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 33860
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 33351 . . . . 5 fld ∈ Field
21a1i 11 . . . 4 (⊤ → ℂfld ∈ Field)
32flddrngd 20665 . . 3 (⊤ → ℂfld ∈ DivRing)
43drngringd 20661 . . . 4 (⊤ → ℂfld ∈ Ring)
53drnggrpd 20662 . . . . 5 (⊤ → ℂfld ∈ Grp)
6 simpr 484 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
76constrcn 33845 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ ℂ)
87ex 412 . . . . . 6 (⊤ → (𝑥 ∈ Constr → 𝑥 ∈ ℂ))
98ssrdv 3936 . . . . 5 (⊤ → Constr ⊆ ℂ)
10 1zzd 12513 . . . . . . 7 (⊤ → 1 ∈ ℤ)
1110zconstr 33849 . . . . . 6 (⊤ → 1 ∈ Constr)
1211ne0d 4291 . . . . 5 (⊤ → Constr ≠ ∅)
13 simplr 768 . . . . . . . . 9 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
14 simpr 484 . . . . . . . . 9 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑦 ∈ Constr)
1513, 14constraddcl 33847 . . . . . . . 8 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
1615ralrimiva 3125 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
17 cnfldneg 21341 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℂ → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
187, 17syl 17 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
196constrnegcl 33848 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → -𝑥 ∈ Constr)
2018, 19eqeltrd 2833 . . . . . . 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 21304 . . . . . . 7 ℂ = (Base‘ℂfld)
24 cnfldadd 21306 . . . . . . 7 + = (+g‘ℂfld)
25 eqid 2733 . . . . . . 7 (invg‘ℂfld) = (invg‘ℂfld)
2623, 24, 25issubg2 19062 . . . . . 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 33856 . . . . . 6 (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
3029anasss 466 . . . . 5 ((⊤ ∧ (𝑥 ∈ Constr ∧ 𝑦 ∈ Constr)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
3130ralrimivva 3176 . . . 4 (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
32 cnfld1 21339 . . . . . 6 1 = (1r‘ℂfld)
33 cnfldmul 21308 . . . . . 6 · = (.r‘ℂfld)
3423, 32, 33issubrg2 20516 . . . . 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 3910 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ Constr)
3938constrcn 33845 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ ℂ)
40 eldifsni 4743 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}) → 𝑥 ≠ 0)
4140adantl 481 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ≠ 0)
42 cnfldinv 21348 . . . . . 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 33858 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → (1 / 𝑥) ∈ Constr)
4543, 44eqeltrd 2833 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
4645ralrimiva 3125 . . 3 (⊤ → ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
47 eqid 2733 . . . 4 (invr‘ℂfld) = (invr‘ℂfld)
48 cnfld0 21338 . . . 4 0 = (0g‘ℂfld)
4947, 48issdrg2 20719 . . 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 2929  wral 3048  cdif 3895  wss 3898  c0 4282  {csn 4577  cfv 6489  (class class class)co 7355  cc 11015  0cc0 11017  1c1 11018   + caddc 11020   · cmul 11022  -cneg 11356   / cdiv 11785  Grpcgrp 18854  invgcminusg 18855  SubGrpcsubg 19041  Ringcrg 20159  invrcinvr 20314  SubRingcsubrg 20493  DivRingcdr 20653  Fieldcfield 20654  SubDRingcsdrg 20710  fldccnfld 21300  Constrcconstr 33814
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 2182  ax-ext 2705  ax-rep 5221  ax-sep 5238  ax-nul 5248  ax-pow 5307  ax-pr 5374  ax-un 7677  ax-inf2 9542  ax-cnex 11073  ax-resscn 11074  ax-1cn 11075  ax-icn 11076  ax-addcl 11077  ax-addrcl 11078  ax-mulcl 11079  ax-mulrcl 11080  ax-mulcom 11081  ax-addass 11082  ax-mulass 11083  ax-distr 11084  ax-i2m1 11085  ax-1ne0 11086  ax-1rid 11087  ax-rnegex 11088  ax-rrecex 11089  ax-cnre 11090  ax-pre-lttri 11091  ax-pre-lttrn 11092  ax-pre-ltadd 11093  ax-pre-mulgt0 11094  ax-pre-sup 11095  ax-addf 11096  ax-mulf 11097
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 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2725  df-clel 2808  df-nfc 2882  df-ne 2930  df-nel 3034  df-ral 3049  df-rex 3058  df-rmo 3347  df-reu 3348  df-rab 3397  df-v 3439  df-sbc 3738  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-pss 3918  df-nul 4283  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-tp 4582  df-op 4584  df-uni 4861  df-int 4900  df-iun 4945  df-iin 4946  df-br 5096  df-opab 5158  df-mpt 5177  df-tr 5203  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 7312  df-ov 7358  df-oprab 7359  df-mpo 7360  df-of 7619  df-om 7806  df-1st 7930  df-2nd 7931  df-supp 8100  df-tpos 8165  df-frecs 8220  df-wrecs 8251  df-recs 8300  df-rdg 8338  df-1o 8394  df-2o 8395  df-er 8631  df-map 8761  df-pm 8762  df-ixp 8832  df-en 8880  df-dom 8881  df-sdom 8882  df-fin 8883  df-fsupp 9257  df-fi 9306  df-sup 9337  df-inf 9338  df-oi 9407  df-card 9843  df-pnf 11159  df-mnf 11160  df-xr 11161  df-ltxr 11162  df-le 11163  df-sub 11357  df-neg 11358  df-div 11786  df-nn 12137  df-2 12199  df-3 12200  df-4 12201  df-5 12202  df-6 12203  df-7 12204  df-8 12205  df-9 12206  df-n0 12393  df-z 12480  df-dec 12599  df-uz 12743  df-q 12853  df-rp 12897  df-xneg 13017  df-xadd 13018  df-xmul 13019  df-ioo 13256  df-ioc 13257  df-ico 13258  df-icc 13259  df-fz 13415  df-fzo 13562  df-fl 13703  df-mod 13781  df-seq 13916  df-exp 13976  df-fac 14188  df-bc 14217  df-hash 14245  df-shft 14981  df-cj 15013  df-re 15014  df-im 15015  df-sqrt 15149  df-abs 15150  df-limsup 15385  df-clim 15402  df-rlim 15403  df-sum 15601  df-ef 15981  df-sin 15983  df-cos 15984  df-pi 15986  df-struct 17065  df-sets 17082  df-slot 17100  df-ndx 17112  df-base 17128  df-ress 17149  df-plusg 17181  df-mulr 17182  df-starv 17183  df-sca 17184  df-vsca 17185  df-ip 17186  df-tset 17187  df-ple 17188  df-ds 17190  df-unif 17191  df-hom 17192  df-cco 17193  df-rest 17333  df-topn 17334  df-0g 17352  df-gsum 17353  df-topgen 17354  df-pt 17355  df-prds 17358  df-xrs 17414  df-qtop 17419  df-imas 17420  df-xps 17422  df-mre 17496  df-mrc 17497  df-acs 17499  df-mgm 18556  df-sgrp 18635  df-mnd 18651  df-submnd 18700  df-grp 18857  df-minusg 18858  df-mulg 18989  df-subg 19044  df-cntz 19237  df-cmn 19702  df-abl 19703  df-mgp 20067  df-rng 20079  df-ur 20108  df-ring 20161  df-cring 20162  df-oppr 20264  df-dvdsr 20284  df-unit 20285  df-invr 20315  df-dvr 20328  df-subrng 20470  df-subrg 20494  df-drng 20655  df-field 20656  df-sdrg 20711  df-psmet 21292  df-xmet 21293  df-met 21294  df-bl 21295  df-mopn 21296  df-fbas 21297  df-fg 21298  df-cnfld 21301  df-top 22829  df-topon 22846  df-topsp 22868  df-bases 22881  df-cld 22954  df-ntr 22955  df-cls 22956  df-nei 23033  df-lp 23071  df-perf 23072  df-cn 23162  df-cnp 23163  df-haus 23250  df-tx 23497  df-hmeo 23690  df-fil 23781  df-fm 23873  df-flim 23874  df-flf 23875  df-xms 24255  df-ms 24256  df-tms 24257  df-cncf 24818  df-limc 25814  df-dv 25815  df-log 26512  df-constr 33815
This theorem is referenced by:  constrfld  33861
  Copyright terms: Public domain W3C validator