Theorem constrsdrg 34106

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 33601	. . . . 5 ⊢ ℂfld ∈ Field
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ Field)
3	2	flddrngd 20821	. . 3 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ DivRing)
4	3	drngringd 20817	. . . 4 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ Ring)
5	3	drnggrpd 20818	. . . . 5 ⊢ (⊤ → ℂfld ∈ Grp)
6		simpr 489	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
7	6	constrcn 34091	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ ℂ)
8	7	ex 417	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (𝑥 ∈ Constr → 𝑥 ∈ ℂ))
9	8	ssrdv 3951	. . . . 5 ⊢ (⊤ → Constr ⊆ ℂ)
10		1zzd 12621	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → 1 ∈ ℤ)
11	10	zconstr 34095	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → 1 ∈ Constr)
12	11	ne0d 4303	. . . . 5 ⊢ (⊤ → Constr ≠ ∅)
13		simplr 780	. . . . . . . . 9 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑥 ∈ Constr)
14		simpr 489	. . . . . . . . 9 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → 𝑦 ∈ Constr)
15	13, 14	constraddcl 34093	. . . . . . . 8 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
16	15	ralrimiva 3163	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr)
17		cnfldneg 21513	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ ℂ → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
18	7, 17	syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) = -𝑥)
19	6	constrnegcl 34094	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → -𝑥 ∈ Constr)
20	18, 19	eqeltrd 2869	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
21	16, 20	jca 520	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) → (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
22	21	ralrimiva 3163	. . . . 5 ⊢ (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
23		cnfldbas 21491	. . . . . . 7 ⊢ ℂ = (Base‘ℂfld)
24		cnfldadd 21493	. . . . . . 7 ⊢ + = (+g‘ℂfld)
25		eqid 2769	. . . . . . 7 ⊢ (invg‘ℂfld) = (invg‘ℂfld)
26	23, 24, 25	issubg2 19204	. . . . . 6 ⊢ (ℂfld ∈ Grp → (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ↔ (Constr ⊆ ℂ ∧ Constr ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ Constr (∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 + 𝑦) ∈ Constr ∧ ((invg‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))))
27	26	biimpar 482	. . . . 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 1397	. . . 4 ⊢ (⊤ → Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld))
29	13, 14	constrmulcl 34102	. . . . . 6 ⊢ (((⊤ ∧ 𝑥 ∈ Constr) ∧ 𝑦 ∈ Constr) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
30	29	anasss 471	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ (𝑥 ∈ Constr ∧ 𝑦 ∈ Constr)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
31	30	ralrimivva 3214	. . . 4 ⊢ (⊤ → ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)
32		cnfld1 21512	. . . . . 6 ⊢ 1 = (1r‘ℂfld)
33		cnfldmul 21495	. . . . . 6 ⊢ · = (.r‘ℂfld)
34	23, 32, 33	issubrg2 20673	. . . . 5 ⊢ (ℂfld ∈ Ring → (Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ↔ (Constr ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 1 ∈ Constr ∧ ∀𝑥 ∈ Constr ∀𝑦 ∈ Constr (𝑥 · 𝑦) ∈ Constr)))
35	34	biimpar 482	. . . 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 1397	. . 3 ⊢ (⊤ → Constr ∈ (SubRing‘ℂfld))
37		simpr 489	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}))
38	37	eldifad 3925	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ Constr)
39	38	constrcn 34091	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ∈ ℂ)
40		eldifsni 4759	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (Constr ∖ {0}) → 𝑥 ≠ 0)
41	40	adantl 486	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → 𝑥 ≠ 0)
42		cnfldinv 21518	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ≠ 0) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
43	39, 41, 42	syl2anc 595	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) = (1 / 𝑥))
44	38, 41	constrinvcl 34104	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → (1 / 𝑥) ∈ Constr)
45	43, 44	eqeltrd 2869	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})) → ((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
46	45	ralrimiva 3163	. . 3 ⊢ (⊤ → ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr)
47		eqid 2769	. . . 4 ⊢ (invr‘ℂfld) = (invr‘ℂfld)
48		cnfld0 21511	. . . 4 ⊢ 0 = (0g‘ℂfld)
49	47, 48	issdrg2 20872	. . 3 ⊢ (Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld) ↔ (ℂfld ∈ DivRing ∧ Constr ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ∀𝑥 ∈ (Constr ∖ {0})((invr‘ℂfld)‘𝑥) ∈ Constr))
50	3, 36, 46, 49	syl3anbrc 1360	. 2 ⊢ (⊤ → Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld))
51	50	mptru 1574	1 ⊢ Constr ∈ (SubDRing‘ℂfld)

Syntax hints:   ∧ wa 400   ∧ w3a 1101   = wceq 1567  ⊤wtru 1568   ∈ wcel 2149   ≠ wne 2964  ∀wral 3085   ∖ cdif 3910   ⊆ wss 3913  ∅c0 4294  {csn 4591  ‘cfv 6534  (class class class)co 7408  ℂcc 11094  0cc0 11096  1c1 11097   + caddc 11099   · cmul 11101  -cneg 11438   / cdiv 11867  Grpcgrp 18996  inv_gcminusg 18997  SubGrpcsubg 19182  Ringcrg 20311  inv_rcinvr 20465  SubRingcsubrg 20650  DivRingcdr 20809  Fieldcfield 20810  SubDRingcsdrg 20863  ℂ_fldccnfld 21487  Constrcconstr 34060

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5268  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7730  ax-inf2 9606  ax-cnex 11152  ax-resscn 11153  ax-1cn 11154  ax-icn 11155  ax-addcl 11156  ax-addrcl 11157  ax-mulcl 11158  ax-mulrcl 11159  ax-mulcom 11160  ax-addass 11161  ax-mulass 11162  ax-distr 11163  ax-i2m1 11164  ax-1ne0 11165  ax-1rid 11166  ax-rnegex 11167  ax-rrecex 11168  ax-cnre 11169  ax-pre-lttri 11170  ax-pre-lttrn 11171  ax-pre-ltadd 11172  ax-pre-mulgt0 11173  ax-pre-sup 11174  ax-addf 11175  ax-mulf 11176

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4874  df-int 4914  df-iun 4959  df-iin 4960  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6300  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6490  df-fun 6536  df-fn 6537  df-f 6538  df-f1 6539  df-fo 6540  df-f1o 6541  df-fv 6542  df-isom 6543  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7672  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-supp 8153  df-tpos 8218  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-er 8690  df-map 8822  df-pm 8823  df-ixp 8892  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-fsupp 9318  df-fi 9367  df-sup 9398  df-inf 9399  df-oi 9468  df-card 9921  df-pnf 11241  df-mnf 11242  df-xr 11243  df-ltxr 11244  df-le 11245  df-sub 11439  df-neg 11440  df-div 11868  df-nn 12230  df-2 12299  df-3 12300  df-4 12301  df-5 12302  df-6 12303  df-7 12304  df-8 12305  df-9 12306  df-n0 12501  df-z 12588  df-dec 12708  df-uz 12859  df-q 12969  df-rp 13013  df-xneg 13133  df-xadd 13134  df-xmul 13135  df-ioo 13372  df-ioc 13373  df-ico 13374  df-icc 13375  df-fz 13532  df-fzo 13679  df-fl 13821  df-mod 13899  df-seq 14034  df-exp 14094  df-fac 14306  df-bc 14335  df-hash 14363  df-shft 15100  df-cj 15146  df-re 15147  df-im 15148  df-sqrt 15282  df-abs 15283  df-limsup 15518  df-clim 15535  df-rlim 15536  df-sum 15734  df-ef 16117  df-sin 16119  df-cos 16120  df-pi 16122  df-struct 17203  df-sets 17220  df-slot 17238  df-ndx 17250  df-base 17266  df-ress 17287  df-plusg 17319  df-mulr 17320  df-starv 17321  df-sca 17322  df-vsca 17323  df-ip 17324  df-tset 17325  df-ple 17326  df-ds 17328  df-unif 17329  df-hom 17330  df-cco 17331  df-rest 17471  df-topn 17472  df-0g 17490  df-gsum 17491  df-topgen 17492  df-pt 17493  df-prds 17496  df-xrs 17552  df-qtop 17557  df-imas 17558  df-xps 17560  df-mre 17634  df-mrc 17635  df-acs 17637  df-mgm 18694  df-sgrp 18773  df-mnd 18789  df-submnd 18838  df-grp 18999  df-minusg 19000  df-mulg 19130  df-subg 19185  df-cntz 19383  df-cmn 19848  df-abl 19849  df-mgp 20213  df-rng 20227  df-ur 20260  df-ring 20313  df-cring 20314  df-oppr 20415  df-dvdsr 20435  df-unit 20436  df-invr 20466  df-dvr 20479  df-subrng 20627  df-subrg 20651  df-drng 20811  df-field 20812  df-sdrg 20864  df-psmet 21479  df-xmet 21480  df-met 21481  df-bl 21482  df-mopn 21483  df-fbas 21484  df-fg 21485  df-cnfld 21488  df-top 23016  df-topon 23033  df-topsp 23055  df-bases 23068  df-cld 23141  df-ntr 23142  df-cls 23143  df-nei 23220  df-lp 23258  df-perf 23259  df-cn 23349  df-cnp 23350  df-haus 23437  df-tx 23684  df-hmeo 23877  df-fil 23968  df-fm 24060  df-flim 24061  df-flf 24062  df-xms 24442  df-ms 24443  df-tms 24444  df-cncf 25002  df-limc 25990  df-dv 25991  df-log 26683  df-constr 34061

This theorem is referenced by:  constrfld  34107