Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  cos9thpinconstrlem2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cos9thpinconstrlem2 33793
Description: The complex number 𝐴 is not constructible. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Nov-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
cos9thpinconstr.1 𝑂 = (exp‘((i · (2 · π)) / 3))
cos9thpiminply.2 𝑍 = (𝑂𝑐(1 / 3))
cos9thpiminply.3 𝐴 = (𝑍 + (1 / 𝑍))
Assertion
Ref Expression
cos9thpinconstrlem2 ¬ 𝐴 ∈ Constr

Proof of Theorem cos9thpinconstrlem2
Dummy variable 𝑛 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2730 . . 3 (deg1‘(ℂflds ℚ)) = (deg1‘(ℂflds ℚ))
2 eqid 2730 . . 3 (ℂfld minPoly ℚ) = (ℂfld minPoly ℚ)
3 cos9thpiminply.3 . . . 4 𝐴 = (𝑍 + (1 / 𝑍))
4 cos9thpiminply.2 . . . . . 6 𝑍 = (𝑂𝑐(1 / 3))
5 cos9thpinconstr.1 . . . . . . . 8 𝑂 = (exp‘((i · (2 · π)) / 3))
6 ax-icn 11057 . . . . . . . . . . . 12 i ∈ ℂ
76a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (⊤ → i ∈ ℂ)
8 2cnd 12195 . . . . . . . . . . . 12 (⊤ → 2 ∈ ℂ)
9 picn 26387 . . . . . . . . . . . . 13 π ∈ ℂ
109a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (⊤ → π ∈ ℂ)
118, 10mulcld 11124 . . . . . . . . . . 11 (⊤ → (2 · π) ∈ ℂ)
127, 11mulcld 11124 . . . . . . . . . 10 (⊤ → (i · (2 · π)) ∈ ℂ)
13 3cn 12198 . . . . . . . . . . 11 3 ∈ ℂ
1413a1i 11 . . . . . . . . . 10 (⊤ → 3 ∈ ℂ)
15 3ne0 12223 . . . . . . . . . . 11 3 ≠ 0
1615a1i 11 . . . . . . . . . 10 (⊤ → 3 ≠ 0)
1712, 14, 16divcld 11889 . . . . . . . . 9 (⊤ → ((i · (2 · π)) / 3) ∈ ℂ)
1817efcld 15982 . . . . . . . 8 (⊤ → (exp‘((i · (2 · π)) / 3)) ∈ ℂ)
195, 18eqeltrid 2833 . . . . . . 7 (⊤ → 𝑂 ∈ ℂ)
2013, 15reccli 11843 . . . . . . . 8 (1 / 3) ∈ ℂ
2120a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → (1 / 3) ∈ ℂ)
2219, 21cxpcld 26637 . . . . . 6 (⊤ → (𝑂𝑐(1 / 3)) ∈ ℂ)
234, 22eqeltrid 2833 . . . . 5 (⊤ → 𝑍 ∈ ℂ)
244a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → 𝑍 = (𝑂𝑐(1 / 3)))
255a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → 𝑂 = (exp‘((i · (2 · π)) / 3)))
2617efne0d 15996 . . . . . . . . 9 (⊤ → (exp‘((i · (2 · π)) / 3)) ≠ 0)
2725, 26eqnetrd 2993 . . . . . . . 8 (⊤ → 𝑂 ≠ 0)
2819, 27, 21cxpne0d 26642 . . . . . . 7 (⊤ → (𝑂𝑐(1 / 3)) ≠ 0)
2924, 28eqnetrd 2993 . . . . . 6 (⊤ → 𝑍 ≠ 0)
3023, 29reccld 11882 . . . . 5 (⊤ → (1 / 𝑍) ∈ ℂ)
3123, 30addcld 11123 . . . 4 (⊤ → (𝑍 + (1 / 𝑍)) ∈ ℂ)
323, 31eqeltrid 2833 . . 3 (⊤ → 𝐴 ∈ ℂ)
33 eqidd 2731 . . 3 (⊤ → ((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴) = ((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴))
34 eqid 2730 . . . . . . . . 9 (ℂflds ℚ) = (ℂflds ℚ)
35 eqid 2730 . . . . . . . . 9 (+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))) = (+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))
36 eqid 2730 . . . . . . . . 9 (.r‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))) = (.r‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))
37 eqid 2730 . . . . . . . . 9 (.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))) = (.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))))
38 eqid 2730 . . . . . . . . 9 (Poly1‘(ℂflds ℚ)) = (Poly1‘(ℂflds ℚ))
39 eqid 2730 . . . . . . . . 9 (algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))) = (algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))
40 eqid 2730 . . . . . . . . 9 (var1‘(ℂflds ℚ)) = (var1‘(ℂflds ℚ))
41 eqid 2730 . . . . . . . . 9 ((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘1))) = ((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘1)))
425, 4, 3, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 1, 41, 2cos9thpiminply 33791 . . . . . . . 8 (((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘1))) = ((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴) ∧ ((deg1‘(ℂflds ℚ))‘((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘1)))) = 3)
4342simpli 483 . . . . . . 7 ((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘1))) = ((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)
4443fveq2i 6820 . . . . . 6 ((deg1‘(ℂflds ℚ))‘((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘1)))) = ((deg1‘(ℂflds ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴))
4542simpri 485 . . . . . 6 ((deg1‘(ℂflds ℚ))‘((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))(var1‘(ℂflds ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))‘1)))) = 3
4644, 45eqtr3i 2755 . . . . 5 ((deg1‘(ℂflds ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) = 3
47 3nn0 12391 . . . . 5 3 ∈ ℕ0
4846, 47eqeltri 2825 . . . 4 ((deg1‘(ℂflds ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) ∈ ℕ0
4948a1i 11 . . 3 (⊤ → ((deg1‘(ℂflds ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) ∈ ℕ0)
5046a1i 11 . . . . 5 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((deg1‘(ℂflds ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) = 3)
51 3z 12497 . . . . . . . . . 10 3 ∈ ℤ
52 iddvds 16172 . . . . . . . . . 10 (3 ∈ ℤ → 3 ∥ 3)
5351, 52ax-mp 5 . . . . . . . . 9 3 ∥ 3
54 simpr 484 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 = (2↑𝑛)) → 3 = (2↑𝑛))
5553, 54breqtrid 5126 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 = (2↑𝑛)) → 3 ∥ (2↑𝑛))
56 3prm 16597 . . . . . . . . . 10 3 ∈ ℙ
57 2prm 16595 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℙ
58 prmdvdsexpr 16620 . . . . . . . . . 10 ((3 ∈ ℙ ∧ 2 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (3 ∥ (2↑𝑛) → 3 = 2))
5956, 57, 58mp3an12 1453 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 → (3 ∥ (2↑𝑛) → 3 = 2))
6059imp 406 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∥ (2↑𝑛)) → 3 = 2)
6155, 60syldan 591 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 = (2↑𝑛)) → 3 = 2)
62 2re 12191 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
63 2lt3 12284 . . . . . . . . . 10 2 < 3
6462, 63gtneii 11217 . . . . . . . . 9 3 ≠ 2
6564neii 2928 . . . . . . . 8 ¬ 3 = 2
6665a1i 11 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 = (2↑𝑛)) → ¬ 3 = 2)
6761, 66pm2.65da 816 . . . . . 6 (𝑛 ∈ ℕ0 → ¬ 3 = (2↑𝑛))
6867neqned 2933 . . . . 5 (𝑛 ∈ ℕ0 → 3 ≠ (2↑𝑛))
6950, 68eqnetrd 2993 . . . 4 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((deg1‘(ℂflds ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) ≠ (2↑𝑛))
7069adantl 481 . . 3 ((⊤ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((deg1‘(ℂflds ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) ≠ (2↑𝑛))
711, 2, 32, 33, 49, 70constrcon 33777 . 2 (⊤ → ¬ 𝐴 ∈ Constr)
7271mptru 1548 1 ¬ 𝐴 ∈ Constr
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 395   = wceq 1541  wtru 1542  wcel 2110  wne 2926   class class class wbr 5089  cfv 6477  (class class class)co 7341  cc 10996  0cc0 10998  1c1 10999  ici 11000   + caddc 11001   · cmul 11003  -cneg 11337   / cdiv 11766  2c2 12172  3c3 12173  0cn0 12373  cz 12460  cq 12838  cexp 13960  expce 15960  πcpi 15965  cdvds 16155  cprime 16574  s cress 17133  +gcplusg 17153  .rcmulr 17154  .gcmg 18972  mulGrpcmgp 20051  fldccnfld 21284  algSccascl 21782  var1cv1 22081  Poly1cpl1 22082  deg1cdg1 25979  𝑐ccxp 26484   minPoly cminply 33702  Constrcconstr 33732
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 2112  ax-9 2120  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2179  ax-ext 2702  ax-rep 5215  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5301  ax-pr 5368  ax-un 7663  ax-reg 9473  ax-inf2 9526  ax-ac2 10346  ax-cnex 11054  ax-resscn 11055  ax-1cn 11056  ax-icn 11057  ax-addcl 11058  ax-addrcl 11059  ax-mulcl 11060  ax-mulrcl 11061  ax-mulcom 11062  ax-addass 11063  ax-mulass 11064  ax-distr 11065  ax-i2m1 11066  ax-1ne0 11067  ax-1rid 11068  ax-rnegex 11069  ax-rrecex 11070  ax-cnre 11071  ax-pre-lttri 11072  ax-pre-lttrn 11073  ax-pre-ltadd 11074  ax-pre-mulgt0 11075  ax-pre-sup 11076  ax-addf 11077  ax-mulf 11078
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 2067  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3344  df-reu 3345  df-rab 3394  df-v 3436  df-sbc 3740  df-csb 3849  df-dif 3903  df-un 3905  df-in 3907  df-ss 3917  df-pss 3920  df-nul 4282  df-if 4474  df-pw 4550  df-sn 4575  df-pr 4577  df-tp 4579  df-op 4581  df-uni 4858  df-int 4896  df-iun 4941  df-iin 4942  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5171  df-tr 5197  df-id 5509  df-eprel 5514  df-po 5522  df-so 5523  df-fr 5567  df-se 5568  df-we 5569  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-pred 6244  df-ord 6305  df-on 6306  df-lim 6307  df-suc 6308  df-iota 6433  df-fun 6479  df-fn 6480  df-f 6481  df-f1 6482  df-fo 6483  df-f1o 6484  df-fv 6485  df-isom 6486  df-riota 7298  df-ov 7344  df-oprab 7345  df-mpo 7346  df-of 7605  df-ofr 7606  df-rpss 7651  df-om 7792  df-1st 7916  df-2nd 7917  df-supp 8086  df-tpos 8151  df-frecs 8206  df-wrecs 8237  df-recs 8286  df-rdg 8324  df-1o 8380  df-2o 8381  df-oadd 8384  df-er 8617  df-ec 8619  df-qs 8623  df-map 8747  df-pm 8748  df-ixp 8817  df-en 8865  df-dom 8866  df-sdom 8867  df-fin 8868  df-fsupp 9241  df-fi 9290  df-sup 9321  df-inf 9322  df-oi 9391  df-r1 9649  df-rank 9650  df-dju 9786  df-card 9824  df-acn 9827  df-ac 9999  df-pnf 11140  df-mnf 11141  df-xr 11142  df-ltxr 11143  df-le 11144  df-sub 11338  df-neg 11339  df-div 11767  df-nn 12118  df-2 12180  df-3 12181  df-4 12182  df-5 12183  df-6 12184  df-7 12185  df-8 12186  df-9 12187  df-n0 12374  df-xnn0 12447  df-z 12461  df-dec 12581  df-uz 12725  df-q 12839  df-rp 12883  df-xneg 13003  df-xadd 13004  df-xmul 13005  df-ioo 13241  df-ioc 13242  df-ico 13243  df-icc 13244  df-fz 13400  df-fzo 13547  df-fl 13688  df-mod 13766  df-seq 13901  df-exp 13961  df-fac 14173  df-bc 14202  df-hash 14230  df-word 14413  df-lsw 14462  df-concat 14470  df-s1 14496  df-substr 14541  df-pfx 14571  df-shft 14966  df-sgn 14986  df-cj 14998  df-re 14999  df-im 15000  df-sqrt 15134  df-abs 15135  df-limsup 15370  df-clim 15387  df-rlim 15388  df-sum 15586  df-ef 15966  df-sin 15968  df-cos 15969  df-pi 15971  df-dvds 16156  df-gcd 16398  df-prm 16575  df-pc 16741  df-struct 17050  df-sets 17067  df-slot 17085  df-ndx 17097  df-base 17113  df-ress 17134  df-plusg 17166  df-mulr 17167  df-starv 17168  df-sca 17169  df-vsca 17170  df-ip 17171  df-tset 17172  df-ple 17173  df-ocomp 17174  df-ds 17175  df-unif 17176  df-hom 17177  df-cco 17178  df-rest 17318  df-topn 17319  df-0g 17337  df-gsum 17338  df-topgen 17339  df-pt 17340  df-prds 17343  df-pws 17345  df-xrs 17398  df-qtop 17403  df-imas 17404  df-qus 17405  df-xps 17406  df-mre 17480  df-mrc 17481  df-mri 17482  df-acs 17483  df-proset 18192  df-drs 18193  df-poset 18211  df-ipo 18426  df-chn 18504  df-mgm 18540  df-sgrp 18619  df-mnd 18635  df-mhm 18683  df-submnd 18684  df-grp 18841  df-minusg 18842  df-sbg 18843  df-mulg 18973  df-subg 19028  df-nsg 19029  df-eqg 19030  df-ghm 19118  df-gim 19164  df-cntz 19222  df-oppg 19251  df-lsm 19541  df-cmn 19687  df-abl 19688  df-mgp 20052  df-rng 20064  df-ur 20093  df-srg 20098  df-ring 20146  df-cring 20147  df-oppr 20248  df-dvdsr 20268  df-unit 20269  df-irred 20270  df-invr 20299  df-dvr 20312  df-rhm 20383  df-nzr 20421  df-subrng 20454  df-subrg 20478  df-rlreg 20602  df-domn 20603  df-idom 20604  df-drng 20639  df-field 20640  df-sdrg 20695  df-lmod 20788  df-lss 20858  df-lsp 20898  df-lmhm 20949  df-lmim 20950  df-lmic 20951  df-lbs 21002  df-lvec 21030  df-sra 21100  df-rgmod 21101  df-lidl 21138  df-rsp 21139  df-2idl 21180  df-lpidl 21252  df-lpir 21253  df-pid 21267  df-psmet 21276  df-xmet 21277  df-met 21278  df-bl 21279  df-mopn 21280  df-fbas 21281  df-fg 21282  df-cnfld 21285  df-dsmm 21662  df-frlm 21677  df-uvc 21713  df-lindf 21736  df-linds 21737  df-assa 21783  df-asp 21784  df-ascl 21785  df-psr 21839  df-mvr 21840  df-mpl 21841  df-opsr 21843  df-evls 22002  df-evl 22003  df-psr1 22085  df-vr1 22086  df-ply1 22087  df-coe1 22088  df-evls1 22223  df-evl1 22224  df-top 22802  df-topon 22819  df-topsp 22841  df-bases 22854  df-cld 22927  df-ntr 22928  df-cls 22929  df-nei 23006  df-lp 23044  df-perf 23045  df-cn 23135  df-cnp 23136  df-haus 23223  df-tx 23470  df-hmeo 23663  df-fil 23754  df-fm 23846  df-flim 23847  df-flf 23848  df-xms 24228  df-ms 24229  df-tms 24230  df-cncf 24791  df-limc 25787  df-dv 25788  df-mdeg 25980  df-deg1 25981  df-mon1 26056  df-uc1p 26057  df-q1p 26058  df-r1p 26059  df-ig1p 26060  df-log 26485  df-cxp 26486  df-fldgen 33267  df-mxidl 33415  df-dim 33602  df-fldext 33644  df-extdg 33645  df-irng 33687  df-minply 33703  df-constr 33733
This theorem is referenced by:  cos9thpinconstr  33794
  Copyright terms: Public domain W3C validator