Metamath Proof Explorer


Theorem cffldtocusgr

Description: The field of complex numbers can be made a complete simple graph with the set of pairs of complex numbers regarded as edges. This theorem demonstrates the capabilities of the current definitions for graphs applied to extensible structures. (Contributed by AV, 14-Nov-2021) (Proof shortened by AV, 17-Nov-2021) Revise df-cnfld . (Revised by GG, 31-Mar-2025)

Ref Expression
Hypotheses cffldtocusgr.p โŠข ๐‘ƒ = { ๐‘ฅ โˆˆ ๐’ซ โ„‚ โˆฃ ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘ฅ ) = 2 }
cffldtocusgr.g โŠข ๐บ = ( โ„‚fld sSet โŸจ ( .ef โ€˜ ndx ) , ( I โ†พ ๐‘ƒ ) โŸฉ )
Assertion cffldtocusgr ๐บ โˆˆ ComplUSGraph

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cffldtocusgr.p โŠข ๐‘ƒ = { ๐‘ฅ โˆˆ ๐’ซ โ„‚ โˆฃ ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘ฅ ) = 2 }
2 cffldtocusgr.g โŠข ๐บ = ( โ„‚fld sSet โŸจ ( .ef โ€˜ ndx ) , ( I โ†พ ๐‘ƒ ) โŸฉ )
3 opex โŠข โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ V
4 3 tpid1 โŠข โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข + ๐‘ฃ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข ยท ๐‘ฃ ) ) โŸฉ }
5 4 orci โŠข ( โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข + ๐‘ฃ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข ยท ๐‘ฃ ) ) โŸฉ } โˆจ โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ { โŸจ ( *๐‘Ÿ โ€˜ ndx ) , โˆ— โŸฉ } )
6 elun โŠข ( โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข + ๐‘ฃ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข ยท ๐‘ฃ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( *๐‘Ÿ โ€˜ ndx ) , โˆ— โŸฉ } ) โ†” ( โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข + ๐‘ฃ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข ยท ๐‘ฃ ) ) โŸฉ } โˆจ โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ { โŸจ ( *๐‘Ÿ โ€˜ ndx ) , โˆ— โŸฉ } ) )
7 5 6 mpbir โŠข โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข + ๐‘ฃ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข ยท ๐‘ฃ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( *๐‘Ÿ โ€˜ ndx ) , โˆ— โŸฉ } )
8 7 orci โŠข ( โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข + ๐‘ฃ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข ยท ๐‘ฃ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( *๐‘Ÿ โ€˜ ndx ) , โˆ— โŸฉ } ) โˆจ โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ ( { โŸจ ( TopSet โ€˜ ndx ) , ( MetOpen โ€˜ ( abs โˆ˜ โˆ’ ) ) โŸฉ , โŸจ ( le โ€˜ ndx ) , โ‰ค โŸฉ , โŸจ ( dist โ€˜ ndx ) , ( abs โˆ˜ โˆ’ ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( UnifSet โ€˜ ndx ) , ( metUnif โ€˜ ( abs โˆ˜ โˆ’ ) ) โŸฉ } ) )
9 df-cnfld โŠข โ„‚fld = ( ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข + ๐‘ฃ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข ยท ๐‘ฃ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( *๐‘Ÿ โ€˜ ndx ) , โˆ— โŸฉ } ) โˆช ( { โŸจ ( TopSet โ€˜ ndx ) , ( MetOpen โ€˜ ( abs โˆ˜ โˆ’ ) ) โŸฉ , โŸจ ( le โ€˜ ndx ) , โ‰ค โŸฉ , โŸจ ( dist โ€˜ ndx ) , ( abs โˆ˜ โˆ’ ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( UnifSet โ€˜ ndx ) , ( metUnif โ€˜ ( abs โˆ˜ โˆ’ ) ) โŸฉ } ) )
10 9 eleq2i โŠข ( โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ โ„‚fld โ†” โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ ( ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข + ๐‘ฃ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข ยท ๐‘ฃ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( *๐‘Ÿ โ€˜ ndx ) , โˆ— โŸฉ } ) โˆช ( { โŸจ ( TopSet โ€˜ ndx ) , ( MetOpen โ€˜ ( abs โˆ˜ โˆ’ ) ) โŸฉ , โŸจ ( le โ€˜ ndx ) , โ‰ค โŸฉ , โŸจ ( dist โ€˜ ndx ) , ( abs โˆ˜ โˆ’ ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( UnifSet โ€˜ ndx ) , ( metUnif โ€˜ ( abs โˆ˜ โˆ’ ) ) โŸฉ } ) ) )
11 elun โŠข ( โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ ( ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข + ๐‘ฃ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข ยท ๐‘ฃ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( *๐‘Ÿ โ€˜ ndx ) , โˆ— โŸฉ } ) โˆช ( { โŸจ ( TopSet โ€˜ ndx ) , ( MetOpen โ€˜ ( abs โˆ˜ โˆ’ ) ) โŸฉ , โŸจ ( le โ€˜ ndx ) , โ‰ค โŸฉ , โŸจ ( dist โ€˜ ndx ) , ( abs โˆ˜ โˆ’ ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( UnifSet โ€˜ ndx ) , ( metUnif โ€˜ ( abs โˆ˜ โˆ’ ) ) โŸฉ } ) ) โ†” ( โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข + ๐‘ฃ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข ยท ๐‘ฃ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( *๐‘Ÿ โ€˜ ndx ) , โˆ— โŸฉ } ) โˆจ โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ ( { โŸจ ( TopSet โ€˜ ndx ) , ( MetOpen โ€˜ ( abs โˆ˜ โˆ’ ) ) โŸฉ , โŸจ ( le โ€˜ ndx ) , โ‰ค โŸฉ , โŸจ ( dist โ€˜ ndx ) , ( abs โˆ˜ โˆ’ ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( UnifSet โ€˜ ndx ) , ( metUnif โ€˜ ( abs โˆ˜ โˆ’ ) ) โŸฉ } ) ) )
12 10 11 bitri โŠข ( โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ โ„‚fld โ†” ( โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข + ๐‘ฃ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ข โˆˆ โ„‚ , ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( ๐‘ข ยท ๐‘ฃ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( *๐‘Ÿ โ€˜ ndx ) , โˆ— โŸฉ } ) โˆจ โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ ( { โŸจ ( TopSet โ€˜ ndx ) , ( MetOpen โ€˜ ( abs โˆ˜ โˆ’ ) ) โŸฉ , โŸจ ( le โ€˜ ndx ) , โ‰ค โŸฉ , โŸจ ( dist โ€˜ ndx ) , ( abs โˆ˜ โˆ’ ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( UnifSet โ€˜ ndx ) , ( metUnif โ€˜ ( abs โˆ˜ โˆ’ ) ) โŸฉ } ) ) )
13 8 12 mpbir โŠข โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ โ„‚fld
14 cnfldbas โŠข โ„‚ = ( Base โ€˜ โ„‚fld )
15 14 pweqi โŠข ๐’ซ โ„‚ = ๐’ซ ( Base โ€˜ โ„‚fld )
16 15 rabeqi โŠข { ๐‘ฅ โˆˆ ๐’ซ โ„‚ โˆฃ ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘ฅ ) = 2 } = { ๐‘ฅ โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ โ„‚fld ) โˆฃ ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘ฅ ) = 2 }
17 1 16 eqtri โŠข ๐‘ƒ = { ๐‘ฅ โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ โ„‚fld ) โˆฃ ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘ฅ ) = 2 }
18 cnfldstr โŠข โ„‚fld Struct โŸจ 1 , 1 3 โŸฉ
19 18 a1i โŠข ( โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ โ„‚fld โ†’ โ„‚fld Struct โŸจ 1 , 1 3 โŸฉ )
20 fvex โŠข ( Base โ€˜ ndx ) โˆˆ V
21 cnex โŠข โ„‚ โˆˆ V
22 20 21 opeldm โŠข ( โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ โ„‚fld โ†’ ( Base โ€˜ ndx ) โˆˆ dom โ„‚fld )
23 17 19 2 22 structtocusgr โŠข ( โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , โ„‚ โŸฉ โˆˆ โ„‚fld โ†’ ๐บ โˆˆ ComplUSGraph )
24 13 23 ax-mp โŠข ๐บ โˆˆ ComplUSGraph