Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  2irrexpq GIF version

Theorem 2irrexpq 13240
 Description: There exist real numbers 𝑎 and 𝑏 which are not rational such that (𝑎↑𝑏) is rational. Statement in the Metamath book, section 1.1.5, footnote 27 on page 17, and the "constructive proof" for theorem 1.2 of [Bauer], p. 483. This is a constructive proof because it is based on two explicitly named non-rational numbers (√‘2) and (2 logb 9), see sqrt2irr0 12010, 2logb9irr 13235 and sqrt2cxp2logb9e3 13239. Therefore, this proof is acceptable/usable in intuitionistic logic. For a theorem which is the same but proves that 𝑎 and 𝑏 are irrational (in the sense of being apart from any rational number), see 2irrexpqap 13242. (Contributed by AV, 23-Dec-2022.)
Assertion
Ref Expression
2irrexpq 𝑎 ∈ (ℝ ∖ ℚ)∃𝑏 ∈ (ℝ ∖ ℚ)(𝑎𝑐𝑏) ∈ ℚ
Distinct variable group:   𝑎,𝑏

Proof of Theorem 2irrexpq
StepHypRef Expression
1 sqrt2irr0 12010 . 2 (√‘2) ∈ (ℝ ∖ ℚ)
2 2logb9irr 13235 . 2 (2 logb 9) ∈ (ℝ ∖ ℚ)
3 sqrt2cxp2logb9e3 13239 . . 3 ((√‘2)↑𝑐(2 logb 9)) = 3
4 3z 9175 . . . 4 3 ∈ ℤ
5 zq 9513 . . . 4 (3 ∈ ℤ → 3 ∈ ℚ)
64, 5ax-mp 5 . . 3 3 ∈ ℚ
73, 6eqeltri 2227 . 2 ((√‘2)↑𝑐(2 logb 9)) ∈ ℚ
8 oveq1 5821 . . . 4 (𝑎 = (√‘2) → (𝑎𝑐𝑏) = ((√‘2)↑𝑐𝑏))
98eleq1d 2223 . . 3 (𝑎 = (√‘2) → ((𝑎𝑐𝑏) ∈ ℚ ↔ ((√‘2)↑𝑐𝑏) ∈ ℚ))
10 oveq2 5822 . . . 4 (𝑏 = (2 logb 9) → ((√‘2)↑𝑐𝑏) = ((√‘2)↑𝑐(2 logb 9)))
1110eleq1d 2223 . . 3 (𝑏 = (2 logb 9) → (((√‘2)↑𝑐𝑏) ∈ ℚ ↔ ((√‘2)↑𝑐(2 logb 9)) ∈ ℚ))
129, 11rspc2ev 2828 . 2 (((√‘2) ∈ (ℝ ∖ ℚ) ∧ (2 logb 9) ∈ (ℝ ∖ ℚ) ∧ ((√‘2)↑𝑐(2 logb 9)) ∈ ℚ) → ∃𝑎 ∈ (ℝ ∖ ℚ)∃𝑏 ∈ (ℝ ∖ ℚ)(𝑎𝑐𝑏) ∈ ℚ)
131, 2, 7, 12mp3an 1316 1 𝑎 ∈ (ℝ ∖ ℚ)∃𝑏 ∈ (ℝ ∖ ℚ)(𝑎𝑐𝑏) ∈ ℚ
 Colors of variables: wff set class Syntax hints:   = wceq 1332   ∈ wcel 2125  ∃wrex 2433   ∖ cdif 3095  ‘cfv 5163  (class class class)co 5814  ℝcr 7710  2c2 8863  3c3 8864  9c9 8870  ℤcz 9146  ℚcq 9506  √csqrt 10873  ↑𝑐ccxp 13125   logb clogb 13207 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1424  ax-7 1425  ax-gen 1426  ax-ie1 1470  ax-ie2 1471  ax-8 1481  ax-10 1482  ax-11 1483  ax-i12 1484  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-17 1503  ax-i9 1507  ax-ial 1511  ax-i5r 1512  ax-13 2127  ax-14 2128  ax-ext 2136  ax-coll 4075  ax-sep 4078  ax-nul 4086  ax-pow 4130  ax-pr 4164  ax-un 4388  ax-setind 4490  ax-iinf 4541  ax-cnex 7802  ax-resscn 7803  ax-1cn 7804  ax-1re 7805  ax-icn 7806  ax-addcl 7807  ax-addrcl 7808  ax-mulcl 7809  ax-mulrcl 7810  ax-addcom 7811  ax-mulcom 7812  ax-addass 7813  ax-mulass 7814  ax-distr 7815  ax-i2m1 7816  ax-0lt1 7817  ax-1rid 7818  ax-0id 7819  ax-rnegex 7820  ax-precex 7821  ax-cnre 7822  ax-pre-ltirr 7823  ax-pre-ltwlin 7824  ax-pre-lttrn 7825  ax-pre-apti 7826  ax-pre-ltadd 7827  ax-pre-mulgt0 7828  ax-pre-mulext 7829  ax-arch 7830  ax-caucvg 7831  ax-pre-suploc 7832  ax-addf 7833  ax-mulf 7834 This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-stab 817  df-dc 821  df-3or 964  df-3an 965  df-tru 1335  df-fal 1338  df-nf 1438  df-sb 1740  df-eu 2006  df-mo 2007  df-clab 2141  df-cleq 2147  df-clel 2150  df-nfc 2285  df-ne 2325  df-nel 2420  df-ral 2437  df-rex 2438  df-reu 2439  df-rmo 2440  df-rab 2441  df-v 2711  df-sbc 2934  df-csb 3028  df-dif 3100  df-un 3102  df-in 3104  df-ss 3111  df-nul 3391  df-if 3502  df-pw 3541  df-sn 3562  df-pr 3563  df-op 3565  df-uni 3769  df-int 3804  df-iun 3847  df-disj 3939  df-br 3962  df-opab 4022  df-mpt 4023  df-tr 4059  df-id 4248  df-po 4251  df-iso 4252  df-iord 4321  df-on 4323  df-ilim 4324  df-suc 4326  df-iom 4544  df-xp 4585  df-rel 4586  df-cnv 4587  df-co 4588  df-dm 4589  df-rn 4590  df-res 4591  df-ima 4592  df-iota 5128  df-fun 5165  df-fn 5166  df-f 5167  df-f1 5168  df-fo 5169  df-f1o 5170  df-fv 5171  df-isom 5172  df-riota 5770  df-ov 5817  df-oprab 5818  df-mpo 5819  df-of 6022  df-1st 6078  df-2nd 6079  df-recs 6242  df-irdg 6307  df-frec 6328  df-1o 6353  df-2o 6354  df-oadd 6357  df-er 6469  df-map 6584  df-pm 6585  df-en 6675  df-dom 6676  df-fin 6677  df-sup 6916  df-inf 6917  df-pnf 7893  df-mnf 7894  df-xr 7895  df-ltxr 7896  df-le 7897  df-sub 8027  df-neg 8028  df-reap 8429  df-ap 8436  df-div 8525  df-inn 8813  df-2 8871  df-3 8872  df-4 8873  df-5 8874  df-6 8875  df-7 8876  df-8 8877  df-9 8878  df-n0 9070  df-z 9147  df-uz 9419  df-q 9507  df-rp 9539  df-xneg 9657  df-xadd 9658  df-ioo 9774  df-ico 9776  df-icc 9777  df-fz 9891  df-fzo 10020  df-fl 10147  df-mod 10200  df-seqfrec 10323  df-exp 10397  df-fac 10577  df-bc 10599  df-ihash 10627  df-shft 10692  df-cj 10719  df-re 10720  df-im 10721  df-rsqrt 10875  df-abs 10876  df-clim 11153  df-sumdc 11228  df-ef 11522  df-e 11523  df-dvds 11661  df-gcd 11803  df-prm 11957  df-rest 12300  df-topgen 12319  df-psmet 12334  df-xmet 12335  df-met 12336  df-bl 12337  df-mopn 12338  df-top 12343  df-topon 12356  df-bases 12388  df-ntr 12443  df-cn 12535  df-cnp 12536  df-tx 12600  df-cncf 12905  df-limced 12972  df-dvap 12973  df-relog 13126  df-rpcxp 13127  df-logb 13208 This theorem is referenced by: (None)
 Copyright terms: Public domain W3C validator