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 33971
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 33429 . . . . 5 fld ∈ Field
21a1i 11 . . . 4 (⊤ → ℂfld ∈ Field)
32flddrngd 20717 . . 3 (⊤ → ℂfld ∈ DivRing)
43drngringd 20713 . . . 4 (⊤ → ℂfld ∈ Ring)
53drnggrpd 20714 . . . . 5 (⊤ → ℂfld ∈ Grp)
6 simpr 486 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
76constrcn 33956 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ ℂ)
87ex 414 . . . . . 6 (⊤ → (𝑥 ∈ Constr → 𝑥 ∈ ℂ))
98ssrdv 3923 . . . . 5 (⊤ → Constr ⊆ ℂ)
10 1zzd 12553 . . . . . . 7 (⊤ → 1 ∈ ℤ)
1110zconstr 33960 . . . . . 6 (⊤ → 1 ∈ Constr)
1211ne0d 4273 . . . . 5 (⊤ → Constr ≠ ∅)
13 simplr 775 . . . . . . . . 9 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
14 simpr 486 . . . . . . . . 9 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑦 ∈ Constr)
1513, 14constraddcl 33958 . . . . . . . 8 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
1615ralrimiva 3133 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
17 cnfldneg 21377 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℂ → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
187, 17syl 17 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
196constrnegcl 33959 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → -𝑥 ∈ Constr)
2018, 19eqeltrd 2841 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
2116, 20jca 517 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
2221ralrimiva 3133 . . . . 5 (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
23 cnfldbas 21355 . . . . . . 7 ℂ = (Base‘ℂfld)
24 cnfldadd 21357 . . . . . . 7 + = (+g‘ℂfld)
25 eqid 2741 . . . . . . 7 (invg‘ℂfld) = (invg‘ℂfld)
2623, 24, 25issubg2 19112 . . . . . 6 (ℂfld ∈ Grp → (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ↔ (Constr ⊆ ℂ ∧ Constr ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))))
2726biimpar 479 . . . . 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 1381 . . . 4 (⊤ → Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld))
2913, 14constrmulcl 33967 . . . . . 6 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
3029anasss 468 . . . . 5 ((⊤ ∧ (𝑥 ∈ Constr ∧ 𝑦 ∈ Constr)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
3130ralrimivva 3184 . . . 4 (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
32 cnfld1 21376 . . . . . 6 1 = (1r‘ℂfld)
33 cnfldmul 21359 . . . . . 6 · = (.r‘ℂfld)
3423, 32, 33issubrg2 20568 . . . . 5 (ℂfld ∈ Ring → (Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ↔ (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 1 ∈ Constr ∧ ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)))
3534biimpar 479 . . . 4 ((ℂfld ∈ Ring ∧ (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 1 ∈ Constr ∧ ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)) → Constr ∈ (SubRing‘ℂfld))
364, 28, 11, 31, 35syl13anc 1381 . . 3 (⊤ → Constr ∈ (SubRing‘ℂfld))
37 simpr 486 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}))
3837eldifad 3897 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ Constr)
3938constrcn 33956 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ ℂ)
40 eldifsni 4726 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}) → 𝑥 ≠ 0)
4140adantl 483 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ≠ 0)
42 cnfldinv 21382 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ≠ 0) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
4339, 41, 42syl2anc 591 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
4438, 41constrinvcl 33969 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → (1 / 𝑥) ∈ Constr)
4543, 44eqeltrd 2841 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
4645ralrimiva 3133 . . 3 (⊤ → ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
47 eqid 2741 . . . 4 (invr‘ℂfld) = (invr‘ℂfld)
48 cnfld0 21375 . . . 4 0 = (0g‘ℂfld)
4947, 48issdrg2 20771 . . 3 (Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld) ↔ (ℂfld ∈ DivRing ∧ Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
503, 36, 46, 49syl3anbrc 1351 . 2 (⊤ → Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld))
5150mptru 1555 1 Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 397  w3a 1093   = wceq 1548  wtru 1549  wcel 2121  wne 2936  wral 3055  cdif 3882  wss 3885  c0 4264  {csn 4558  cfv 6489  (class class class)co 7360  cc 11031  0cc0 11033  1c1 11034   + caddc 11036   · cmul 11038  -cneg 11373   / cdiv 11802  Grpcgrp 18904  invgcminusg 18905  SubGrpcsubg 19091  Ringcrg 20209  invrcinvr 20362  SubRingcsubrg 20545  DivRingcdr 20705  Fieldcfield 20706  SubDRingcsdrg 20762  fldccnfld 21351  Constrcconstr 33925
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1975  ax-7 2016  ax-8 2123  ax-9 2131  ax-10 2154  ax-11 2170  ax-12 2191  ax-ext 2713  ax-rep 5202  ax-sep 5221  ax-nul 5231  ax-pow 5297  ax-pr 5365  ax-un 7682  ax-inf2 9557  ax-cnex 11089  ax-resscn 11090  ax-1cn 11091  ax-icn 11092  ax-addcl 11093  ax-addrcl 11094  ax-mulcl 11095  ax-mulrcl 11096  ax-mulcom 11097  ax-addass 11098  ax-mulass 11099  ax-distr 11100  ax-i2m1 11101  ax-1ne0 11102  ax-1rid 11103  ax-rnegex 11104  ax-rrecex 11105  ax-cnre 11106  ax-pre-lttri 11107  ax-pre-lttrn 11108  ax-pre-ltadd 11109  ax-pre-mulgt0 11110  ax-pre-sup 11111  ax-addf 11112  ax-mulf 11113
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 398  df-or 855  df-3or 1094  df-3an 1095  df-tru 1551  df-fal 1561  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2075  df-mo 2545  df-eu 2575  df-clab 2720  df-cleq 2733  df-clel 2816  df-nfc 2890  df-ne 2937  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3066  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3394  df-v 3435  df-sbc 3726  df-csb 3834  df-dif 3888  df-un 3890  df-in 3892  df-ss 3902  df-pss 3905  df-nul 4265  df-if 4458  df-pw 4534  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4842  df-int 4881  df-iun 4926  df-iin 4927  df-br 5076  df-opab 5138  df-mpt 5157  df-tr 5183  df-id 5516  df-eprel 5521  df-po 5529  df-so 5530  df-fr 5574  df-se 5575  df-we 5576  df-xp 5627  df-rel 5628  df-cnv 5629  df-co 5630  df-dm 5631  df-rn 5632  df-res 5633  df-ima 5634  df-pred 6256  df-ord 6317  df-on 6318  df-lim 6319  df-suc 6320  df-iota 6445  df-fun 6491  df-fn 6492  df-f 6493  df-f1 6494  df-fo 6495  df-f1o 6496  df-fv 6497  df-isom 6498  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-of 7624  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-supp 8105  df-tpos 8170  df-frecs 8225  df-wrecs 8256  df-recs 8305  df-rdg 8343  df-1o 8399  df-2o 8400  df-er 8637  df-map 8769  df-pm 8770  df-ixp 8840  df-en 8888  df-dom 8889  df-sdom 8890  df-fin 8891  df-fsupp 9269  df-fi 9318  df-sup 9349  df-inf 9350  df-oi 9419  df-card 9858  df-pnf 11176  df-mnf 11177  df-xr 11178  df-ltxr 11179  df-le 11180  df-sub 11374  df-neg 11375  df-div 11803  df-nn 12170  df-2 12239  df-3 12240  df-4 12241  df-5 12242  df-6 12243  df-7 12244  df-8 12245  df-9 12246  df-n0 12433  df-z 12520  df-dec 12640  df-uz 12784  df-q 12894  df-rp 12938  df-xneg 13058  df-xadd 13059  df-xmul 13060  df-ioo 13297  df-ioc 13298  df-ico 13299  df-icc 13300  df-fz 13457  df-fzo 13604  df-fl 13746  df-mod 13824  df-seq 13959  df-exp 14019  df-fac 14231  df-bc 14260  df-hash 14288  df-shft 15024  df-cj 15056  df-re 15057  df-im 15058  df-sqrt 15192  df-abs 15193  df-limsup 15428  df-clim 15445  df-rlim 15446  df-sum 15644  df-ef 16027  df-sin 16029  df-cos 16030  df-pi 16032  df-struct 17112  df-sets 17129  df-slot 17147  df-ndx 17159  df-base 17175  df-ress 17196  df-plusg 17228  df-mulr 17229  df-starv 17230  df-sca 17231  df-vsca 17232  df-ip 17233  df-tset 17234  df-ple 17235  df-ds 17237  df-unif 17238  df-hom 17239  df-cco 17240  df-rest 17380  df-topn 17381  df-0g 17399  df-gsum 17400  df-topgen 17401  df-pt 17402  df-prds 17405  df-xrs 17461  df-qtop 17466  df-imas 17467  df-xps 17469  df-mre 17543  df-mrc 17544  df-acs 17546  df-mgm 18603  df-sgrp 18682  df-mnd 18698  df-submnd 18747  df-grp 18907  df-minusg 18908  df-mulg 19039  df-subg 19094  df-cntz 19287  df-cmn 19752  df-abl 19753  df-mgp 20117  df-rng 20129  df-ur 20158  df-ring 20211  df-cring 20212  df-oppr 20312  df-dvdsr 20332  df-unit 20333  df-invr 20363  df-dvr 20376  df-subrng 20522  df-subrg 20546  df-drng 20707  df-field 20708  df-sdrg 20763  df-psmet 21343  df-xmet 21344  df-met 21345  df-bl 21346  df-mopn 21347  df-fbas 21348  df-fg 21349  df-cnfld 21352  df-top 22881  df-topon 22898  df-topsp 22920  df-bases 22933  df-cld 23006  df-ntr 23007  df-cls 23008  df-nei 23085  df-lp 23123  df-perf 23124  df-cn 23214  df-cnp 23215  df-haus 23302  df-tx 23549  df-hmeo 23742  df-fil 23833  df-fm 23925  df-flim 23926  df-flf 23927  df-xms 24307  df-ms 24308  df-tms 24309  df-cncf 24867  df-limc 25855  df-dv 25856  df-log 26542  df-constr 33926
This theorem is referenced by:  constrfld  33972
  Copyright terms: Public domain W3C validator