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Theorem sqr2irr 12529
 Description: The square root of 2 is irrational. See zsqrelqelz 12831 for a generalization to all non-square integers. The proof's core is proven in sqr2irrlem 12528, which shows that if , then and are even, so and are smaller representatives, which is absurd. An older version of this proof was included in The Seventeen Provers of the World compiled by Freek Wiedijk. It is also the first "top 100" mathematical theorems whose formalization is tracked by Freek Wiedijk on his Formalizing 100 Theorems page at http://www.cs.ru.nl/~freek/100/. (Contributed by NM, 8-Jan-2002.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 12-Sep-2015.)
Assertion
Ref Expression
sqr2irr

Proof of Theorem sqr2irr
Dummy variables are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 peano2nn 9760 . . . . . 6
2 breq2 4029 . . . . . . . . 9
32imbi1d 308 . . . . . . . 8
43ralbidv 2565 . . . . . . 7
5 breq2 4029 . . . . . . . . 9
65imbi1d 308 . . . . . . . 8
76ralbidv 2565 . . . . . . 7
8 breq2 4029 . . . . . . . . 9
98imbi1d 308 . . . . . . . 8
109ralbidv 2565 . . . . . . 7
11 nnnlt1 9778 . . . . . . . . 9
1211pm2.21d 98 . . . . . . . 8
1312rgen 2610 . . . . . . 7
14 nnrp 10365 . . . . . . . . . . . . . 14
15 rphalflt 10382 . . . . . . . . . . . . . 14
1614, 15syl 15 . . . . . . . . . . . . 13
17 breq1 4028 . . . . . . . . . . . . . . . 16
18 oveq2 5868 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1918neeq2d 2462 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2019ralbidv 2565 . . . . . . . . . . . . . . . 16
2117, 20imbi12d 311 . . . . . . . . . . . . . . 15
2221rspcv 2882 . . . . . . . . . . . . . 14
2322com13 74 . . . . . . . . . . . . 13
2416, 23syl 15 . . . . . . . . . . . 12
25 simpr 447 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
26 zcn 10031 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2726ad2antlr 707 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
28 nncn 9756 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2928ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
30 2cn 9818 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3130a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
32 nnne0 9780 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3332ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
34 2ne0 9831 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3534a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3627, 29, 31, 33, 35divcan7d 9566 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3725, 36eqtr4d 2320 . . . . . . . . . . . . . . . 16
38 simplr 731 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
39 simpll 730 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4038, 39, 25sqr2irrlem 12528 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4140simprd 449 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4240simpld 445 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
43 oveq1 5867 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4443neeq2d 2462 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4544rspcv 2882 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4642, 45syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4741, 46embantd 50 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4847necon2bd 2497 . . . . . . . . . . . . . . . 16
4937, 48mpd 14 . . . . . . . . . . . . . . 15
5049ex 423 . . . . . . . . . . . . . 14
5150necon2ad 2496 . . . . . . . . . . . . 13
5251ralrimdva 2635 . . . . . . . . . . . 12
5324, 52syld 40 . . . . . . . . . . 11
54 oveq1 5867 . . . . . . . . . . . . 13
5554neeq2d 2462 . . . . . . . . . . . 12
5655cbvralv 2766 . . . . . . . . . . 11
5753, 56syl6ibr 218 . . . . . . . . . 10
58 oveq2 5868 . . . . . . . . . . . . 13
5958neeq2d 2462 . . . . . . . . . . . 12
6059ralbidv 2565 . . . . . . . . . . 11
6160ceqsralv 2817 . . . . . . . . . 10
6257, 61sylibrd 225 . . . . . . . . 9
6362ancld 536 . . . . . . . 8
64 nnleltp1 10073 . . . . . . . . . . . . . 14
65 nnre 9755 . . . . . . . . . . . . . . 15
66 nnre 9755 . . . . . . . . . . . . . . 15
67 leloe 8910 . . . . . . . . . . . . . . 15
6865, 66, 67syl2an 463 . . . . . . . . . . . . . 14
6964, 68bitr3d 246 . . . . . . . . . . . . 13
7069ancoms 439 . . . . . . . . . . . 12
7170imbi1d 308 . . . . . . . . . . 11
72 jaob 758 . . . . . . . . . . 11
7371, 72syl6bb 252 . . . . . . . . . 10
7473ralbidva 2561 . . . . . . . . 9
75 r19.26 2677 . . . . . . . . 9
7674, 75syl6bb 252 . . . . . . . 8
7763, 76sylibrd 225 . . . . . . 7
784, 7, 10, 10, 13, 77nnind 9766 . . . . . 6
791, 78syl 15 . . . . 5
8066ltp1d 9689 . . . . 5
81 breq1 4028 . . . . . . 7
82 df-ne 2450 . . . . . . . . . 10
8359, 82syl6bb 252 . . . . . . . . 9
8483ralbidv 2565 . . . . . . . 8
85 ralnex 2555 . . . . . . . 8
8684, 85syl6bb 252 . . . . . . 7
8781, 86imbi12d 311 . . . . . 6
8887rspcv 2882 . . . . 5
8979, 80, 88mp2d 41 . . . 4
9089nrex 2647 . . 3
91 elq 10320 . . . 4
92 rexcom 2703 . . . 4
9391, 92bitri 240 . . 3
9490, 93mtbir 290 . 2
95 df-nel 2451 . 2
9694, 95mpbir 200 1
 Colors of variables: wff set class Syntax hints:   wn 3   wi 4   wb 176   wo 357   wa 358   wceq 1625   wcel 1686   wne 2448   wnel 2449  wral 2545  wrex 2546   class class class wbr 4025  cfv 5257  (class class class)co 5860  cc 8737  cr 8738  cc0 8739  c1 8740   caddc 8742   clt 8869   cle 8870   cdiv 9425  cn 9748  c2 9797  cz 10026  cq 10318  crp 10356  csqr 11720 This theorem is referenced by:  nthruc  12531 This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1535  ax-5 1546  ax-17 1605  ax-9 1637  ax-8 1645  ax-13 1688  ax-14 1690  ax-6 1705  ax-7 1710  ax-11 1717  ax-12 1868  ax-ext 2266  ax-sep 4143  ax-nul 4151  ax-pow 4190  ax-pr 4216  ax-un 4514  ax-cnex 8795  ax-resscn 8796  ax-1cn 8797  ax-icn 8798  ax-addcl 8799  ax-addrcl 8800  ax-mulcl 8801  ax-mulrcl 8802  ax-mulcom 8803  ax-addass 8804  ax-mulass 8805  ax-distr 8806  ax-i2m1 8807  ax-1ne0 8808  ax-1rid 8809  ax-rnegex 8810  ax-rrecex 8811  ax-cnre 8812  ax-pre-lttri 8813  ax-pre-lttrn 8814  ax-pre-ltadd 8815  ax-pre-mulgt0 8816  ax-pre-sup 8817 This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1531  df-nf 1534  df-sb 1632  df-eu 2149  df-mo 2150  df-clab 2272  df-cleq 2278  df-clel 2281  df-nfc 2410  df-ne 2450  df-nel 2451  df-ral 2550  df-rex 2551  df-reu 2552  df-rmo 2553  df-rab 2554  df-v 2792  df-sbc 2994  df-csb 3084  df-dif 3157  df-un 3159  df-in 3161  df-ss 3168  df-pss 3170  df-nul 3458  df-if 3568  df-pw 3629  df-sn 3648  df-pr 3649  df-tp 3650  df-op 3651  df-uni 3830  df-iun 3909  df-br 4026  df-opab 4080  df-mpt 4081  df-tr 4116  df-eprel 4307  df-id 4311  df-po 4316  df-so 4317  df-fr 4354  df-we 4356  df-ord 4397  df-on 4398  df-lim 4399  df-suc 4400  df-om 4659  df-xp 4697  df-rel 4698  df-cnv 4699  df-co 4700  df-dm 4701  df-rn 4702  df-res 4703  df-ima 4704  df-iota 5221  df-fun 5259  df-fn 5260  df-f 5261  df-f1 5262  df-fo 5263  df-f1o 5264  df-fv 5265  df-ov 5863  df-oprab 5864  df-mpt2 5865  df-1st 6124  df-2nd 6125  df-riota 6306  df-recs 6390  df-rdg 6425  df-er 6662  df-en 6866  df-dom 6867  df-sdom 6868  df-sup 7196  df-pnf 8871  df-mnf 8872  df-xr 8873  df-ltxr 8874  df-le 8875  df-sub 9041  df-neg 9042  df-div 9426  df-nn 9749  df-2 9806  df-3 9807  df-n0 9968  df-z 10027  df-uz 10233  df-q 10319  df-rp 10357  df-seq 11049  df-exp 11107  df-cj 11586  df-re 11587  df-im 11588  df-sqr 11722  df-abs 11723
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