂfld) = (invg‘ℂfld)
2623, 24, 25issubg2 19108 . . . . . 6 (ℂfld ∈ Grp → (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ↔ (Constr ⊆ ℂ ∧ Constr ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))))
2726biimpar 478 . . . . 5 ((ℂfld ∈ Grp ∧ (Constr ⊆ ℂ ∧ Constr ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))) → Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld))
285, 9, 12, 22, 27syl13anc 1380 . . . 4 (⊤ → Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld))
2913, 14constrmulcl 33955 . . . . . 6 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
3029anasss 467 . . . . 5 ((⊤ ∧ (𝑥 ∈ Constr ∧ 𝑦 ∈ Constr)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
3130ralrimivva 3182 . . . 4 (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
32 cnfld1 21372 . . . . . 6 1 = (1r‘ℂfld)
33 cnfldmul 21355 . . . . . 6 · = (.r‘ℂfld)
3423, 32, 33issubrg2 20564 . . . . 5 (ℂfld ∈ Ring → (Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ↔ (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 1 ∈ Constr ∧ ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)))
3534biimpar 478 . . . 4 ((ℂfld ∈ Ring ∧ (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 1 ∈ Constr ∧ ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)) → Constr ∈ (SubRing‘ℂfld))
364, 28, 11, 31, 35syl13anc 1380 . . 3 (⊤ → Constr ∈ (SubRing‘ℂfld))
37 simpr 485 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}))
3837eldifad 3895 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ Constr)
3938constrcn 33944 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ ℂ)
40 eldifsni 4723 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}) → 𝑥 ≠ 0)
4140adantl 482 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ≠ 0)
42 cnfldinv 21378 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ≠ 0) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
4339, 41, 42syl2anc 590 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
4438, 41constrinvcl 33957 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → (1 / 𝑥) ∈ Constr)
4543, 44eqeltrd 2839 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
4645ralrimiva 3131 . . 3 (⊤ → ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
47 eqid 2739 . . . 4 (invr‘ℂfld) = (invr‘ℂfld)
48 cnfld0 21371 . . . 4 0 = (0g‘ℂfld)
4947, 48issdrg2 20767 . . 3 (Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld) ↔ (ℂfld ∈ DivRing ∧ Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
503, 36, 46, 49syl3anbrc 1350 . 2 (⊤ → Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld))
5150mptru 1554 1 Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 396  w3a 1092   = wceq 1547  wtru 1548  wcel 2119  wne 2934  wral 3053  cdif 3880  wss 3883  c0 4261  {csn 4555  cfv 6485  (class class class)co 7356  cc 11027  0cc0 11029  1c1 11030   + caddc 11032   · cmul 11034  -cneg 11369   / cdiv 11798  Grpcgrp 18900  invgcminusg 18901  SubGrpcsubg 19087  Ringcrg 20205  invrcinvr 20358  SubRingcsubrg 20541  DivRingcdr 20701  Fieldcfield 20702  SubDRingcsdrg 20758  fldccnfld 21347  Constrcconstr 33913
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2711  ax-rep 5199  ax-sep 5218  ax-nul 5228  ax-pow 5294  ax-pr 5362  ax-un 7678  ax-inf2 9553  ax-cnex 11085  ax-resscn 11086  ax-1cn 11087  ax-icn 11088  ax-addcl 11089  ax-addrcl 11090  ax-mulcl 11091  ax-mulrcl 11092  ax-mulcom 11093  ax-addass 11094  ax-mulass 11095  ax-distr 11096  ax-i2m1 11097  ax-1ne0 11098  ax-1rid 11099  ax-rnegex 11100  ax-rrecex 11101  ax-cnre 11102  ax-pre-lttri 11103  ax-pre-lttrn 11104  ax-pre-ltadd 11105  ax-pre-mulgt0 11106  ax-pre-sup 11107  ax-addf 11108  ax-mulf 11109
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2718  df-cleq 2731  df-clel 2814  df-nfc 2888  df-ne 2935  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3064  df-rmo 3344  df-reu 3345  df-rab 3392  df-v 3433  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3903  df-nul 4262  df-if 4455  df-pw 4531  df-sn 4556  df-pr 4558  df-tp 4560  df-op 4562  df-uni 4839  df-int 4878  df-iun 4923  df-iin 4924  df-br 5073  df-opab 5135  df-mpt 5154  df-tr 5180  df-id 5513  df-eprel 5518  df-po 5526  df-so 5527  df-fr 5571  df-se 5572  df-we 5573  df-xp 5624  df-rel 5625  df-cnv 5626  df-co 5627  df-dm 5628  df-rn 5629  df-res 5630  df-ima 5631  df-pred 6252  df-ord 6313  df-on 6314  df-lim 6315  df-suc 6316  df-iota 6441  df-fun 6487  df-fn 6488  df-f 6489  df-f1 6490  df-fo 6491  df-f1o 6492  df-fv 6493  df-isom 6494  df-riota 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-of 7620  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 8633  df-map 8765  df-pm 8766  df-ixp 8836  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-fsupp 9265  df-fi 9314  df-sup 9345  df-inf 9346  df-oi 9415  df-card 9854  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-div 11799  df-nn 12166  df-2 12235  df-3 12236  df-4 12237  df-5 12238  df-6 12239  df-7 12240  df-8 12241  df-9 12242  df-n0 12429  df-z 12516  df-dec 12636  df-uz 12780  df-q 12890  df-rp 12934  df-xneg 13054  df-xadd 13055  df-xmul 13056  df-ioo 13293  df-ioc 13294  df-ico 13295  df-icc 13296  df-fz 13453  df-fzo 13600  df-fl 13742  df-mod 13820  df-seq 13955  df-exp 14015  df-fac 14227  df-bc 14256  df-hash 14284  df-shft 15020  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-limsup 15424  df-clim 15441  df-rlim 15442  df-sum 15640  df-ef 16023  df-sin 16025  df-cos 16026  df-pi 16028  df-struct 17108  df-sets 17125  df-slot 17143  df-ndx 17155  df-base 17171  df-ress 17192  df-plusg 17224  df-mulr 17225  df-starv 17226  df-sca 17227  df-vsca 17228  df-ip 17229  df-tset 17230  df-ple 17231  df-ds 17233  df-unif 17234  df-hom 17235  df-cco 17236  df-rest 17376  df-topn 17377  df-0g 17395  df-gsum 17396  df-topgen 17397  df-pt 17398  df-prds 17401  df-xrs 17457  df-qtop 17462  df-imas 17463  df-xps 17465  df-mre 17539  df-mrc 17540  df-acs 17542  df-mgm 18599  df-sgrp 18678  df-mnd 18694  df-submnd 18743  df-grp 18903  df-minusg 18904  df-mulg 19035  df-subg 19090  df-cntz 19283  df-cmn 19748  df-abl 19749  df-mgp 20113  df-rng 20125  df-ur 20154  df-ring 20207  df-cring 20208  df-oppr 20308  df-dvdsr 20328  df-unit 20329  df-invr 20359  df-dvr 20372  df-subrng 20518  df-subrg 20542  df-drng 20703  df-field 20704  df-sdrg 20759  df-psmet 21339  df-xmet 21340  df-met 21341  df-bl 21342  df-mopn 21343  df-fbas 21344  df-fg 21345  df-cnfld 21348  df-top 22877  df-topon 22894  df-topsp 22916  df-bases 22929  df-cld 23002  df-ntr 23003  df-cls 23004  df-nei 23081  df-lp 23119  df-perf 23120  df-cn 23210  df-cnp 23211  df-haus 23298  df-tx 23545  df-hmeo 23738  df-fil 23829  df-fm 23921  df-flim 23922  df-flf 23923  df-xms 24303  df-ms 24304  df-tms 24305  df-cncf 24863  df-limc 25851  df-dv 25852  df-log 26538  df-constr 33914
This theorem is referenced by:  constrfld  33960
  Copyright terms: Public domain W3C validator