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 34097
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 2765 . . 3 (deg1‘(ℂflds ℚ)) = (deg1‘(ℂflds ℚ))
2 eqid 2765 . . 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 11147 . . . . . . . . . . . 12 i ∈ ℂ
76a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (⊤ → i ∈ ℂ)
8 2cnd 12310 . . . . . . . . . . . 12 (⊤ → 2 ∈ ℂ)
9 picn 26579 . . . . . . . . . . . . 13 π ∈ ℂ
109a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (⊤ → π ∈ ℂ)
118, 10mulcld 11217 . . . . . . . . . . 11 (⊤ → (2 · π) ∈ ℂ)
127, 11mulcld 11217 . . . . . . . . . 10 (⊤ → (i · (2 · π)) ∈ ℂ)
13 3cn 12313 . . . . . . . . . . 11 3 ∈ ℂ
1413a1i 11 . . . . . . . . . 10 (⊤ → 3 ∈ ℂ)
15 3ne0 12341 . . . . . . . . . . 11 3 ≠ 0
1615a1i 11 . . . . . . . . . 10 (⊤ → 3 ≠ 0)
1712, 14, 16divcld 11982 . . . . . . . . 9 (⊤ → ((i · (2 · π)) / 3) ∈ ℂ)
1817efcld 16127 . . . . . . . 8 (⊤ → (exp‘((i · (2 · π)) / 3)) ∈ ℂ)
195, 18eqeltrid 2869 . . . . . . 7 (⊤ → 𝑂 ∈ ℂ)
2013, 15reccli 11936 . . . . . . . 8 (1 / 3) ∈ ℂ
2120a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → (1 / 3) ∈ ℂ)
2219, 21cxpcld 26831 . . . . . 6 (⊤ → (𝑂𝑐(1 / 3)) ∈ ℂ)
234, 22eqeltrid 2869 . . . . 5 (⊤ → 𝑍 ∈ ℂ)
244a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → 𝑍 = (𝑂𝑐(1 / 3)))
255a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → 𝑂 = (exp‘((i · (2 · π)) / 3)))
2617efne0d 16141 . . . . . . . . 9 (⊤ → (exp‘((i · (2 · π)) / 3)) ≠ 0)
2725, 26eqnetrd 3027 . . . . . . . 8 (⊤ → 𝑂 ≠ 0)
2819, 27, 21cxpne0d 26836 . . . . . . 7 (⊤ → (𝑂𝑐(1 / 3)) ≠ 0)
2924, 28eqnetrd 3027 . . . . . 6 (⊤ → 𝑍 ≠ 0)
3023, 29reccld 11975 . . . . 5 (⊤ → (1 / 𝑍) ∈ ℂ)
3123, 30addcld 11216 . . . 4 (⊤ → (𝑍 + (1 / 𝑍)) ∈ ℂ)
323, 31eqeltrid 2869 . . 3 (⊤ → 𝐴 ∈ ℂ)
33 eqidd 2766 . . 3 (⊤ → ((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴) = ((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴))
34 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (ℂflds ℚ) = (ℂflds ℚ)
35 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))) = (+g‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))
36 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (.r‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))) = (.r‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))
37 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))) = (.g‘(mulGrp‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))))
38 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (Poly1‘(ℂflds ℚ)) = (Poly1‘(ℂflds ℚ))
39 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ))) = (algSc‘(Poly1‘(ℂflds ℚ)))
40 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (var1‘(ℂflds ℚ)) = (var1‘(ℂflds ℚ))
41 eqid 2765 . . . . . . . . 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 34095 . . . . . . . 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 488 . . . . . . 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 6874 . . . . . 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 490 . . . . . 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 2790 . . . . 5 ((deg1‘(ℂflds ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) = 3
47 3nn0 12513 . . . . 5 3 ∈ ℕ0
4846, 47eqeltri 2861 . . . 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 12618 . . . . . . . . . 10 3 ∈ ℤ
52 iddvds 16317 . . . . . . . . . 10 (3 ∈ ℤ → 3 ∥ 3)
5351, 52ax-mp 5 . . . . . . . . 9 3 ∥ 3
54 simpr 489 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 = (2↑𝑛)) → 3 = (2↑𝑛))
5553, 54breqtrid 5142 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 = (2↑𝑛)) → 3 ∥ (2↑𝑛))
56 3prm 16742 . . . . . . . . . 10 3 ∈ ℙ
57 2prm 16740 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℙ
58 prmdvdsexpr 16766 . . . . . . . . . 10 ((3 ∈ ℙ ∧ 2 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (3 ∥ (2↑𝑛) → 3 = 2))
5956, 57, 58mp3an12 1475 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 → (3 ∥ (2↑𝑛) → 3 = 2))
6059imp 411 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∥ (2↑𝑛)) → 3 = 2)
6155, 60syldan 602 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 = (2↑𝑛)) → 3 = 2)
62 2re 12306 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
63 2lt3 12405 . . . . . . . . . 10 2 < 3
6462, 63gtneii 11310 . . . . . . . . 9 3 ≠ 2
6564neii 2962 . . . . . . . 8 ¬ 3 = 2
6665a1i 11 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 3 = (2↑𝑛)) → ¬ 3 = 2)
6761, 66pm2.65da 828 . . . . . 6 (𝑛 ∈ ℕ0 → ¬ 3 = (2↑𝑛))
6867neqned 2967 . . . . 5 (𝑛 ∈ ℕ0 → 3 ≠ (2↑𝑛))
6950, 68eqnetrd 3027 . . . 4 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((deg1‘(ℂflds ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) ≠ (2↑𝑛))
7069adantl 486 . . 3 ((⊤ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((deg1‘(ℂflds ℚ))‘((ℂfld minPoly ℚ)‘𝐴)) ≠ (2↑𝑛))
711, 2, 32, 33, 49, 70constrcon 34081 . 2 (⊤ → ¬ 𝐴 ∈ Constr)
7271mptru 1570 1 ¬ 𝐴 ∈ Constr
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 400   = wceq 1563  wtru 1564  wcel 2145  wne 2960   class class class wbr 5105  cfv 6525  (class class class)co 7400  cc 11086  0cc0 11088  1c1 11089  ici 11090   + caddc 11091   · cmul 11093  -cneg 11430   / cdiv 11859  2c2 12286  3c3 12287  0cn0 12495  cz 12582  cq 12963  cexp 14088  expce 16105  πcpi 16110  cdvds 16300  cprime 16719  s cress 17280  +gcplusg 17300  .rcmulr 17301  .gcmg 19124  mulGrpcmgp 20207  fldccnfld 21482  algSccascl 21962  var1cv1 22296  Poly1cpl1 22297  deg1cdg1 26172  𝑐ccxp 26678   minPoly cminply 34006  Constrcconstr 34036
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1818  ax-4 1832  ax-5 1933  ax-6 1990  ax-7 2031  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2737  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5327  ax-pr 5395  ax-un 7722  ax-reg 9542  ax-inf2 9598  ax-ac2 10435  ax-cnex 11144  ax-resscn 11145  ax-1cn 11146  ax-icn 11147  ax-addcl 11148  ax-addrcl 11149  ax-mulcl 11150  ax-mulrcl 11151  ax-mulcom 11152  ax-addass 11153  ax-mulass 11154  ax-distr 11155  ax-i2m1 11156  ax-1ne0 11157  ax-1rid 11158  ax-rnegex 11159  ax-rrecex 11160  ax-cnre 11161  ax-pre-lttri 11162  ax-pre-lttrn 11163  ax-pre-ltadd 11164  ax-pre-mulgt0 11165  ax-pre-sup 11166  ax-addf 11167  ax-mulf 11168
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1566  df-fal 1576  df-ex 1803  df-nf 1807  df-sb 2094  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3418  df-v 3459  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3910  df-un 3912  df-in 3914  df-ss 3924  df-pss 3927  df-nul 4289  df-if 4484  df-pw 4560  df-sn 4586  df-pr 4588  df-tp 4590  df-op 4592  df-uni 4869  df-int 4909  df-iun 4954  df-iin 4955  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5547  df-eprel 5552  df-po 5560  df-so 5561  df-fr 5605  df-se 5606  df-we 5607  df-xp 5658  df-rel 5659  df-cnv 5660  df-co 5661  df-dm 5662  df-rn 5663  df-res 5664  df-ima 5665  df-pred 6292  df-ord 6353  df-on 6354  df-lim 6355  df-suc 6356  df-iota 6481  df-fun 6527  df-fn 6528  df-f 6529  df-f1 6530  df-fo 6531  df-f1o 6532  df-fv 6533  df-isom 6534  df-riota 7357  df-ov 7403  df-oprab 7404  df-mpo 7405  df-of 7664  df-ofr 7665  df-rpss 7710  df-om 7851  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-supp 8145  df-tpos 8210  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8346  df-rdg 8385  df-1o 8441  df-2o 8442  df-oadd 8445  df-er 8682  df-ec 8684  df-qs 8688  df-map 8814  df-pm 8815  df-ixp 8884  df-en 8932  df-dom 8933  df-sdom 8934  df-fin 8935  df-fsupp 9310  df-fi 9359  df-sup 9390  df-inf 9391  df-oi 9460  df-r1 9724  df-rank 9725  df-dju 9875  df-card 9913  df-acn 9916  df-ac 10088  df-pnf 11233  df-mnf 11234  df-xr 11235  df-ltxr 11236  df-le 11237  df-sub 11431  df-neg 11432  df-div 11860  df-nn 12225  df-2 12294  df-3 12295  df-4 12296  df-5 12297  df-6 12298  df-7 12299  df-8 12300  df-9 12301  df-n0 12496  df-xnn0 12569  df-z 12583  df-dec 12703  df-uz 12854  df-q 12964  df-rp 13008  df-xneg 13128  df-xadd 13129  df-xmul 13130  df-ioo 13367  df-ioc 13368  df-ico 13369  df-icc 13370  df-fz 13527  df-fzo 13674  df-fl 13816  df-mod 13894  df-seq 14029  df-exp 14089  df-fac 14301  df-bc 14330  df-hash 14358  df-word 14541  df-lsw 14590  df-concat 14598  df-s1 14624  df-substr 14669  df-pfx 14699  df-shft 15094  df-sgn 15114  df-cj 15140  df-re 15141  df-im 15142  df-sqrt 15276  df-abs 15277  df-limsup 15512  df-clim 15529  df-rlim 15530  df-sum 15728  df-ef 16111  df-sin 16113  df-cos 16114  df-pi 16116  df-dvds 16301  df-gcd 16543  df-prm 16720  df-pc 16887  df-struct 17197  df-sets 17214  df-slot 17232  df-ndx 17244  df-base 17260  df-ress 17281  df-plusg 17313  df-mulr 17314  df-starv 17315  df-sca 17316  df-vsca 17317  df-ip 17318  df-tset 17319  df-ple 17320  df-ocomp 17321  df-ds 17322  df-unif 17323  df-hom 17324  df-cco 17325  df-rest 17465  df-topn 17466  df-0g 17484  df-gsum 17485  df-topgen 17486  df-pt 17487  df-prds 17490  df-pws 17492  df-xrs 17546  df-qtop 17551  df-imas 17552  df-qus 17553  df-xps 17554  df-mre 17628  df-mrc 17629  df-mri 17630  df-acs 17631  df-proset 18340  df-drs 18341  df-poset 18359  df-ipo 18574  df-chn 18652  df-mgm 18688  df-sgrp 18767  df-mnd 18783  df-mhm 18831  df-submnd 18832  df-grp 18993  df-minusg 18994  df-sbg 18995  df-mulg 19125  df-subg 19180  df-nsg 19181  df-eqg 19182  df-ghm 19275  df-gim 19320  df-cntz 19378  df-oppg 19407  df-lsm 19697  df-cmn 19843  df-abl 19844  df-mgp 20208  df-rng 20222  df-ur 20255  df-srg 20260  df-ring 20308  df-cring 20309  df-oppr 20410  df-dvdsr 20430  df-unit 20431  df-irred 20432  df-invr 20461  df-dvr 20474  df-rhm 20545  df-nzr 20587  df-subrng 20622  df-subrg 20646  df-rlreg 20770  df-domn 20771  df-idom 20772  df-drng 20806  df-field 20807  df-sdrg 20859  df-lmod 20952  df-lss 21022  df-lsp 21062  df-lmhm 21112  df-lmim 21113  df-lmic 21114  df-lbs 21165  df-lvec 21193  df-sra 21263  df-rgmod 21264  df-lidl 21301  df-rsp 21302  df-2idl 21351  df-lpidl 21450  df-lpir 21451  df-pid 21465  df-psmet 21474  df-xmet 21475  df-met 21476  df-bl 21477  df-mopn 21478  df-fbas 21479  df-fg 21480  df-cnfld 21483  df-dsmm 21842  df-frlm 21857  df-uvc 21893  df-lindf 21916  df-linds 21917  df-assa 21963  df-asp 21964  df-ascl 21965  df-psr 22019  df-mvr 22020  df-mpl 22021  df-opsr 22023  df-evls 22185  df-evl 22186  df-psr1 22300  df-vr1 22301  df-ply1 22302  df-coe1 22303  df-evls1 22436  df-evl1 22437  df-top 23012  df-topon 23029  df-topsp 23051  df-bases 23064  df-cld 23137  df-ntr 23138  df-cls 23139  df-nei 23216  df-lp 23254  df-perf 23255  df-cn 23345  df-cnp 23346  df-haus 23433  df-tx 23680  df-hmeo 23873  df-fil 23964  df-fm 24056  df-flim 24057  df-flf 24058  df-xms 24438  df-ms 24439  df-tms 24440  df-cncf 24998  df-limc 25986  df-dv 25987  df-mdeg 26173  df-deg1 26174  df-mon1 26249  df-uc1p 26250  df-q1p 26251  df-r1p 26252  df-ig1p 26253  df-log 26679  df-cxp 26680  df-fldgen 33547  df-mxidl 33660  df-dim 33907  df-fldext 33948  df-extdg 33949  df-irng 33991  df-minply 34007  df-constr 34037
This theorem is referenced by:  cos9thpinconstr  34098
  Copyright terms: Public domain W3C validator