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 33738
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 33287 . . . . 5 fld ∈ Field
21a1i 11 . . . 4 (⊤ → ℂfld ∈ Field)
32flddrngd 20626 . . 3 (⊤ → ℂfld ∈ DivRing)
43drngringd 20622 . . . 4 (⊤ → ℂfld ∈ Ring)
53drnggrpd 20623 . . . . 5 (⊤ → ℂfld ∈ Grp)
6 simpr 484 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
76constrcn 33723 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ ℂ)
87ex 412 . . . . . 6 (⊤ → (𝑥 ∈ Constr → 𝑥 ∈ ℂ))
98ssrdv 3949 . . . . 5 (⊤ → Constr ⊆ ℂ)
10 1zzd 12540 . . . . . . 7 (⊤ → 1 ∈ ℤ)
1110zconstr 33727 . . . . . 6 (⊤ → 1 ∈ Constr)
1211ne0d 4301 . . . . 5 (⊤ → Constr ≠ ∅)
13 simplr 768 . . . . . . . . 9 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
14 simpr 484 . . . . . . . . 9 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑦 ∈ Constr)
1513, 14constraddcl 33725 . . . . . . . 8 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
1615ralrimiva 3125 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
17 cnfldneg 21283 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℂ → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
187, 17syl 17 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
196constrnegcl 33726 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → -𝑥 ∈ Constr)
2018, 19eqeltrd 2828 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
2116, 20jca 511 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
2221ralrimiva 3125 . . . . 5 (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
23 cnfldbas 21244 . . . . . . 7 ℂ = (Base‘ℂfld)
24 cnfldadd 21246 . . . . . . 7 + = (+g‘ℂfld)
25 eqid 2729 . . . . . . 7 (invg‘ℂfld) = (invg‘ℂfld)
2623, 24, 25issubg2 19049 . . . . . 6 (ℂfld ∈ Grp → (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ↔ (Constr ⊆ ℂ ∧ Constr ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))))
2726biimpar 477 . . . . 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 1374 . . . 4 (⊤ → Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld))
2913, 14constrmulcl 33734 . . . . . 6 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
3029anasss 466 . . . . 5 ((⊤ ∧ (𝑥 ∈ Constr ∧ 𝑦 ∈ Constr)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
3130ralrimivva 3178 . . . 4 (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
32 cnfld1 21281 . . . . . 6 1 = (1r‘ℂfld)
33 cnfldmul 21248 . . . . . 6 · = (.r‘ℂfld)
3423, 32, 33issubrg2 20477 . . . . 5 (ℂfld ∈ Ring → (Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ↔ (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 1 ∈ Constr ∧ ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)))
3534biimpar 477 . . . 4 ((ℂfld ∈ Ring ∧ (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 1 ∈ Constr ∧ ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)) → Constr ∈ (SubRing‘ℂfld))
364, 28, 11, 31, 35syl13anc 1374 . . 3 (⊤ → Constr ∈ (SubRing‘ℂfld))
37 simpr 484 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}))
3837eldifad 3923 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ Constr)
3938constrcn 33723 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ ℂ)
40 eldifsni 4750 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}) → 𝑥 ≠ 0)
4140adantl 481 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ≠ 0)
42 cnfldinv 21290 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ≠ 0) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
4339, 41, 42syl2anc 584 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
4438, 41constrinvcl 33736 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → (1 / 𝑥) ∈ Constr)
4543, 44eqeltrd 2828 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
4645ralrimiva 3125 . . 3 (⊤ → ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
47 eqid 2729 . . . 4 (invr‘ℂfld) = (invr‘ℂfld)
48 cnfld0 21280 . . . 4 0 = (0g‘ℂfld)
4947, 48issdrg2 20680 . . 3 (Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld) ↔ (ℂfld ∈ DivRing ∧ Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
503, 36, 46, 49syl3anbrc 1344 . 2 (⊤ → Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld))
5150mptru 1547 1 Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395  w3a 1086   = wceq 1540  wtru 1541  wcel 2109  wne 2925  wral 3044  cdif 3908  wss 3911  c0 4292  {csn 4585  cfv 6499  (class class class)co 7369  cc 11042  0cc0 11044  1c1 11045   + caddc 11047   · cmul 11049  -cneg 11382   / cdiv 11811  Grpcgrp 18841  invgcminusg 18842  SubGrpcsubg 19028  Ringcrg 20118  invrcinvr 20272  SubRingcsubrg 20454  DivRingcdr 20614  Fieldcfield 20615  SubDRingcsdrg 20671  fldccnfld 21240  Constrcconstr 33692
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 5229  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-inf2 9570  ax-cnex 11100  ax-resscn 11101  ax-1cn 11102  ax-icn 11103  ax-addcl 11104  ax-addrcl 11105  ax-mulcl 11106  ax-mulrcl 11107  ax-mulcom 11108  ax-addass 11109  ax-mulass 11110  ax-distr 11111  ax-i2m1 11112  ax-1ne0 11113  ax-1rid 11114  ax-rnegex 11115  ax-rrecex 11116  ax-cnre 11117  ax-pre-lttri 11118  ax-pre-lttrn 11119  ax-pre-ltadd 11120  ax-pre-mulgt0 11121  ax-pre-sup 11122  ax-addf 11123  ax-mulf 11124
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 3351  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-tp 4590  df-op 4592  df-uni 4868  df-int 4907  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-se 5585  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6262  df-ord 6323  df-on 6324  df-lim 6325  df-suc 6326  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-isom 6508  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-of 7633  df-om 7823  df-1st 7947  df-2nd 7948  df-supp 8117  df-tpos 8182  df-frecs 8237  df-wrecs 8268  df-recs 8317  df-rdg 8355  df-1o 8411  df-2o 8412  df-er 8648  df-map 8778  df-pm 8779  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9289  df-fi 9338  df-sup 9369  df-inf 9370  df-oi 9439  df-card 9868  df-pnf 11186  df-mnf 11187  df-xr 11188  df-ltxr 11189  df-le 11190  df-sub 11383  df-neg 11384  df-div 11812  df-nn 12163  df-2 12225  df-3 12226  df-4 12227  df-5 12228  df-6 12229  df-7 12230  df-8 12231  df-9 12232  df-n0 12419  df-z 12506  df-dec 12626  df-uz 12770  df-q 12884  df-rp 12928  df-xneg 13048  df-xadd 13049  df-xmul 13050  df-ioo 13286  df-ioc 13287  df-ico 13288  df-icc 13289  df-fz 13445  df-fzo 13592  df-fl 13730  df-mod 13808  df-seq 13943  df-exp 14003  df-fac 14215  df-bc 14244  df-hash 14272  df-shft 15009  df-cj 15041  df-re 15042  df-im 15043  df-sqrt 15177  df-abs 15178  df-limsup 15413  df-clim 15430  df-rlim 15431  df-sum 15629  df-ef 16009  df-sin 16011  df-cos 16012  df-pi 16014  df-struct 17093  df-sets 17110  df-slot 17128  df-ndx 17140  df-base 17156  df-ress 17177  df-plusg 17209  df-mulr 17210  df-starv 17211  df-sca 17212  df-vsca 17213  df-ip 17214  df-tset 17215  df-ple 17216  df-ds 17218  df-unif 17219  df-hom 17220  df-cco 17221  df-rest 17361  df-topn 17362  df-0g 17380  df-gsum 17381  df-topgen 17382  df-pt 17383  df-prds 17386  df-xrs 17441  df-qtop 17446  df-imas 17447  df-xps 17449  df-mre 17523  df-mrc 17524  df-acs 17526  df-mgm 18543  df-sgrp 18622  df-mnd 18638  df-submnd 18687  df-grp 18844  df-minusg 18845  df-mulg 18976  df-subg 19031  df-cntz 19225  df-cmn 19688  df-abl 19689  df-mgp 20026  df-rng 20038  df-ur 20067  df-ring 20120  df-cring 20121  df-oppr 20222  df-dvdsr 20242  df-unit 20243  df-invr 20273  df-dvr 20286  df-subrng 20431  df-subrg 20455  df-drng 20616  df-field 20617  df-sdrg 20672  df-psmet 21232  df-xmet 21233  df-met 21234  df-bl 21235  df-mopn 21236  df-fbas 21237  df-fg 21238  df-cnfld 21241  df-top 22757  df-topon 22774  df-topsp 22796  df-bases 22809  df-cld 22882  df-ntr 22883  df-cls 22884  df-nei 22961  df-lp 22999  df-perf 23000  df-cn 23090  df-cnp 23091  df-haus 23178  df-tx 23425  df-hmeo 23618  df-fil 23709  df-fm 23801  df-flim 23802  df-flf 23803  df-xms 24184  df-ms 24185  df-tms 24186  df-cncf 24747  df-limc 25743  df-dv 25744  df-log 26441  df-constr 33693
This theorem is referenced by:  constrfld  33739
  Copyright terms: Public domain W3C validator