Metamath Proof Explorer


Theorem constrsslem

Description: Lemma for constrss . This lemma requires the additional condition that 0 is a constructible number; that condition is removed in constrss . (Proposed by Saveliy Skresanov, 23-JUn-2025.) (Contributed by Thierry Arnoux, 25-Jun-2025)

Ref Expression
Hypotheses constr0.1 ⊢ C = rec ⁡ s ∈ V ⟼ x ∈ ℂ | ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0 ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f 0 1
constrsscn.1 ⊢ φ → N ∈ On
constrsslem.1 ⊢ φ → 0 ∈ C ⁡ N
Assertion constrsslem ⊢ φ → C ⁡ N ⊆ C ⁡ suc ⁡ N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 constr0.1 ⊢ C = rec ⁡ s ∈ V ⟼ x ∈ ℂ | ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0 ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f 0 1
2 constrsscn.1 ⊢ φ → N ∈ On
3 constrsslem.1 ⊢ φ → 0 ∈ C ⁡ N
4 1 2 constrsscn ⊢ φ → C ⁡ N ⊆ ℂ
5 4 sselda ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → x ∈ ℂ
6 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → x ∈ C ⁡ N
7 id ⊢ a = x → a = x
8 oveq2 ⊢ a = x → b − a = b − x
9 8 oveq2d ⊢ a = x → t ⁢ b − a = t ⁢ b − x
10 7 9 oveq12d ⊢ a = x → a + t ⁢ b − a = x + t ⁢ b − x
11 10 eqeq2d ⊢ a = x → x = a + t ⁢ b − a ↔ x = x + t ⁢ b − x
12 11 anbi1d ⊢ a = x → x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ↔ x = x + t ⁢ b − x ∧ x − c = e − f
13 12 rexbidv ⊢ a = x → ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ↔ ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ b − x ∧ x − c = e − f
14 13 2rexbidv ⊢ a = x → ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ↔ ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ b − x ∧ x − c = e − f
15 14 2rexbidv ⊢ a = x → ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ↔ ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ b − x ∧ x − c = e − f
16 15 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N ∧ a = x → ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ↔ ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ b − x ∧ x − c = e − f
17 3 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → 0 ∈ C ⁡ N
18 oveq1 ⊢ b = 0 → b − x = 0 − x
19 18 oveq2d ⊢ b = 0 → t ⁢ b − x = t ⁢ 0 − x
20 19 oveq2d ⊢ b = 0 → x + t ⁢ b − x = x + t ⁢ 0 − x
21 20 eqeq2d ⊢ b = 0 → x = x + t ⁢ b − x ↔ x = x + t ⁢ 0 − x
22 21 anbi1d ⊢ b = 0 → x = x + t ⁢ b − x ∧ x − c = e − f ↔ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − c = e − f
23 22 2rexbidv ⊢ b = 0 → ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ b − x ∧ x − c = e − f ↔ ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − c = e − f
24 23 2rexbidv ⊢ b = 0 → ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ b − x ∧ x − c = e − f ↔ ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − c = e − f
25 24 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N ∧ b = 0 → ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ b − x ∧ x − c = e − f ↔ ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − c = e − f
26 oveq2 ⊢ c = 0 → x − c = x − 0
27 26 fveq2d ⊢ c = 0 → x − c = x − 0
28 27 eqeq1d ⊢ c = 0 → x − c = e − f ↔ x − 0 = e − f
29 28 anbi2d ⊢ c = 0 → x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − c = e − f ↔ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = e − f
30 29 rexbidv ⊢ c = 0 → ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − c = e − f ↔ ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = e − f
31 30 2rexbidv ⊢ c = 0 → ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − c = e − f ↔ ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = e − f
32 31 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N ∧ c = 0 → ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − c = e − f ↔ ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = e − f
33 oveq1 ⊢ e = x → e − f = x − f
34 33 fveq2d ⊢ e = x → e − f = x − f
35 34 eqeq2d ⊢ e = x → x − 0 = e − f ↔ x − 0 = x − f
36 35 anbi2d ⊢ e = x → x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = e − f ↔ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = x − f
37 36 2rexbidv ⊢ e = x → ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = e − f ↔ ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = x − f
38 37 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N ∧ e = x → ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = e − f ↔ ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = x − f
39 oveq2 ⊢ f = 0 → x − f = x − 0
40 39 fveq2d ⊢ f = 0 → x − f = x − 0
41 40 eqeq2d ⊢ f = 0 → x − 0 = x − f ↔ x − 0 = x − 0
42 41 anbi2d ⊢ f = 0 → x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = x − f ↔ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = x − 0
43 42 rexbidv ⊢ f = 0 → ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = x − f ↔ ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = x − 0
44 43 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N ∧ f = 0 → ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = x − f ↔ ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = x − 0
45 0red ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → 0 ∈ ℝ
46 oveq1 ⊢ t = 0 → t ⁢ 0 − x = 0 ⋅ 0 − x
47 46 oveq2d ⊢ t = 0 → x + t ⁢ 0 − x = x + 0 ⋅ 0 − x
48 47 eqeq2d ⊢ t = 0 → x = x + t ⁢ 0 − x ↔ x = x + 0 ⋅ 0 − x
49 48 anbi1d ⊢ t = 0 → x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = x − 0 ↔ x = x + 0 ⋅ 0 − x ∧ x − 0 = x − 0
50 49 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N ∧ t = 0 → x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = x − 0 ↔ x = x + 0 ⋅ 0 − x ∧ x − 0 = x − 0
51 0cnd ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → 0 ∈ ℂ
52 51 5 subcld ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → 0 − x ∈ ℂ
53 52 mul02d ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → 0 ⋅ 0 − x = 0
54 53 oveq2d ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → x + 0 ⋅ 0 − x = x + 0
55 5 addridd ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → x + 0 = x
56 54 55 eqtr2d ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → x = x + 0 ⋅ 0 − x
57 eqidd ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → x − 0 = x − 0
58 56 57 jca ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → x = x + 0 ⋅ 0 − x ∧ x − 0 = x − 0
59 45 50 58 rspcedvd ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = x − 0
60 17 44 59 rspcedvd ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = x − f
61 6 38 60 rspcedvd ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − 0 = e − f
62 17 32 61 rspcedvd ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ 0 − x ∧ x − c = e − f
63 17 25 62 rspcedvd ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = x + t ⁢ b − x ∧ x − c = e − f
64 6 16 63 rspcedvd ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → ∃ a ∈ C ⁡ N ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f
65 64 3mix2d ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → ∃ a ∈ C ⁡ N ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ d ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0 ∨ ∃ a ∈ C ⁡ N ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ∨ ∃ a ∈ C ⁡ N ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ d ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f
66 eqid ⊢ C ⁡ N = C ⁡ N
67 1 2 66 constrsuc ⊢ φ → x ∈ C ⁡ suc ⁡ N ↔ x ∈ ℂ ∧ ∃ a ∈ C ⁡ N ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ d ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0 ∨ ∃ a ∈ C ⁡ N ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ∨ ∃ a ∈ C ⁡ N ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ d ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f
68 67 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → x ∈ C ⁡ suc ⁡ N ↔ x ∈ ℂ ∧ ∃ a ∈ C ⁡ N ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ d ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0 ∨ ∃ a ∈ C ⁡ N ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ∨ ∃ a ∈ C ⁡ N ∃ b ∈ C ⁡ N ∃ c ∈ C ⁡ N ∃ d ∈ C ⁡ N ∃ e ∈ C ⁡ N ∃ f ∈ C ⁡ N a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f
69 5 65 68 mpbir2and ⊢ φ ∧ x ∈ C ⁡ N → x ∈ C ⁡ suc ⁡ N
70 69 ex ⊢ φ → x ∈ C ⁡ N → x ∈ C ⁡ suc ⁡ N
71 70 ssrdv ⊢ φ → C ⁡ N ⊆ C ⁡ suc ⁡ N