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Theorem dcubic1lem 20721
Description: Lemma for dcubic1 20723 and dcubic2 20722: simplify the cubic equation under the substitution  X  =  U  -  M  /  U. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Apr-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
dcubic.c  |-  ( ph  ->  P  e.  CC )
dcubic.d  |-  ( ph  ->  Q  e.  CC )
dcubic.x  |-  ( ph  ->  X  e.  CC )
dcubic.t  |-  ( ph  ->  T  e.  CC )
dcubic.3  |-  ( ph  ->  ( T ^ 3 )  =  ( G  -  N ) )
dcubic.g  |-  ( ph  ->  G  e.  CC )
dcubic.2  |-  ( ph  ->  ( G ^ 2 )  =  ( ( N ^ 2 )  +  ( M ^
3 ) ) )
dcubic.m  |-  ( ph  ->  M  =  ( P  /  3 ) )
dcubic.n  |-  ( ph  ->  N  =  ( Q  /  2 ) )
dcubic.0  |-  ( ph  ->  T  =/=  0 )
dcubic2.u  |-  ( ph  ->  U  e.  CC )
dcubic2.z  |-  ( ph  ->  U  =/=  0 )
dcubic2.2  |-  ( ph  ->  X  =  ( U  -  ( M  /  U ) ) )
Assertion
Ref Expression
dcubic1lem  |-  ( ph  ->  ( ( ( X ^ 3 )  +  ( ( P  x.  X )  +  Q
) )  =  0  <-> 
( ( ( U ^ 3 ) ^
2 )  +  ( ( Q  x.  ( U ^ 3 ) )  -  ( M ^
3 ) ) )  =  0 ) )

Proof of Theorem dcubic1lem
StepHypRef Expression
1 dcubic2.u . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  U  e.  CC )
2 3nn0 10277 . . . . . . . . 9  |-  3  e.  NN0
3 expcl 11437 . . . . . . . . 9  |-  ( ( U  e.  CC  /\  3  e.  NN0 )  -> 
( U ^ 3 )  e.  CC )
41, 2, 3sylancl 645 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( U ^ 3 )  e.  CC )
54sqvald 11558 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( U ^
3 ) ^ 2 )  =  ( ( U ^ 3 )  x.  ( U ^
3 ) ) )
65oveq1d 6132 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( ( U ^ 3 ) ^
2 )  /  ( U ^ 3 ) )  =  ( ( ( U ^ 3 )  x.  ( U ^
3 ) )  / 
( U ^ 3 ) ) )
7 dcubic2.z . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  U  =/=  0 )
8 3nn 10172 . . . . . . . . . 10  |-  3  e.  NN
98nnzi 10343 . . . . . . . . 9  |-  3  e.  ZZ
109a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  3  e.  ZZ )
111, 7, 10expne0d 11567 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( U ^ 3 )  =/=  0 )
124, 4, 11divcan4d 9834 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( ( U ^ 3 )  x.  ( U ^ 3 ) )  /  ( U ^ 3 ) )  =  ( U ^
3 ) )
136, 12eqtr2d 2476 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( U ^ 3 )  =  ( ( ( U ^ 3 ) ^ 2 )  /  ( U ^
3 ) ) )
14 dcubic.d . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  Q  e.  CC )
15 dcubic.m . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  M  =  ( P  /  3 ) )
16 dcubic.c . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  P  e.  CC )
17 3cn 10110 . . . . . . . . . . . . 13  |-  3  e.  CC
1817a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  3  e.  CC )
19 3ne0 10123 . . . . . . . . . . . . 13  |-  3  =/=  0
2019a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  3  =/=  0 )
2116, 18, 20divcld 9828 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( P  /  3
)  e.  CC )
2215, 21eqeltrd 2517 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  M  e.  CC )
23 expcl 11437 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( M  e.  CC  /\  3  e.  NN0 )  -> 
( M ^ 3 )  e.  CC )
2422, 2, 23sylancl 645 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( M ^ 3 )  e.  CC )
2524, 4, 11divcld 9828 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) )  e.  CC )
2614, 25negsubd 9455 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( Q  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) )  =  ( Q  -  ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) ) )
2714, 4, 11divcan4d 9834 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( Q  x.  ( U ^ 3 ) )  /  ( U ^ 3 ) )  =  Q )
2827oveq1d 6132 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( ( Q  x.  ( U ^
3 ) )  / 
( U ^ 3 ) )  -  (
( M ^ 3 )  /  ( U ^ 3 ) ) )  =  ( Q  -  ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) ) )
2926, 28eqtr4d 2478 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( Q  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) )  =  ( ( ( Q  x.  ( U ^ 3 ) )  /  ( U ^
3 ) )  -  ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) )
30 dcubic.x . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  X  e.  CC )
3116, 30mulcld 9146 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( P  x.  X
)  e.  CC )
3231negcld 9436 . . . . . . . 8  |-  ( ph  -> 
-u ( P  x.  X )  e.  CC )
3325negcld 9436 . . . . . . . 8  |-  ( ph  -> 
-u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) )  e.  CC )
3432, 33, 31, 14add42d 9328 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( -u ( P  x.  X )  +  -u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) )  +  ( ( P  x.  X )  +  Q
) )  =  ( ( -u ( P  x.  X )  +  ( P  x.  X
) )  +  ( Q  +  -u (
( M ^ 3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) ) )
3516, 30mulneg2d 9525 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( P  x.  -u X
)  =  -u ( P  x.  X )
)
36 dcubic2.2 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  X  =  ( U  -  ( M  /  U ) ) )
3736negeqd 9338 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  -> 
-u X  =  -u ( U  -  ( M  /  U ) ) )
3822, 1, 7divcld 9828 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( M  /  U
)  e.  CC )
391, 38negsubdid 9464 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  -> 
-u ( U  -  ( M  /  U
) )  =  (
-u U  +  ( M  /  U ) ) )
4037, 39eqtrd 2475 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  -> 
-u X  =  (
-u U  +  ( M  /  U ) ) )
4140oveq2d 6133 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( P  x.  -u X
)  =  ( P  x.  ( -u U  +  ( M  /  U ) ) ) )
4235, 41eqtr3d 2477 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  -> 
-u ( P  x.  X )  =  ( P  x.  ( -u U  +  ( M  /  U ) ) ) )
431negcld 9436 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  -> 
-u U  e.  CC )
4416, 43, 38adddid 9150 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( P  x.  ( -u U  +  ( M  /  U ) ) )  =  ( ( P  x.  -u U
)  +  ( P  x.  ( M  /  U ) ) ) )
4516, 1mulneg2d 9525 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( P  x.  -u U
)  =  -u ( P  x.  U )
)
4645oveq1d 6132 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( P  x.  -u U )  +  ( P  x.  ( M  /  U ) ) )  =  ( -u ( P  x.  U
)  +  ( P  x.  ( M  /  U ) ) ) )
4742, 44, 463eqtrd 2479 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  -> 
-u ( P  x.  X )  =  (
-u ( P  x.  U )  +  ( P  x.  ( M  /  U ) ) ) )
4847oveq1d 6132 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( -u ( P  x.  X )  + 
-u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) )  =  ( ( -u ( P  x.  U )  +  ( P  x.  ( M  /  U
) ) )  + 
-u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) ) )
4916, 1mulcld 9146 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( P  x.  U
)  e.  CC )
5049negcld 9436 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  -> 
-u ( P  x.  U )  e.  CC )
5116, 38mulcld 9146 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( P  x.  ( M  /  U ) )  e.  CC )
5250, 51, 33addassd 9148 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( -u ( P  x.  U )  +  ( P  x.  ( M  /  U
) ) )  + 
-u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) )  =  ( -u ( P  x.  U )  +  ( ( P  x.  ( M  /  U
) )  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) ) )
5348, 52eqtrd 2475 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( -u ( P  x.  X )  + 
-u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) )  =  ( -u ( P  x.  U )  +  ( ( P  x.  ( M  /  U
) )  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) ) )
5453oveq1d 6132 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( -u ( P  x.  X )  +  -u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) )  +  ( ( P  x.  X )  +  Q
) )  =  ( ( -u ( P  x.  U )  +  ( ( P  x.  ( M  /  U
) )  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) )  +  ( ( P  x.  X
)  +  Q ) ) )
5532, 31addcomd 9306 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( -u ( P  x.  X )  +  ( P  x.  X
) )  =  ( ( P  x.  X
)  +  -u ( P  x.  X )
) )
5631negidd 9439 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( P  x.  X )  +  -u ( P  x.  X
) )  =  0 )
5755, 56eqtrd 2475 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( -u ( P  x.  X )  +  ( P  x.  X
) )  =  0 )
5857oveq1d 6132 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( -u ( P  x.  X )  +  ( P  x.  X ) )  +  ( Q  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) )  =  ( 0  +  ( Q  +  -u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) ) ) )
5914, 33addcld 9145 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( Q  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) )  e.  CC )
6059addid2d 9305 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( 0  +  ( Q  +  -u (
( M ^ 3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) )  =  ( Q  +  -u (
( M ^ 3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) )
6158, 60eqtrd 2475 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( -u ( P  x.  X )  +  ( P  x.  X ) )  +  ( Q  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) )  =  ( Q  +  -u (
( M ^ 3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) )
6234, 54, 613eqtr3d 2483 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( -u ( P  x.  U )  +  ( ( P  x.  ( M  /  U ) )  + 
-u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) ) )  +  ( ( P  x.  X )  +  Q ) )  =  ( Q  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) )
6314, 4mulcld 9146 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( Q  x.  ( U ^ 3 ) )  e.  CC )
6463, 24, 4, 11divsubdird 9867 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( ( Q  x.  ( U ^
3 ) )  -  ( M ^ 3 ) )  /  ( U ^ 3 ) )  =  ( ( ( Q  x.  ( U ^ 3 ) )  /  ( U ^
3 ) )  -  ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) )
6529, 62, 643eqtr4d 2485 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( -u ( P  x.  U )  +  ( ( P  x.  ( M  /  U ) )  + 
-u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) ) )  +  ( ( P  x.  X )  +  Q ) )  =  ( ( ( Q  x.  ( U ^
3 ) )  -  ( M ^ 3 ) )  /  ( U ^ 3 ) ) )
6613, 65oveq12d 6135 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( U ^
3 )  +  ( ( -u ( P  x.  U )  +  ( ( P  x.  ( M  /  U
) )  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) )  +  ( ( P  x.  X
)  +  Q ) ) )  =  ( ( ( ( U ^ 3 ) ^
2 )  /  ( U ^ 3 ) )  +  ( ( ( Q  x.  ( U ^ 3 ) )  -  ( M ^
3 ) )  / 
( U ^ 3 ) ) ) )
671, 38negsubd 9455 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( U  +  -u ( M  /  U
) )  =  ( U  -  ( M  /  U ) ) )
6836, 67eqtr4d 2478 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  X  =  ( U  +  -u ( M  /  U ) ) )
6968oveq1d 6132 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( X ^ 3 )  =  ( ( U  +  -u ( M  /  U ) ) ^ 3 ) )
7038negcld 9436 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  -> 
-u ( M  /  U )  e.  CC )
71 binom3 11538 . . . . . . . . 9  |-  ( ( U  e.  CC  /\  -u ( M  /  U
)  e.  CC )  ->  ( ( U  +  -u ( M  /  U ) ) ^
3 )  =  ( ( ( U ^
3 )  +  ( 3  x.  ( ( U ^ 2 )  x.  -u ( M  /  U ) ) ) )  +  ( ( 3  x.  ( U  x.  ( -u ( M  /  U ) ^
2 ) ) )  +  ( -u ( M  /  U ) ^
3 ) ) ) )
721, 70, 71syl2anc 644 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( U  +  -u ( M  /  U
) ) ^ 3 )  =  ( ( ( U ^ 3 )  +  ( 3  x.  ( ( U ^ 2 )  x.  -u ( M  /  U
) ) ) )  +  ( ( 3  x.  ( U  x.  ( -u ( M  /  U ) ^ 2 ) ) )  +  ( -u ( M  /  U ) ^
3 ) ) ) )
731sqcld 11559 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( U ^ 2 )  e.  CC )
7473, 38mulneg2d 9525 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( U ^
2 )  x.  -u ( M  /  U ) )  =  -u ( ( U ^ 2 )  x.  ( M  /  U
) ) )
7573, 22, 1, 7div12d 9864 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( ( U ^
2 )  x.  ( M  /  U ) )  =  ( M  x.  ( ( U ^
2 )  /  U
) ) )
761sqvald 11558 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  ( U ^ 2 )  =  ( U  x.  U ) )
7776oveq1d 6132 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( ( U ^
2 )  /  U
)  =  ( ( U  x.  U )  /  U ) )
781, 1, 7divcan4d 9834 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( ( U  x.  U )  /  U
)  =  U )
7977, 78eqtrd 2475 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( ( U ^
2 )  /  U
)  =  U )
8079oveq2d 6133 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( M  x.  (
( U ^ 2 )  /  U ) )  =  ( M  x.  U ) )
8175, 80eqtrd 2475 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( U ^
2 )  x.  ( M  /  U ) )  =  ( M  x.  U ) )
8281negeqd 9338 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  -> 
-u ( ( U ^ 2 )  x.  ( M  /  U
) )  =  -u ( M  x.  U
) )
8374, 82eqtrd 2475 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( U ^
2 )  x.  -u ( M  /  U ) )  =  -u ( M  x.  U ) )
8483oveq2d 6133 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( 3  x.  (
( U ^ 2 )  x.  -u ( M  /  U ) ) )  =  ( 3  x.  -u ( M  x.  U ) ) )
8522, 1mulcld 9146 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( M  x.  U
)  e.  CC )
8618, 85mulneg2d 9525 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( 3  x.  -u ( M  x.  U )
)  =  -u (
3  x.  ( M  x.  U ) ) )
8718, 22, 1mulassd 9149 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( 3  x.  M )  x.  U
)  =  ( 3  x.  ( M  x.  U ) ) )
8815oveq2d 6133 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( 3  x.  M
)  =  ( 3  x.  ( P  / 
3 ) ) )
8916, 18, 20divcan2d 9830 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( 3  x.  ( P  /  3 ) )  =  P )
9088, 89eqtrd 2475 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( 3  x.  M
)  =  P )
9190oveq1d 6132 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( 3  x.  M )  x.  U
)  =  ( P  x.  U ) )
9287, 91eqtr3d 2477 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( 3  x.  ( M  x.  U )
)  =  ( P  x.  U ) )
9392negeqd 9338 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  -> 
-u ( 3  x.  ( M  x.  U
) )  =  -u ( P  x.  U
) )
9484, 86, 933eqtrd 2479 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( 3  x.  (
( U ^ 2 )  x.  -u ( M  /  U ) ) )  =  -u ( P  x.  U )
)
9594oveq2d 6133 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( U ^
3 )  +  ( 3  x.  ( ( U ^ 2 )  x.  -u ( M  /  U ) ) ) )  =  ( ( U ^ 3 )  +  -u ( P  x.  U ) ) )
96 sqneg 11480 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( M  /  U )  e.  CC  ->  ( -u ( M  /  U
) ^ 2 )  =  ( ( M  /  U ) ^
2 ) )
9738, 96syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( -u ( M  /  U ) ^
2 )  =  ( ( M  /  U
) ^ 2 ) )
9838sqvald 11558 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( ( M  /  U ) ^ 2 )  =  ( ( M  /  U )  x.  ( M  /  U ) ) )
9997, 98eqtrd 2475 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( -u ( M  /  U ) ^
2 )  =  ( ( M  /  U
)  x.  ( M  /  U ) ) )
10099oveq2d 6133 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( U  x.  ( -u ( M  /  U
) ^ 2 ) )  =  ( U  x.  ( ( M  /  U )  x.  ( M  /  U
) ) ) )
1011, 38, 38mulassd 9149 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( U  x.  ( M  /  U
) )  x.  ( M  /  U ) )  =  ( U  x.  ( ( M  /  U )  x.  ( M  /  U ) ) ) )
10222, 1, 7divcan2d 9830 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( U  x.  ( M  /  U ) )  =  M )
103102oveq1d 6132 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( U  x.  ( M  /  U
) )  x.  ( M  /  U ) )  =  ( M  x.  ( M  /  U
) ) )
104100, 101, 1033eqtr2d 2481 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( U  x.  ( -u ( M  /  U
) ^ 2 ) )  =  ( M  x.  ( M  /  U ) ) )
105104oveq2d 6133 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( 3  x.  ( U  x.  ( -u ( M  /  U ) ^
2 ) ) )  =  ( 3  x.  ( M  x.  ( M  /  U ) ) ) )
10618, 22, 38mulassd 9149 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( 3  x.  M )  x.  ( M  /  U ) )  =  ( 3  x.  ( M  x.  ( M  /  U ) ) ) )
10790oveq1d 6132 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( 3  x.  M )  x.  ( M  /  U ) )  =  ( P  x.  ( M  /  U
) ) )
108105, 106, 1073eqtr2d 2481 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( 3  x.  ( U  x.  ( -u ( M  /  U ) ^
2 ) ) )  =  ( P  x.  ( M  /  U
) ) )
1098a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  3  e.  NN )
110 2nn 10171 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  2  e.  NN
111 1nn0 10275 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  1  e.  NN0
112 1nn 10049 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  1  e.  NN
113 2cn 10108 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  2  e.  CC
114113mulid1i 9130 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( 2  x.  1 )  =  2
115114oveq1i 6127 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( 2  x.  1 )  +  1 )  =  ( 2  +  1 )
116 2p1e3 10141 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( 2  +  1 )  =  3
117115, 116eqtri 2463 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( 2  x.  1 )  +  1 )  =  3
118 1lt2 10180 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  1  <  2
119110, 111, 112, 117, 118ndvdsi 12968 . . . . . . . . . . . . 13  |-  -.  2  ||  3
120119a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  -.  2  ||  3
)
121 oexpneg 12949 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( M  /  U
)  e.  CC  /\  3  e.  NN  /\  -.  2  ||  3 )  -> 
( -u ( M  /  U ) ^ 3 )  =  -u (
( M  /  U
) ^ 3 ) )
12238, 109, 120, 121syl3anc 1185 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( -u ( M  /  U ) ^
3 )  =  -u ( ( M  /  U ) ^ 3 ) )
1232a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  3  e.  NN0 )
12422, 1, 7, 123expdivd 11575 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( M  /  U ) ^ 3 )  =  ( ( M ^ 3 )  /  ( U ^
3 ) ) )
125124negeqd 9338 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  -> 
-u ( ( M  /  U ) ^
3 )  =  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) )
126122, 125eqtrd 2475 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( -u ( M  /  U ) ^
3 )  =  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) )
127108, 126oveq12d 6135 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( 3  x.  ( U  x.  ( -u ( M  /  U
) ^ 2 ) ) )  +  (
-u ( M  /  U ) ^ 3 ) )  =  ( ( P  x.  ( M  /  U ) )  +  -u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) ) )
12895, 127oveq12d 6135 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( ( U ^ 3 )  +  ( 3  x.  (
( U ^ 2 )  x.  -u ( M  /  U ) ) ) )  +  ( ( 3  x.  ( U  x.  ( -u ( M  /  U ) ^
2 ) ) )  +  ( -u ( M  /  U ) ^
3 ) ) )  =  ( ( ( U ^ 3 )  +  -u ( P  x.  U ) )  +  ( ( P  x.  ( M  /  U
) )  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) ) )
12969, 72, 1283eqtrd 2479 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( X ^ 3 )  =  ( ( ( U ^ 3 )  +  -u ( P  x.  U )
)  +  ( ( P  x.  ( M  /  U ) )  +  -u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) ) ) )
13051, 33addcld 9145 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( P  x.  ( M  /  U
) )  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) )  e.  CC )
1314, 50, 130addassd 9148 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( ( U ^ 3 )  + 
-u ( P  x.  U ) )  +  ( ( P  x.  ( M  /  U
) )  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) )  =  ( ( U ^ 3 )  +  ( -u ( P  x.  U
)  +  ( ( P  x.  ( M  /  U ) )  +  -u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) ) ) ) )
132129, 131eqtrd 2475 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( X ^ 3 )  =  ( ( U ^ 3 )  +  ( -u ( P  x.  U )  +  ( ( P  x.  ( M  /  U ) )  + 
-u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) ) ) ) )
133132oveq1d 6132 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( X ^
3 )  +  ( ( P  x.  X
)  +  Q ) )  =  ( ( ( U ^ 3 )  +  ( -u ( P  x.  U
)  +  ( ( P  x.  ( M  /  U ) )  +  -u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) ) ) )  +  ( ( P  x.  X )  +  Q ) ) )
13450, 130addcld 9145 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( -u ( P  x.  U )  +  ( ( P  x.  ( M  /  U
) )  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) )  e.  CC )
13531, 14addcld 9145 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( P  x.  X )  +  Q
)  e.  CC )
1364, 134, 135addassd 9148 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( ( U ^ 3 )  +  ( -u ( P  x.  U )  +  ( ( P  x.  ( M  /  U
) )  +  -u ( ( M ^
3 )  /  ( U ^ 3 ) ) ) ) )  +  ( ( P  x.  X )  +  Q
) )  =  ( ( U ^ 3 )  +  ( (
-u ( P  x.  U )  +  ( ( P  x.  ( M  /  U ) )  +  -u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) ) )  +  ( ( P  x.  X )  +  Q ) ) ) )
137133, 136eqtrd 2475 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( X ^
3 )  +  ( ( P  x.  X
)  +  Q ) )  =  ( ( U ^ 3 )  +  ( ( -u ( P  x.  U
)  +  ( ( P  x.  ( M  /  U ) )  +  -u ( ( M ^ 3 )  / 
( U ^ 3 ) ) ) )  +  ( ( P  x.  X )  +  Q ) ) ) )
1384sqcld 11559 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( U ^
3 ) ^ 2 )  e.  CC )
13963, 24subcld 9449 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( Q  x.  ( U ^ 3 ) )  -  ( M ^ 3 ) )  e.  CC )
140138, 139, 4, 11divdird 9866 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( U ^ 3 ) ^ 2 )  +  ( ( Q  x.  ( U ^ 3 ) )  -  ( M ^ 3 ) ) )  /  ( U ^ 3 ) )  =  ( ( ( ( U ^ 3 ) ^ 2 )  /  ( U ^
3 ) )  +  ( ( ( Q  x.  ( U ^
3 ) )  -  ( M ^ 3 ) )  /  ( U ^ 3 ) ) ) )
14166, 137, 1403eqtr4d 2485 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( X ^
3 )  +  ( ( P  x.  X
)  +  Q ) )  =  ( ( ( ( U ^
3 ) ^ 2 )  +  ( ( Q  x.  ( U ^ 3 ) )  -  ( M ^
3 ) ) )  /  ( U ^
3 ) ) )
142141eqeq1d 2451 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( ( X ^ 3 )  +  ( ( P  x.  X )  +  Q
) )  =  0  <-> 
( ( ( ( U ^ 3 ) ^ 2 )  +  ( ( Q  x.  ( U ^ 3 ) )  -  ( M ^ 3 ) ) )  /  ( U ^ 3 ) )  =  0 ) )
143138, 139addcld 9145 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( ( U ^ 3 ) ^
2 )  +  ( ( Q  x.  ( U ^ 3 ) )  -  ( M ^
3 ) ) )  e.  CC )
144143, 4, 11diveq0ad 9838 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( ( U ^ 3 ) ^ 2 )  +  ( ( Q  x.  ( U ^
3 ) )  -  ( M ^ 3 ) ) )  /  ( U ^ 3 ) )  =  0  <->  ( (
( U ^ 3 ) ^ 2 )  +  ( ( Q  x.  ( U ^
3 ) )  -  ( M ^ 3 ) ) )  =  0 ) )
145142, 144bitrd 246 1  |-  ( ph  ->  ( ( ( X ^ 3 )  +  ( ( P  x.  X )  +  Q
) )  =  0  <-> 
( ( ( U ^ 3 ) ^
2 )  +  ( ( Q  x.  ( U ^ 3 ) )  -  ( M ^
3 ) ) )  =  0 ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 178    = wceq 1654    e. wcel 1728    =/= wne 2606   class class class wbr 4243  (class class class)co 6117   CCcc 9026   0cc0 9028   1c1 9029    + caddc 9031    x. cmul 9033    - cmin 9329   -ucneg 9330    / cdiv 9715   NNcn 10038   2c2 10087   3c3 10088   NN0cn0 10259   ZZcz 10320   ^cexp 11420    || cdivides 12890
This theorem is referenced by:  dcubic2  20722  dcubic1  20723
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1556  ax-5 1567  ax-17 1628  ax-9 1669  ax-8 1690  ax-13 1730  ax-14 1732  ax-6 1747  ax-7 1752  ax-11 1764  ax-12 1954  ax-ext 2424  ax-sep 4361  ax-nul 4369  ax-pow 4412  ax-pr 4438  ax-un 4736  ax-cnex 9084  ax-resscn 9085  ax-1cn 9086  ax-icn 9087  ax-addcl 9088  ax-addrcl 9089  ax-mulcl 9090  ax-mulrcl 9091  ax-mulcom 9092  ax-addass 9093  ax-mulass 9094  ax-distr 9095  ax-i2m1 9096  ax-1ne0 9097  ax-1rid 9098  ax-rnegex 9099  ax-rrecex 9100  ax-cnre 9101  ax-pre-lttri 9102  ax-pre-lttrn 9103  ax-pre-ltadd 9104  ax-pre-mulgt0 9105  ax-pre-sup 9106
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 938  df-3an 939  df-tru 1329  df-ex 1552  df-nf 1555  df-sb 1661  df-eu 2292  df-mo 2293  df-clab 2430  df-cleq 2436  df-clel 2439  df-nfc 2568  df-ne 2608  df-nel 2609  df-ral 2717  df-rex 2718  df-reu 2719  df-rmo 2720  df-rab 2721  df-v 2967  df-sbc 3171  df-csb 3271  df-dif 3312  df-un 3314  df-in 3316  df-ss 3323  df-pss 3325  df-nul 3617  df-if 3768  df-pw 3830  df-sn 3849  df-pr 3850  df-tp 3851  df-op 3852  df-uni 4045  df-iun 4124  df-br 4244  df-opab 4298  df-mpt 4299  df-tr 4334  df-eprel 4529  df-id 4533  df-po 4538  df-so 4539  df-fr 4576  df-we 4578  df-ord 4619  df-on 4620  df-lim 4621  df-suc 4622  df-om 4881  df-xp 4919  df-rel 4920  df-cnv 4921  df-co 4922  df-dm 4923  df-rn 4924  df-res 4925  df-ima 4926  df-iota 5453  df-fun 5491  df-fn 5492  df-f 5493  df-f1 5494  df-fo 5495  df-f1o 5496  df-fv 5497  df-ov 6120  df-oprab 6121  df-mpt2 6122  df-1st 6385  df-2nd 6386  df-riota 6585  df-recs 6669  df-rdg 6704  df-er 6941  df-en 7146  df-dom 7147  df-sdom 7148  df-sup 7482  df-pnf 9160  df-mnf 9161  df-xr 9162  df-ltxr 9163  df-le 9164  df-sub 9331  df-neg 9332  df-div 9716  df-nn 10039  df-2 10096  df-3 10097  df-n0 10260  df-z 10321  df-uz 10527  df-rp 10651  df-fz 11082  df-seq 11362  df-exp 11421  df-cj 11942  df-re 11943  df-im 11944  df-sqr 12078  df-abs 12079  df-dvds 12891
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