Theorem constrsdrg 34033

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 33489	. . . . 5 ⊢ ℂfld ∈ Field
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ Field)
3	2	flddrngd 20778	. . 3 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ DivRing)
4	3	drngringd 20774	. . . 4 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ Ring)
5	3	drnggrpd 20775	. . . . 5 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ Grp)
6		simpr 488	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
7	6	constrcn 34018	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ ℂ)
8	7	ex 416	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (𝑥 ∈ Constr → 𝑥 ∈ ℂ))
9	8	ssrdv 3940	. . . . 5 ⊢ (⊤ → Constr ⊆ ℂ)
10		1zzd 12596	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → 1 ∈ ℤ)
11	10	zconstr 34022	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → 1 ∈ Constr)
12	11	ne0d 4292	. . . . 5 ⊢ (⊤ → Constr ≠ ∅)
13		simplr 778	. . . . . . . . 9 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
14		simpr 488	. . . . . . . . 9 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑦 ∈ Constr)
15	13, 14	constraddcl 34020	. . . . . . . 8 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
16	15	ralrimiva 3153	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
17		cnfldneg 21438	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ ℂ → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
18	7, 17	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
19	6	constrnegcl 34021	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → -𝑥 ∈ Constr)
20	18, 19	eqeltrd 2861	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
21	16, 20	jca 519	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
22	21	ralrimiva 3153	. . . . 5 ⊢ (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
23		cnfldbas 21416	. . . . . . 7 ⊢ ℂ = (Base‘ℂfld)
24		cnfldadd 21418	. . . . . . 7 ⊢ + = (+g‘ℂfld)
25		eqid 2761	. . . . . . 7 ⊢ (invg‘ℂfld) = (invg‘ℂfld)
26	23, 24, 25	issubg2 19174	. . . . . 6 ⊢ (ℂfld ∈ Grp → (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ↔ (Constr ⊆ ℂ ∧ Constr ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))))
27	26	biimpar 481	. . . . 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 1390	. . . 4 ⊢ (⊤ → Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld))
29	13, 14	constrmulcl 34029	. . . . . 6 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
30	29	anasss 470	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ (𝑥 ∈ Constr ∧ 𝑦 ∈ Constr)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
31	30	ralrimivva 3204	. . . 4 ⊢ (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
32		cnfld1 21437	. . . . . 6 ⊢ 1 = (1r‘ℂfld)
33		cnfldmul 21420	. . . . . 6 ⊢ · = (.r‘ℂfld)
34	23, 32, 33	issubrg2 20629	. . . . 5 ⊢ (ℂfld ∈ Ring → (Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ↔ (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 1 ∈ Constr ∧ ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)))
35	34	biimpar 481	. . . 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 1390	. . 3 ⊢ (⊤ → Constr ∈ (SubRing‘ℂfld))
37		simpr 488	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}))
38	37	eldifad 3914	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ Constr)
39	38	constrcn 34018	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ ℂ)
40		eldifsni 4747	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}) → 𝑥 ≠ 0)
41	40	adantl 485	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ≠ 0)
42		cnfldinv 21443	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ≠ 0) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
43	39, 41, 42	syl2anc 593	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
44	38, 41	constrinvcl 34031	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → (1 / 𝑥) ∈ Constr)
45	43, 44	eqeltrd 2861	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
46	45	ralrimiva 3153	. . 3 ⊢ (⊤ → ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
47		eqid 2761	. . . 4 ⊢ (invr‘ℂfld) = (invr‘ℂfld)
48		cnfld0 21436	. . . 4 ⊢ 0 = (0g‘ℂfld)
49	47, 48	issdrg2 20832	. . 3 ⊢ (Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld) ↔ (ℂfld ∈ DivRing ∧ Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
50	3, 36, 46, 49	syl3anbrc 1356	. 2 ⊢ (⊤ → Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld))
51	50	mptru 1566	1 ⊢ Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld)

Syntax hints:   ∧ wa 399   ∧ w3a 1097   = wceq 1559  ⊤wtru 1560   ∈ wcel 2141   ≠ wne 2956  ∀wral 3075   ∖ cdif 3899   ⊆ wss 3902  ∅c0 4283  {csn 4579  ‘cfv 6516  (class class class)co 7391  ℂcc 11065  0cc0 11067  1c1 11068   + caddc 11070   · cmul 11072  -cneg 11409   / cdiv 11838  Grpcgrp 18966  inv_gcminusg 18967  SubGrpcsubg 19153  Ringcrg 20270  inv_rcinvr 20423  SubRingcsubrg 20606  DivRingcdr 20766  Fieldcfield 20767  SubDRingcsdrg 20823  ℂ_fldccnfld 21412  Constrcconstr 33987

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5224  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5319  ax-pr 5387  ax-un 7713  ax-inf2 9590  ax-cnex 11123  ax-resscn 11124  ax-1cn 11125  ax-icn 11126  ax-addcl 11127  ax-addrcl 11128  ax-mulcl 11129  ax-mulrcl 11130  ax-mulcom 11131  ax-addass 11132  ax-mulass 11133  ax-distr 11134  ax-i2m1 11135  ax-1ne0 11136  ax-1rid 11137  ax-rnegex 11138  ax-rrecex 11139  ax-cnre 11140  ax-pre-lttri 11141  ax-pre-lttrn 11142  ax-pre-ltadd 11143  ax-pre-mulgt0 11144  ax-pre-sup 11145  ax-addf 11146  ax-mulf 11147

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4284  df-if 4478  df-pw 4554  df-sn 4580  df-pr 4582  df-tp 4584  df-op 4586  df-uni 4863  df-int 4903  df-iun 4948  df-iin 4949  df-br 5098  df-opab 5160  df-mpt 5179  df-tr 5205  df-id 5538  df-eprel 5543  df-po 5551  df-so 5552  df-fr 5596  df-se 5597  df-we 5598  df-xp 5649  df-rel 5650  df-cnv 5651  df-co 5652  df-dm 5653  df-rn 5654  df-res 5655  df-ima 5656  df-pred 6283  df-ord 6344  df-on 6345  df-lim 6346  df-suc 6347  df-iota 6472  df-fun 6518  df-fn 6519  df-f 6520  df-f1 6521  df-fo 6522  df-f1o 6523  df-fv 6524  df-isom 6525  df-riota 7348  df-ov 7394  df-oprab 7395  df-mpo 7396  df-of 7655  df-om 7842  df-1st 7965  df-2nd 7966  df-supp 8135  df-tpos 8200  df-frecs 8256  df-wrecs 8287  df-recs 8336  df-rdg 8375  df-1o 8431  df-2o 8432  df-er 8672  df-map 8804  df-pm 8805  df-ixp 8874  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-fin 8925  df-fsupp 9302  df-fi 9351  df-sup 9382  df-inf 9383  df-oi 9452  df-card 9891  df-pnf 11212  df-mnf 11213  df-xr 11214  df-ltxr 11215  df-le 11216  df-sub 11410  df-neg 11411  df-div 11839  df-nn 12205  df-2 12274  df-3 12275  df-4 12276  df-5 12277  df-6 12278  df-7 12279  df-8 12280  df-9 12281  df-n0 12476  df-z 12563  df-dec 12683  df-uz 12834  df-q 12944  df-rp 12988  df-xneg 13108  df-xadd 13109  df-xmul 13110  df-ioo 13347  df-ioc 13348  df-ico 13349  df-icc 13350  df-fz 13507  df-fzo 13654  df-fl 13796  df-mod 13874  df-seq 14009  df-exp 14069  df-fac 14281  df-bc 14310  df-hash 14338  df-shft 15074  df-cj 15117  df-re 15118  df-im 15119  df-sqrt 15253  df-abs 15254  df-limsup 15489  df-clim 15506  df-rlim 15507  df-sum 15705  df-ef 16088  df-sin 16090  df-cos 16091  df-pi 16093  df-struct 17174  df-sets 17191  df-slot 17209  df-ndx 17221  df-base 17237  df-ress 17258  df-plusg 17290  df-mulr 17291  df-starv 17292  df-sca 17293  df-vsca 17294  df-ip 17295  df-tset 17296  df-ple 17297  df-ds 17299  df-unif 17300  df-hom 17301  df-cco 17302  df-rest 17442  df-topn 17443  df-0g 17461  df-gsum 17462  df-topgen 17463  df-pt 17464  df-prds 17467  df-xrs 17523  df-qtop 17528  df-imas 17529  df-xps 17531  df-mre 17605  df-mrc 17606  df-acs 17608  df-mgm 18665  df-sgrp 18744  df-mnd 18760  df-submnd 18809  df-grp 18969  df-minusg 18970  df-mulg 19101  df-subg 19156  df-cntz 19348  df-cmn 19813  df-abl 19814  df-mgp 20178  df-rng 20190  df-ur 20219  df-ring 20272  df-cring 20273  df-oppr 20373  df-dvdsr 20393  df-unit 20394  df-invr 20424  df-dvr 20437  df-subrng 20583  df-subrg 20607  df-drng 20768  df-field 20769  df-sdrg 20824  df-psmet 21404  df-xmet 21405  df-met 21406  df-bl 21407  df-mopn 21408  df-fbas 21409  df-fg 21410  df-cnfld 21413  df-top 22942  df-topon 22959  df-topsp 22981  df-bases 22994  df-cld 23067  df-ntr 23068  df-cls 23069  df-nei 23146  df-lp 23184  df-perf 23185  df-cn 23275  df-cnp 23276  df-haus 23363  df-tx 23610  df-hmeo 23803  df-fil 23894  df-fm 23986  df-flim 23987  df-flf 23988  df-xms 24368  df-ms 24369  df-tms 24370  df-cncf 24928  df-limc 25916  df-dv 25917  df-log 26609  df-constr 33988

This theorem is referenced by:  constrfld  34034