Metamath Proof Explorer


Theorem circsubm

Description: The circle group T is a submonoid of the multiplicative group of CCfld . (Contributed by Thierry Arnoux, 26-Jan-2020)

Ref Expression
Hypotheses circgrp.1 โŠข ๐ถ = ( โ—ก abs โ€œ { 1 } )
circgrp.2 โŠข ๐‘‡ = ( ( mulGrp โ€˜ โ„‚fld ) โ†พs ๐ถ )
Assertion circsubm ๐ถ โˆˆ ( SubMnd โ€˜ ( mulGrp โ€˜ โ„‚fld ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 circgrp.1 โŠข ๐ถ = ( โ—ก abs โ€œ { 1 } )
2 circgrp.2 โŠข ๐‘‡ = ( ( mulGrp โ€˜ โ„‚fld ) โ†พs ๐ถ )
3 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( i ยท ๐‘ฅ ) = ( i ยท ๐‘ฆ ) )
4 3 fveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( exp โ€˜ ( i ยท ๐‘ฅ ) ) = ( exp โ€˜ ( i ยท ๐‘ฆ ) ) )
5 4 cbvmptv โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( exp โ€˜ ( i ยท ๐‘ฅ ) ) ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( exp โ€˜ ( i ยท ๐‘ฆ ) ) )
6 5 1 efifo โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( exp โ€˜ ( i ยท ๐‘ฅ ) ) ) : โ„ โ€“ontoโ†’ ๐ถ
7 forn โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( exp โ€˜ ( i ยท ๐‘ฅ ) ) ) : โ„ โ€“ontoโ†’ ๐ถ โ†’ ran ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( exp โ€˜ ( i ยท ๐‘ฅ ) ) ) = ๐ถ )
8 6 7 ax-mp โŠข ran ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( exp โ€˜ ( i ยท ๐‘ฅ ) ) ) = ๐ถ
9 8 eqcomi โŠข ๐ถ = ran ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( exp โ€˜ ( i ยท ๐‘ฅ ) ) )
10 9 oveq2i โŠข ( ( mulGrp โ€˜ โ„‚fld ) โ†พs ๐ถ ) = ( ( mulGrp โ€˜ โ„‚fld ) โ†พs ran ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( exp โ€˜ ( i ยท ๐‘ฅ ) ) ) )
11 ax-icn โŠข i โˆˆ โ„‚
12 11 a1i โŠข ( โŠค โ†’ i โˆˆ โ„‚ )
13 resubdrg โŠข ( โ„ โˆˆ ( SubRing โ€˜ โ„‚fld ) โˆง โ„fld โˆˆ DivRing )
14 13 simpli โŠข โ„ โˆˆ ( SubRing โ€˜ โ„‚fld )
15 subrgsubg โŠข ( โ„ โˆˆ ( SubRing โ€˜ โ„‚fld ) โ†’ โ„ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ โ„‚fld ) )
16 14 15 ax-mp โŠข โ„ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ โ„‚fld )
17 16 a1i โŠข ( โŠค โ†’ โ„ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ โ„‚fld ) )
18 5 10 12 17 efsubm โŠข ( โŠค โ†’ ran ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( exp โ€˜ ( i ยท ๐‘ฅ ) ) ) โˆˆ ( SubMnd โ€˜ ( mulGrp โ€˜ โ„‚fld ) ) )
19 18 mptru โŠข ran ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( exp โ€˜ ( i ยท ๐‘ฅ ) ) ) โˆˆ ( SubMnd โ€˜ ( mulGrp โ€˜ โ„‚fld ) )
20 9 19 eqeltri โŠข ๐ถ โˆˆ ( SubMnd โ€˜ ( mulGrp โ€˜ โ„‚fld ) )