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 33932
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 33423 . . . . 5 fld ∈ Field
21a1i 11 . . . 4 (⊤ → ℂfld ∈ Field)
32flddrngd 20674 . . 3 (⊤ → ℂfld ∈ DivRing)
43drngringd 20670 . . . 4 (⊤ → ℂfld ∈ Ring)
53drnggrpd 20671 . . . . 5 (⊤ → ℂfld ∈ Grp)
6 simpr 484 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
76constrcn 33917 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ ℂ)
87ex 412 . . . . . 6 (⊤ → (𝑥 ∈ Constr → 𝑥 ∈ ℂ))
98ssrdv 3939 . . . . 5 (⊤ → Constr ⊆ ℂ)
10 1zzd 12522 . . . . . . 7 (⊤ → 1 ∈ ℤ)
1110zconstr 33921 . . . . . 6 (⊤ → 1 ∈ Constr)
1211ne0d 4294 . . . . 5 (⊤ → Constr ≠ ∅)
13 simplr 768 . . . . . . . . 9 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
14 simpr 484 . . . . . . . . 9 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑦 ∈ Constr)
1513, 14constraddcl 33919 . . . . . . . 8 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
1615ralrimiva 3128 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
17 cnfldneg 21350 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℂ → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
187, 17syl 17 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
196constrnegcl 33920 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → -𝑥 ∈ Constr)
2018, 19eqeltrd 2836 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
2116, 20jca 511 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
2221ralrimiva 3128 . . . . 5 (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
23 cnfldbas 21313 . . . . . . 7 ℂ = (Base‘ℂfld)
24 cnfldadd 21315 . . . . . . 7 + = (+g‘ℂfld)
25 eqid 2736 . . . . . . 7 (invg‘ℂfld) = (invg‘ℂfld)
2623, 24, 25issubg2 19071 . . . . . 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 33928 . . . . . 6 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
3029anasss 466 . . . . 5 ((⊤ ∧ (𝑥 ∈ Constr ∧ 𝑦 ∈ Constr)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
3130ralrimivva 3179 . . . 4 (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
32 cnfld1 21348 . . . . . 6 1 = (1r‘ℂfld)
33 cnfldmul 21317 . . . . . 6 · = (.r‘ℂfld)
3423, 32, 33issubrg2 20525 . . . . 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 3913 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ Constr)
3938constrcn 33917 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ ℂ)
40 eldifsni 4746 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}) → 𝑥 ≠ 0)
4140adantl 481 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ≠ 0)
42 cnfldinv 21357 . . . . . 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 33930 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → (1 / 𝑥) ∈ Constr)
4543, 44eqeltrd 2836 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
4645ralrimiva 3128 . . 3 (⊤ → ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
47 eqid 2736 . . . 4 (invr‘ℂfld) = (invr‘ℂfld)
48 cnfld0 21347 . . . 4 0 = (0g‘ℂfld)
4947, 48issdrg2 20728 . . 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 1548 1 Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395  w3a 1086   = wceq 1541  wtru 1542  wcel 2113  wne 2932  wral 3051  cdif 3898  wss 3901  c0 4285  {csn 4580  cfv 6492  (class class class)co 7358  cc 11024  0cc0 11026  1c1 11027   + caddc 11029   · cmul 11031  -cneg 11365   / cdiv 11794  Grpcgrp 18863  invgcminusg 18864  SubGrpcsubg 19050  Ringcrg 20168  invrcinvr 20323  SubRingcsubrg 20502  DivRingcdr 20662  Fieldcfield 20663  SubDRingcsdrg 20719  fldccnfld 21309  Constrcconstr 33886
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2184  ax-ext 2708  ax-rep 5224  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680  ax-inf2 9550  ax-cnex 11082  ax-resscn 11083  ax-1cn 11084  ax-icn 11085  ax-addcl 11086  ax-addrcl 11087  ax-mulcl 11088  ax-mulrcl 11089  ax-mulcom 11090  ax-addass 11091  ax-mulass 11092  ax-distr 11093  ax-i2m1 11094  ax-1ne0 11095  ax-1rid 11096  ax-rnegex 11097  ax-rrecex 11098  ax-cnre 11099  ax-pre-lttri 11100  ax-pre-lttrn 11101  ax-pre-ltadd 11102  ax-pre-mulgt0 11103  ax-pre-sup 11104  ax-addf 11105  ax-mulf 11106
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-tp 4585  df-op 4587  df-uni 4864  df-int 4903  df-iun 4948  df-iin 4949  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-tr 5206  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-se 5578  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-of 7622  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-supp 8103  df-tpos 8168  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-1o 8397  df-2o 8398  df-er 8635  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 9851  df-pnf 11168  df-mnf 11169  df-xr 11170  df-ltxr 11171  df-le 11172  df-sub 11366  df-neg 11367  df-div 11795  df-nn 12146  df-2 12208  df-3 12209  df-4 12210  df-5 12211  df-6 12212  df-7 12213  df-8 12214  df-9 12215  df-n0 12402  df-z 12489  df-dec 12608  df-uz 12752  df-q 12862  df-rp 12906  df-xneg 13026  df-xadd 13027  df-xmul 13028  df-ioo 13265  df-ioc 13266  df-ico 13267  df-icc 13268  df-fz 13424  df-fzo 13571  df-fl 13712  df-mod 13790  df-seq 13925  df-exp 13985  df-fac 14197  df-bc 14226  df-hash 14254  df-shft 14990  df-cj 15022  df-re 15023  df-im 15024  df-sqrt 15158  df-abs 15159  df-limsup 15394  df-clim 15411  df-rlim 15412  df-sum 15610  df-ef 15990  df-sin 15992  df-cos 15993  df-pi 15995  df-struct 17074  df-sets 17091  df-slot 17109  df-ndx 17121  df-base 17137  df-ress 17158  df-plusg 17190  df-mulr 17191  df-starv 17192  df-sca 17193  df-vsca 17194  df-ip 17195  df-tset 17196  df-ple 17197  df-ds 17199  df-unif 17200  df-hom 17201  df-cco 17202  df-rest 17342  df-topn 17343  df-0g 17361  df-gsum 17362  df-topgen 17363  df-pt 17364  df-prds 17367  df-xrs 17423  df-qtop 17428  df-imas 17429  df-xps 17431  df-mre 17505  df-mrc 17506  df-acs 17508  df-mgm 18565  df-sgrp 18644  df-mnd 18660  df-submnd 18709  df-grp 18866  df-minusg 18867  df-mulg 18998  df-subg 19053  df-cntz 19246  df-cmn 19711  df-abl 19712  df-mgp 20076  df-rng 20088  df-ur 20117  df-ring 20170  df-cring 20171  df-oppr 20273  df-dvdsr 20293  df-unit 20294  df-invr 20324  df-dvr 20337  df-subrng 20479  df-subrg 20503  df-drng 20664  df-field 20665  df-sdrg 20720  df-psmet 21301  df-xmet 21302  df-met 21303  df-bl 21304  df-mopn 21305  df-fbas 21306  df-fg 21307  df-cnfld 21310  df-top 22838  df-topon 22855  df-topsp 22877  df-bases 22890  df-cld 22963  df-ntr 22964  df-cls 22965  df-nei 23042  df-lp 23080  df-perf 23081  df-cn 23171  df-cnp 23172  df-haus 23259  df-tx 23506  df-hmeo 23699  df-fil 23790  df-fm 23882  df-flim 23883  df-flf 23884  df-xms 24264  df-ms 24265  df-tms 24266  df-cncf 24827  df-limc 25823  df-dv 25824  df-log 26521  df-constr 33887
This theorem is referenced by:  constrfld  33933
  Copyright terms: Public domain W3C validator