Theorem constrsdrg 34400

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 33896	. . . . 5 ⊢ ℂfld ∈ Field
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ Field)
3	2	flddrngd 20987	. . 3 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ DivRing)
4	3	drngringd 20981	. . . 4 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ Ring)
5	3	drnggrpd 20982	. . . . 5 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ Grp)
6		simpr 490	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
7	6	constrcn 34385	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ ℂ)
8	7	ex 418	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (𝑥 ∈ Constr → 𝑥 ∈ ℂ))
9	8	ssrdv 3937	. . . . 5 ⊢ (⊤ → Constr ⊆ ℂ)
10		1zzd 12720	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → 1 ∈ ℤ)
11	10	zconstr 34389	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → 1 ∈ Constr)
12	11	ne0d 4288	. . . . 5 ⊢ (⊤ → Constr ≠ ∅)
13		simplr 781	. . . . . . . . 9 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
14		simpr 490	. . . . . . . . 9 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑦 ∈ Constr)
15	13, 14	constraddcl 34387	. . . . . . . 8 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
16	15	ralrimiva 3155	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
17		cnfldneg 21697	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ ℂ → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
18	7, 17	syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
19	6	constrnegcl 34388	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → -𝑥 ∈ Constr)
20	18, 19	eqeltrd 2861	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
21	16, 20	jca 521	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
22	21	ralrimiva 3155	. . . . 5 ⊢ (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
23		cnfldbas 21675	. . . . . . 7 ⊢ ℂ = (Base‘ℂfld)
24		cnfldadd 21677	. . . . . . 7 ⊢ + = (+g‘ℂfld)
25		eqid 2761	. . . . . . 7 ⊢ (invg‘ℂfld) = (invg‘ℂfld)
26	23, 24, 25	issubg2 19345	. . . . . 6 ⊢ (ℂfld ∈ Grp → (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ↔ (Constr ⊆ ℂ ∧ Constr ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))))
27	26	biimpar 483	. . . . 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 1399	. . . 4 ⊢ (⊤ → Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld))
29	13, 14	constrmulcl 34396	. . . . . 6 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
30	29	anasss 472	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ (𝑥 ∈ Constr ∧ 𝑦 ∈ Constr)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
31	30	ralrimivva 3206	. . . 4 ⊢ (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
32		cnfld1 21696	. . . . . 6 ⊢ 1 = (1r‘ℂfld)
33		cnfldmul 21679	. . . . . 6 ⊢ · = (.r‘ℂfld)
34	23, 32, 33	issubrg2 20837	. . . . 5 ⊢ (ℂfld ∈ Ring → (Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ↔ (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 1 ∈ Constr ∧ ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)))
35	34	biimpar 483	. . . 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 1399	. . 3 ⊢ (⊤ → Constr ∈ (SubRing‘ℂfld))
37		simpr 490	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}))
38	37	eldifad 3911	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ Constr)
39	38	constrcn 34385	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ ℂ)
40		eldifsni 4753	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}) → 𝑥 ≠ 0)
41	40	adantl 487	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ≠ 0)
42		cnfldinv 21702	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ≠ 0) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
43	39, 41, 42	syl2anc 596	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
44	38, 41	constrinvcl 34398	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → (1 / 𝑥) ∈ Constr)
45	43, 44	eqeltrd 2861	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
46	45	ralrimiva 3155	. . 3 ⊢ (⊤ → ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
47		eqid 2761	. . . 4 ⊢ (invr‘ℂfld) = (invr‘ℂfld)
48		cnfld0 21695	. . . 4 ⊢ 0 = (0g‘ℂfld)
49	47, 48	issdrg2 21045	. . 3 ⊢ (Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld) ↔ (ℂfld ∈ DivRing ∧ Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
50	3, 36, 46, 49	syl3anbrc 1362	. 2 ⊢ (⊤ → Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld))
51	50	mptru 1577	1 ⊢ Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld)

This proof depends on syntax axioms:   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570  ⊤wtru 1571   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077   ∖ cdif 3896   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  {csn 4584  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418  ℂcc 11191  0cc0 11193  1c1 11194   + caddc 11196   · cmul 11198  -cneg 11535   / cdiv 11966  Grpcgrp 19137  inv_gcminusg 19138  SubGrpcsubg 19323  Ringcrg 20452  inv_rcinvr 20610  SubRingcsubrg 20814  DivRingcdr 20973  Fieldcfield 20974  SubDRingcsdrg 21036  ℂ_fldccnfld 21671  Constrcconstr 34354

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-inf2 9635  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270  ax-pre-sup 11271  ax-addf 11272  ax-mulf 11273

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-of 7691  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-supp 8171  df-tpos 8236  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8469  df-2o 8470  df-er 8710  df-map 8842  df-pm 8843  df-ixp 8919  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-fin 8970  df-fsupp 9347  df-fi 9396  df-sup 9427  df-inf 9428  df-oi 9497  df-card 10013  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-div 11967  df-nn 12329  df-2 12398  df-3 12399  df-4 12400  df-5 12401  df-6 12402  df-7 12403  df-8 12404  df-9 12405  df-n0 12600  df-z 12687  df-dec 12808  df-uz 12959  df-q 13069  df-rp 13114  df-xneg 13234  df-xadd 13235  df-xmul 13236  df-ioo 13473  df-ioc 13474  df-ico 13475  df-icc 13476  df-fz 13633  df-fzo 13782  df-fl 13925  df-mod 14003  df-seq 14138  df-exp 14198  df-fac 14411  df-bc 14440  df-hash 14468  df-shft 15213  df-cj 15259  df-re 15260  df-im 15261  df-sqrt 15395  df-abs 15396  df-limsup 15631  df-clim 15648  df-rlim 15649  df-sum 15847  df-ef 16226  df-sin 16228  df-cos 16229  df-pi 16231  df-struct 17318  df-sets 17335  df-slot 17353  df-ndx 17365  df-base 17381  df-ress 17402  df-plusg 17434  df-mulr 17435  df-starv 17436  df-sca 17437  df-vsca 17438  df-ip 17439  df-tset 17440  df-ple 17441  df-ds 17443  df-unif 17444  df-hom 17445  df-cco 17446  df-rest 17586  df-topn 17587  df-0g 17605  df-gsum 17606  df-topgen 17607  df-pt 17608  df-prds 17611  df-xrs 17667  df-qtop 17672  df-imas 17673  df-xps 17675  df-mre 17749  df-mrc 17750  df-acs 17752  df-mgm 18809  df-sgrp 18901  df-mnd 18917  df-submnd 18972  df-grp 19140  df-minusg 19141  df-mulg 19271  df-subg 19326  df-cntz 19524  df-cmn 19989  df-abl 19990  df-mgp 20354  df-rng 20368  df-ur 20401  df-ring 20454  df-cring 20455  df-oppr 20560  df-dvdsr 20580  df-unit 20581  df-invr 20611  df-dvr 20624  df-subrng 20791  df-subrg 20815  df-drng 20975  df-field 20976  df-sdrg 21037  df-psmet 21663  df-xmet 21664  df-met 21665  df-bl 21666  df-mopn 21667  df-fbas 21668  df-fg 21669  df-cnfld 21672  df-top 23205  df-topon 23222  df-topsp 23244  df-bases 23257  df-cld 23330  df-ntr 23331  df-cls 23332  df-nei 23409  df-lp 23447  df-perf 23448  df-cn 23538  df-cnp 23539  df-haus 23626  df-tx 23874  df-hmeo 24067  df-fil 24158  df-fm 24250  df-flim 24251  df-flf 24252  df-xms 24632  df-ms 24633  df-tms 24634  df-cncf 25192  df-limc 26179  df-dv 26180  df-log 26877  df-constr 34355

This theorem is used by:  constrfld  34401