Theorem nn0sqrtelqelz 12743

Description: If a nonnegative integer has a rational square root, that root must be an integer. (Contributed by Jim Kingdon, 24-May-2022.)

Assertion

Ref	Expression
nn0sqrtelqelz	⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → (√‘𝐴) ∈ ℤ)

Proof of Theorem nn0sqrtelqelz

Step	Hyp	Ref	Expression
1		qdencl 12726	. . . . 5 ⊢ ((√‘𝐴) ∈ ℚ → (denom‘(√‘𝐴)) ∈ ℕ)
2	1	adantl 277	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → (denom‘(√‘𝐴)) ∈ ℕ)
3	2	nnred 9134	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → (denom‘(√‘𝐴)) ∈ ℝ)
4		1red 8172	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → 1 ∈ ℝ)
5	2	nnnn0d 9433	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → (denom‘(√‘𝐴)) ∈ ℕ0)
6	5	nn0ge0d 9436	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → 0 ≤ (denom‘(√‘𝐴)))
7		0le1 8639	. . . 4 ⊢ 0 ≤ 1
8	7	a1i 9	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → 0 ≤ 1)
9		sq1 10867	. . . . 5 ⊢ (1↑2) = 1
10	9	a1i 9	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → (1↑2) = 1)
11		simpl 109	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → 𝐴 ∈ ℕ0)
12	11	nn0red 9434	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → 𝐴 ∈ ℝ)
13	11	nn0ge0d 9436	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → 0 ≤ 𝐴)
14		resqrtth 11557	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴) → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
15	12, 13, 14	syl2anc 411	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
16	15	fveq2d 5633	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → (denom‘((√‘𝐴)↑2)) = (denom‘𝐴))
17		nn0z 9477	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ0 → 𝐴 ∈ ℤ)
18	11, 17	syl 14	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → 𝐴 ∈ ℤ)
19		zq 9833	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℚ)
20	17, 19	syl 14	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ0 → 𝐴 ∈ ℚ)
21	11, 20	syl 14	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → 𝐴 ∈ ℚ)
22		qden1elz 12742	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℚ → ((denom‘𝐴) = 1 ↔ 𝐴 ∈ ℤ))
23	21, 22	syl 14	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → ((denom‘𝐴) = 1 ↔ 𝐴 ∈ ℤ))
24	18, 23	mpbird 167	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → (denom‘𝐴) = 1)
25	16, 24	eqtrd 2262	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → (denom‘((√‘𝐴)↑2)) = 1)
26		densq 12741	. . . . 5 ⊢ ((√‘𝐴) ∈ ℚ → (denom‘((√‘𝐴)↑2)) = ((denom‘(√‘𝐴))↑2))
27	26	adantl 277	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → (denom‘((√‘𝐴)↑2)) = ((denom‘(√‘𝐴))↑2))
28	10, 25, 27	3eqtr2rd 2269	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → ((denom‘(√‘𝐴))↑2) = (1↑2))
29	3, 4, 6, 8, 28	sq11d 10940	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → (denom‘(√‘𝐴)) = 1)
30		qden1elz 12742	. . 3 ⊢ ((√‘𝐴) ∈ ℚ → ((denom‘(√‘𝐴)) = 1 ↔ (√‘𝐴) ∈ ℤ))
31	30	adantl 277	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → ((denom‘(√‘𝐴)) = 1 ↔ (√‘𝐴) ∈ ℤ))
32	29, 31	mpbid 147	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → (√‘𝐴) ∈ ℤ)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1395   ∈ wcel 2200   class class class wbr 4083  ‘cfv 5318  (class class class)co 6007  ℝcr 8009  0cc0 8010  1c1 8011   ≤ cle 8193  ℕcn 9121  2c2 9172  ℕ₀cn0 9380  ℤcz 9457  ℚcq 9826  ↑cexp 10772  √csqrt 11522  denomcdenom 12719

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4199  ax-sep 4202  ax-nul 4210  ax-pow 4258  ax-pr 4293  ax-un 4524  ax-setind 4629  ax-iinf 4680  ax-cnex 8101  ax-resscn 8102  ax-1cn 8103  ax-1re 8104  ax-icn 8105  ax-addcl 8106  ax-addrcl 8107  ax-mulcl 8108  ax-mulrcl 8109  ax-addcom 8110  ax-mulcom 8111  ax-addass 8112  ax-mulass 8113  ax-distr 8114  ax-i2m1 8115  ax-0lt1 8116  ax-1rid 8117  ax-0id 8118  ax-rnegex 8119  ax-precex 8120  ax-cnre 8121  ax-pre-ltirr 8122  ax-pre-ltwlin 8123  ax-pre-lttrn 8124  ax-pre-apti 8125  ax-pre-ltadd 8126  ax-pre-mulgt0 8127  ax-pre-mulext 8128  ax-arch 8129  ax-caucvg 8130

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 836  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-if 3603  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3889  df-int 3924  df-iun 3967  df-br 4084  df-opab 4146  df-mpt 4147  df-tr 4183  df-id 4384  df-po 4387  df-iso 4388  df-iord 4457  df-on 4459  df-ilim 4460  df-suc 4462  df-iom 4683  df-xp 4725  df-rel 4726  df-cnv 4727  df-co 4728  df-dm 4729  df-rn 4730  df-res 4731  df-ima 4732  df-iota 5278  df-fun 5320  df-fn 5321  df-f 5322  df-f1 5323  df-fo 5324  df-f1o 5325  df-fv 5326  df-riota 5960  df-ov 6010  df-oprab 6011  df-mpo 6012  df-1st 6292  df-2nd 6293  df-recs 6457  df-frec 6543  df-sup 7162  df-pnf 8194  df-mnf 8195  df-xr 8196  df-ltxr 8197  df-le 8198  df-sub 8330  df-neg 8331  df-reap 8733  df-ap 8740  df-div 8831  df-inn 9122  df-2 9180  df-3 9181  df-4 9182  df-n0 9381  df-z 9458  df-uz 9734  df-q 9827  df-rp 9862  df-fz 10217  df-fzo 10351  df-fl 10502  df-mod 10557  df-seqfrec 10682  df-exp 10773  df-cj 11368  df-re 11369  df-im 11370  df-rsqrt 11524  df-abs 11525  df-dvds 12314  df-gcd 12490  df-numer 12720  df-denom 12721

This theorem is referenced by:  nonsq  12744