Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  pell1qrgaplem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pell1qrgaplem 37754
 Description: Lemma for pell1qrgap 37755. (Contributed by Stefan O'Rear, 18-Sep-2014.)
Assertion
Ref Expression
pell1qrgaplem (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((√‘(𝐷 + 1)) + (√‘𝐷)) ≤ (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)))

Proof of Theorem pell1qrgaplem
StepHypRef Expression
1 nnrp 11880 . . . . . 6 (𝐷 ∈ ℕ → 𝐷 ∈ ℝ+)
21ad2antrr 762 . . . . 5 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 𝐷 ∈ ℝ+)
3 1rp 11874 . . . . . 6 1 ∈ ℝ+
43a1i 11 . . . . 5 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 1 ∈ ℝ+)
52, 4rpaddcld 11925 . . . 4 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐷 + 1) ∈ ℝ+)
65rpsqrtcld 14194 . . 3 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (√‘(𝐷 + 1)) ∈ ℝ+)
76rpred 11910 . 2 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (√‘(𝐷 + 1)) ∈ ℝ)
82rpsqrtcld 14194 . . 3 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (√‘𝐷) ∈ ℝ+)
98rpred 11910 . 2 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (√‘𝐷) ∈ ℝ)
10 nn0re 11339 . . . 4 (𝐴 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℝ)
1110adantr 480 . . 3 ((𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0) → 𝐴 ∈ ℝ)
1211ad2antlr 763 . 2 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 𝐴 ∈ ℝ)
13 nn0re 11339 . . . . 5 (𝐵 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℝ)
1413adantl 481 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℝ)
1514ad2antlr 763 . . 3 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 𝐵 ∈ ℝ)
169, 15remulcld 10108 . 2 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((√‘𝐷) · 𝐵) ∈ ℝ)
172rpred 11910 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 𝐷 ∈ ℝ)
18 1re 10077 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
1918a1i 11 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 1 ∈ ℝ)
2015resqcld 13075 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐵↑2) ∈ ℝ)
2119, 20resubcld 10496 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (1 − (𝐵↑2)) ∈ ℝ)
2217, 21remulcld 10108 . . . . 5 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐷 · (1 − (𝐵↑2))) ∈ ℝ)
23 0red 10079 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 0 ∈ ℝ)
2417, 23remulcld 10108 . . . . 5 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐷 · 0) ∈ ℝ)
2512resqcld 13075 . . . . 5 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐴↑2) ∈ ℝ)
26 sq1 12998 . . . . . . . . 9 (1↑2) = 1
2726a1i 11 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (1↑2) = 1)
28 nnge1 11084 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ ℕ → 1 ≤ 𝐵)
2928adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → 1 ≤ 𝐵)
30 simplrl 817 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → 1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)))
31 oveq1 6697 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝐵 = 0 → (𝐵↑2) = (0↑2))
3231adantl 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → (𝐵↑2) = (0↑2))
33 sq0 12995 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (0↑2) = 0
3432, 33syl6eq 2701 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → (𝐵↑2) = 0)
3534oveq2d 6706 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → (𝐷 · (𝐵↑2)) = (𝐷 · 0))
362rpcnd 11912 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 𝐷 ∈ ℂ)
3736adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → 𝐷 ∈ ℂ)
3837mul01d 10273 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → (𝐷 · 0) = 0)
3935, 38eqtrd 2685 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → (𝐷 · (𝐵↑2)) = 0)
4039oveq2d 6706 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = ((𝐴↑2) − 0))
41 simplrr 818 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)
4212recnd 10106 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 𝐴 ∈ ℂ)
4342sqcld 13046 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐴↑2) ∈ ℂ)
4443adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → (𝐴↑2) ∈ ℂ)
4544subid1d 10419 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → ((𝐴↑2) − 0) = (𝐴↑2))
4640, 41, 453eqtr3d 2693 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → 1 = (𝐴↑2))
4726, 46syl5req 2698 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → (𝐴↑2) = (1↑2))
48 nn0ge0 11356 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝐴 ∈ ℕ0 → 0 ≤ 𝐴)
4948adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0) → 0 ≤ 𝐴)
5049ad2antlr 763 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 0 ≤ 𝐴)
51 0le1 10589 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 0 ≤ 1
5251a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 0 ≤ 1)
53 sq11 12976 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴) ∧ (1 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 1)) → ((𝐴↑2) = (1↑2) ↔ 𝐴 = 1))
5412, 50, 19, 52, 53syl22anc 1367 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((𝐴↑2) = (1↑2) ↔ 𝐴 = 1))
5554adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → ((𝐴↑2) = (1↑2) ↔ 𝐴 = 1))
5647, 55mpbid 222 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → 𝐴 = 1)
57 simpr 476 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → 𝐵 = 0)
5857oveq2d 6706 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → ((√‘𝐷) · 𝐵) = ((√‘𝐷) · 0))
598rpcnd 11912 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (√‘𝐷) ∈ ℂ)
6059adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → (√‘𝐷) ∈ ℂ)
6160mul01d 10273 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → ((√‘𝐷) · 0) = 0)
6258, 61eqtrd 2685 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → ((√‘𝐷) · 𝐵) = 0)
6356, 62oveq12d 6708 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) = (1 + 0))
64 1p0e1 11171 . . . . . . . . . . . . 13 (1 + 0) = 1
6563, 64syl6eq 2701 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) = 1)
6630, 65breqtrd 4711 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → 1 < 1)
6718ltnri 10184 . . . . . . . . . . 11 ¬ 1 < 1
68 pm2.24 121 . . . . . . . . . . 11 (1 < 1 → (¬ 1 < 1 → 1 ≤ 𝐵))
6966, 67, 68mpisyl 21 . . . . . . . . . 10 ((((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) ∧ 𝐵 = 0) → 1 ≤ 𝐵)
70 simplrr 818 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 𝐵 ∈ ℕ0)
71 elnn0 11332 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ ℕ0 ↔ (𝐵 ∈ ℕ ∨ 𝐵 = 0))
7270, 71sylib 208 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐵 ∈ ℕ ∨ 𝐵 = 0))
7329, 69, 72mpjaodan 844 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 1 ≤ 𝐵)
74 nn0ge0 11356 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵 ∈ ℕ0 → 0 ≤ 𝐵)
7574adantl 481 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0) → 0 ≤ 𝐵)
7675ad2antlr 763 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 0 ≤ 𝐵)
7719, 15, 52, 76le2sqd 13084 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (1 ≤ 𝐵 ↔ (1↑2) ≤ (𝐵↑2)))
7873, 77mpbid 222 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (1↑2) ≤ (𝐵↑2))
7927, 78eqbrtrrd 4709 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 1 ≤ (𝐵↑2))
8019, 20suble0d 10656 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((1 − (𝐵↑2)) ≤ 0 ↔ 1 ≤ (𝐵↑2)))
8179, 80mpbird 247 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (1 − (𝐵↑2)) ≤ 0)
8221, 23, 2lemul2d 11954 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((1 − (𝐵↑2)) ≤ 0 ↔ (𝐷 · (1 − (𝐵↑2))) ≤ (𝐷 · 0)))
8381, 82mpbid 222 . . . . 5 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐷 · (1 − (𝐵↑2))) ≤ (𝐷 · 0))
8422, 24, 25, 83leadd2dd 10680 . . . 4 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((𝐴↑2) + (𝐷 · (1 − (𝐵↑2)))) ≤ ((𝐴↑2) + (𝐷 · 0)))
855rpcnd 11912 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐷 + 1) ∈ ℂ)
8685sqsqrtd 14222 . . . . 5 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((√‘(𝐷 + 1))↑2) = (𝐷 + 1))
87 simprr 811 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)
8887eqcomd 2657 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 1 = ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))))
8988oveq2d 6706 . . . . 5 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐷 + 1) = (𝐷 + ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2)))))
9015recnd 10106 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 𝐵 ∈ ℂ)
9190sqcld 13046 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐵↑2) ∈ ℂ)
9236, 91mulcld 10098 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐷 · (𝐵↑2)) ∈ ℂ)
9336, 43, 92addsub12d 10453 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐷 + ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2)))) = ((𝐴↑2) + (𝐷 − (𝐷 · (𝐵↑2)))))
9419recnd 10106 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 1 ∈ ℂ)
9536, 94, 91subdid 10524 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐷 · (1 − (𝐵↑2))) = ((𝐷 · 1) − (𝐷 · (𝐵↑2))))
9636mulid1d 10095 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐷 · 1) = 𝐷)
9796oveq1d 6705 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((𝐷 · 1) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = (𝐷 − (𝐷 · (𝐵↑2))))
9895, 97eqtr2d 2686 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐷 − (𝐷 · (𝐵↑2))) = (𝐷 · (1 − (𝐵↑2))))
9998oveq2d 6706 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((𝐴↑2) + (𝐷 − (𝐷 · (𝐵↑2)))) = ((𝐴↑2) + (𝐷 · (1 − (𝐵↑2)))))
10093, 99eqtrd 2685 . . . . 5 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐷 + ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2)))) = ((𝐴↑2) + (𝐷 · (1 − (𝐵↑2)))))
10186, 89, 1003eqtrd 2689 . . . 4 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((√‘(𝐷 + 1))↑2) = ((𝐴↑2) + (𝐷 · (1 − (𝐵↑2)))))
10236mul01d 10273 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐷 · 0) = 0)
103102oveq2d 6706 . . . . 5 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((𝐴↑2) + (𝐷 · 0)) = ((𝐴↑2) + 0))
10443addid1d 10274 . . . . 5 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((𝐴↑2) + 0) = (𝐴↑2))
105103, 104eqtr2d 2686 . . . 4 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (𝐴↑2) = ((𝐴↑2) + (𝐷 · 0)))
10684, 101, 1053brtr4d 4717 . . 3 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((√‘(𝐷 + 1))↑2) ≤ (𝐴↑2))
1076rpge0d 11914 . . . 4 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → 0 ≤ (√‘(𝐷 + 1)))
1087, 12, 107, 50le2sqd 13084 . . 3 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((√‘(𝐷 + 1)) ≤ 𝐴 ↔ ((√‘(𝐷 + 1))↑2) ≤ (𝐴↑2)))
109106, 108mpbird 247 . 2 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (√‘(𝐷 + 1)) ≤ 𝐴)
11059mulid1d 10095 . . 3 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((√‘𝐷) · 1) = (√‘𝐷))
11119, 15, 8lemul2d 11954 . . . 4 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (1 ≤ 𝐵 ↔ ((√‘𝐷) · 1) ≤ ((√‘𝐷) · 𝐵)))
11273, 111mpbid 222 . . 3 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((√‘𝐷) · 1) ≤ ((√‘𝐷) · 𝐵))
113110, 112eqbrtrrd 4709 . 2 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → (√‘𝐷) ≤ ((√‘𝐷) · 𝐵))
1147, 9, 12, 16, 109, 113le2addd 10684 1 (((𝐷 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℕ0)) ∧ (1 < (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)) ∧ ((𝐴↑2) − (𝐷 · (𝐵↑2))) = 1)) → ((√‘(𝐷 + 1)) + (√‘𝐷)) ≤ (𝐴 + ((√‘𝐷) · 𝐵)))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 196   ∨ wo 382   ∧ wa 383   = wceq 1523   ∈ wcel 2030   class class class wbr 4685  ‘cfv 5926  (class class class)co 6690  ℂcc 9972  ℝcr 9973  0cc0 9974  1c1 9975   + caddc 9977   · cmul 9979   < clt 10112   ≤ cle 10113   − cmin 10304  ℕcn 11058  2c2 11108  ℕ0cn0 11330  ℝ+crp 11870  ↑cexp 12900  √csqrt 14017 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-er 7787  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-sup 8389  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-rp 11871  df-seq 12842  df-exp 12901  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020 This theorem is referenced by:  pell1qrgap  37755
 Copyright terms: Public domain W3C validator