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 34404
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 = (𝑂↑𝑐(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 2761 . . 3 (deg1‘(ℂfld ↾s ℚ)) = (deg1‘(ℂfld ↾s ℚ))
2 eqid 2761 . . 3 (ℂfld minPoly ℚ) = (ℂfld minPoly ℚ)
3 cos9thpiminply.3 . . . 4 𝐴 = (𝑍 + (1 / 𝑍))
4 cos9thpiminply.2 . . . . . 6 𝑍 = (𝑂↑𝑐(1 / 3))
5 cos9thpinconstr.1 . . . . . . . 8 𝑂 = (exp‘((i · (2 · π)) / 3))
6 ax-icn 11240 . . . . . . . . . . . 12 i ∈ ℂ
76a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (⊤ → i ∈ ℂ)
8 2cnd 12402 . . . . . . . . . . . 12 (⊤ → 2 ∈ ℂ)
9 picn 26767 . . . . . . . . . . . . 13 π ∈ ℂ
109a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (⊤ → π ∈ ℂ)
118, 10mulcld 11310 . . . . . . . . . . 11 (⊤ → (2 · π) ∈ ℂ)
127, 11mulcld 11310 . . . . . . . . . 10 (⊤ → (i · (2 · π)) ∈ ℂ)
13 3cn 12405 . . . . . . . . . . 11 3 ∈ ℂ
1413a1i 11 . . . . . . . . . 10 (⊤ → 3 ∈ ℂ)
15 3ne0 12433 . . . . . . . . . . 11 3 ≠ 0
1615a1i 11 . . . . . . . . . 10 (⊤ → 3 ≠ 0)
1712, 14, 16divcld 12074 . . . . . . . . 9 (⊤ → ((i · (2 · π)) / 3) ∈ ℂ)
1817efcld 16229 . . . . . . . 8 (⊤ → (exp‘((i · (2 · π)) / 3)) ∈ ℂ)
195, 18eqeltrid 2865 . . . . . . 7 (⊤ → 𝑂 ∈ ℂ)
2013, 15reccli 12028 . . . . . . . 8 (1 / 3) ∈ ℂ
2120a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → (1 / 3) ∈ ℂ)
2219, 21cxpcld 27018 . . . . . 6 (⊤ → (𝑂↑𝑐(1 / 3)) ∈ ℂ)
234, 22eqeltrid 2865 . . . . 5 (⊤ → 𝑍 ∈ ℂ)
244a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → 𝑍 = (𝑂↑𝑐(1 / 3)))
255a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → 𝑂 = (exp‘((i · (2 · π)) / 3)))
2617efne0d 16243 . . . . . . . . 9 (⊤ → (exp‘((i · (2 · π)) / 3)) ≠ 0)
2725, 26eqnetrd 3023 . . . . . . . 8 (⊤ → 𝑂 ≠ 0)
2819, 27, 21cxpne0d 27023 . . . . . . 7 (⊤ → (𝑂↑𝑐(1 / 3)) ≠ 0)
2924, 28eqnetrd 3023 . . . . . 6 (⊤ → 𝑍 ≠ 0)
3023, 29reccld 12067 . . . . 5 (⊤ → (1 / 𝑍) ∈ ℂ)
3123, 30addcld 11309 . . . 4 (⊤ → (𝑍 + (1 / 𝑍)) ∈ ℂ)
323, 31eqeltrid 2865 . . 3 (⊤ → 𝐴 ∈ ℂ)
33 eqidd 2762 . . 3 (⊤ → ((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴) = ((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴))
34 eqid 2761 . . . . . . . . 9 (ℂfld ↾s ℚ) = (ℂfld ↾s ℚ)
35 eqid 2761 . . . . . . . . 9 (+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ))) = (+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))
36 eqid 2761 . . . . . . . . 9 (.r‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ))) = (.r‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))
37 eqid 2761 . . . . . . . . 9 (.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))) = (.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ))))
38 eqid 2761 . . . . . . . . 9 (Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)) = (Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ))
39 eqid 2761 . . . . . . . . 9 (algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ))) = (algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))
40 eqid 2761 . . . . . . . . 9 (var1‘(ℂfld ↾s ℚ)) = (var1‘(ℂfld ↾s ℚ))
41 eqid 2761 . . . . . . . . 9 ((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ))))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘1))) = ((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ))))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘1)))
425, 4, 3, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 1, 41, 2cos9thpiminply 34402 . . . . . . . 8 (((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ))))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘1))) = ((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴) ∧ ((deg1‘(ℂfld ↾s ℚ))‘((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ))))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘1)))) = 3)
4342simpli 489 . . . . . . 7 ((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ))))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘1))) = ((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)
4443fveq2i 6880 . . . . . 6 ((deg1‘(ℂfld ↾s ℚ))‘((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ))))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘1)))) = ((deg1‘(ℂfld ↾s ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴))
4542simpri 491 . . . . . 6 ((deg1‘(ℂfld ↾s ℚ))‘((3(.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ))))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘-3)(.r‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(var1‘(ℂfld ↾s ℚ)))(+g‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))((algSc‘(Poly1‘(ℂfld ↾s ℚ)))‘1)))) = 3
4644, 45eqtr3i 2786 . . . . 5 ((deg1‘(ℂfld ↾s ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) = 3
47 3nn0 12605 . . . . 5 3 ∈ ℕ0
4846, 47eqeltri 2857 . . . 4 ((deg1‘(ℂfld ↾s ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) ∈ ℕ0
4948a1i 11 . . 3 (⊤ → ((deg1‘(ℂfld ↾s ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) ∈ ℕ0)
5046a1i 11 . . . . 5 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((deg1‘(ℂfld ↾s ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) = 3)
51 3z 12710 . . . . . . . . . 10 3 ∈ ℤ
52 iddvds 16419 . . . . . . . . . 10 (3 ∈ ℤ → 3 ∥ 3)
5351, 52ax-mp 5 . . . . . . . . 9 3 ∥ 3
54 simpr 490 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 = (2↑𝑛)) → 3 = (2↑𝑛))
5553, 54breqtrid 5142 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 = (2↑𝑛)) → 3 ∥ (2↑𝑛))
56 3prm 16849 . . . . . . . . . 10 3 ∈ ℙ
57 2prm 16847 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℙ
58 prmdvdsexpr 16873 . . . . . . . . . 10 ((3 ∈ ℙ ∧ 2 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (3 ∥ (2↑𝑛) → 3 = 2))
5956, 57, 58mp3an12 1480 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 → (3 ∥ (2↑𝑛) → 3 = 2))
6059imp 412 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∥ (2↑𝑛)) → 3 = 2)
6155, 60syldan 603 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 = (2↑𝑛)) → 3 = 2)
62 2re 12398 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
63 2lt3 12497 . . . . . . . . . 10 2 < 3
6462, 63gtneii 11403 . . . . . . . . 9 3 ≠ 2
6564neii 2958 . . . . . . . 8 ¬ 3 = 2
6665a1i 11 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 = (2↑𝑛)) → ¬ 3 = 2)
6761, 66pm2.65da 829 . . . . . 6 (𝑛 ∈ ℕ0 → ¬ 3 = (2↑𝑛))
6867neqned 2963 . . . . 5 (𝑛 ∈ ℕ0 → 3 ≠ (2↑𝑛))
6950, 68eqnetrd 3023 . . . 4 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((deg1‘(ℂfld ↾s ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) ≠ (2↑𝑛))
7069adantl 487 . . 3 ((⊤ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((deg1‘(ℂfld ↾s ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) ≠ (2↑𝑛))
711, 2, 32, 33, 49, 70constrcon 34388 . 2 (⊤ → ¬ 𝐴 ∈ Constr)
7271mptru 1577 1 ¬ 𝐴 ∈ Constr
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570  ⊤wtru 1571   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956   class class class wbr 5103  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412  ℂcc 11179  0cc0 11181  1c1 11182  ici 11183   + caddc 11184   · cmul 11186  -cneg 11523   / cdiv 11954  2c2 12378  3c3 12379  ℕ0cn0 12587  ℤcz 12674  ℚcq 13056  ↑cexp 14184  expce 16207  πcpi 16212   ∥ cdvds 16402  ℙcprime 16826   ↾s cress 17388  +gcplusg 17408  .rcmulr 17409  .gcmg 19257  mulGrpcmgp 20340  ℂfldccnfld 21658  algSccascl 22140  var1cv1 22474  Poly1cpl1 22475  deg1cdg1 26352  ↑𝑐ccxp 26865   minPoly cminply 34313  Constrcconstr 34343
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 7740  ax-reg 9570  ax-inf2 9626  ax-ac2 10522  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-pre-sup 11259  ax-addf 11260  ax-mulf 11261
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 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7682  df-ofr 7683  df-rpss 7728  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8162  df-tpos 8227  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-2o 8461  df-oadd 8464  df-er 8701  df-ec 8703  df-qs 8707  df-map 8833  df-pm 8834  df-ixp 8910  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fsupp 9338  df-fi 9387  df-sup 9418  df-inf 9419  df-oi 9488  df-r1 9752  df-rank 9753  df-scott 9910  df-dju 9963  df-card 10001  df-acn 10004  df-ac 10176  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-4 12388  df-5 12389  df-6 12390  df-7 12391  df-8 12392  df-9 12393  df-n0 12588  df-xnn0 12661  df-z 12675  df-dec 12796  df-uz 12947  df-q 13057  df-rp 13102  df-xneg 13222  df-xadd 13223  df-xmul 13224  df-ioo 13461  df-ioc 13462  df-ico 13463  df-icc 13464  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-fl 13912  df-mod 13990  df-seq 14125  df-exp 14185  df-fac 14398  df-bc 14427  df-hash 14455  df-word 14639  df-lsw 14688  df-concat 14696  df-s1 14723  df-substr 14769  df-pfx 14801  df-shft 15200  df-sgn 15220  df-cj 15246  df-re 15247  df-im 15248  df-sqrt 15382  df-abs 15383  df-limsup 15618  df-clim 15635  df-rlim 15636  df-sum 15834  df-ef 16213  df-sin 16215  df-cos 16216  df-pi 16218  df-dvds 16403  df-gcd 16645  df-prm 16827  df-pc 16995  df-struct 17305  df-sets 17322  df-slot 17340  df-ndx 17352  df-base 17368  df-ress 17389  df-plusg 17421  df-mulr 17422  df-starv 17423  df-sca 17424  df-vsca 17425  df-ip 17426  df-tset 17427  df-ple 17428  df-ocomp 17429  df-ds 17430  df-unif 17431  df-hom 17432  df-cco 17433  df-rest 17573  df-topn 17574  df-0g 17592  df-gsum 17593  df-topgen 17594  df-pt 17595  df-prds 17598  df-pws 17600  df-xrs 17654  df-qtop 17659  df-imas 17660  df-qus 17661  df-xps 17662  df-mre 17736  df-mrc 17737  df-mri 17738  df-acs 17739  df-proset 18448  df-drs 18449  df-poset 18467  df-ipo 18682  df-chn 18760  df-mgm 18796  df-sgrp 18888  df-mnd 18904  df-mhm 18958  df-submnd 18959  df-grp 19127  df-minusg 19128  df-sbg 19129  df-mulg 19258  df-subg 19313  df-nsg 19314  df-eqg 19315  df-ghm 19408  df-gim 19453  df-cntz 19511  df-oppg 19540  df-lsm 19830  df-cmn 19976  df-abl 19977  df-mgp 20341  df-rng 20355  df-ur 20388  df-srg 20393  df-ring 20441  df-cring 20442  df-oppr 20547  df-dvdsr 20567  df-unit 20568  df-irred 20569  df-invr 20598  df-dvr 20611  df-rhm 20682  df-nzr 20743  df-subrng 20778  df-subrg 20802  df-rlreg 20926  df-domn 20927  df-idom 20928  df-drng 20962  df-field 20963  df-sdrg 21024  df-lmod 21117  df-lss 21187  df-lsp 21227  df-lmhm 21277  df-lmim 21278  df-lmic 21279  df-lbs 21330  df-lvec 21358  df-sra 21428  df-rgmod 21429  df-lidl 21466  df-rsp 21467  df-2idl 21523  df-lpidl 21626  df-lpir 21627  df-pid 21641  df-psmet 21650  df-xmet 21651  df-met 21652  df-bl 21653  df-mopn 21654  df-fbas 21655  df-fg 21656  df-cnfld 21659  df-dsmm 22018  df-frlm 22033  df-uvc 22069  df-lindf 22092  df-linds 22093  df-assa 22141  df-asp 22142  df-ascl 22143  df-psr 22197  df-mvr 22198  df-mpl 22199  df-opsr 22201  df-evls 22363  df-evl 22364  df-psr1 22478  df-vr1 22479  df-ply1 22480  df-coe1 22481  df-evls1 22613  df-evl1 22614  df-top 23192  df-topon 23209  df-topsp 23231  df-bases 23244  df-cld 23317  df-ntr 23318  df-cls 23319  df-nei 23396  df-lp 23434  df-perf 23435  df-cn 23525  df-cnp 23526  df-haus 23613  df-tx 23861  df-hmeo 24054  df-fil 24145  df-fm 24237  df-flim 24238  df-flf 24239  df-xms 24619  df-ms 24620  df-tms 24621  df-cncf 25179  df-limc 26166  df-dv 26167  df-mdeg 26353  df-deg1 26354  df-mon1 26429  df-uc1p 26430  df-q1p 26431  df-r1p 26432  df-ig1p 26433  df-log 26866  df-cxp 26867  df-fldgen 33855  df-mxidl 33967  df-dim 34214  df-fldext 34255  df-extdg 34256  df-irng 34298  df-minply 34314  df-constr 34344
This theorem is used by:  cos9thpinconstr  34405
  Copyright terms: Public domain W3C validator