Theorem nonsq 12345

Description: Any integer strictly between two adjacent squares has a non-rational square root. (Contributed by Stefan O'Rear, 15-Sep-2014.)

Assertion

Ref	Expression
nonsq	⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → ¬ (√‘𝐴) ∈ ℚ)

Proof of Theorem nonsq

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nn0z 9337	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ0 → 𝐵 ∈ ℤ)
2	1	ad2antlr 489	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → 𝐵 ∈ ℤ)
3		simprl 529	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → (𝐵↑2) < 𝐴)
4		simpll 527	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → 𝐴 ∈ ℕ0)
5	4	nn0red 9294	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → 𝐴 ∈ ℝ)
6	4	nn0ge0d 9296	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → 0 ≤ 𝐴)
7		resqrtth 11175	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴) → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
8	5, 6, 7	syl2anc 411	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
9	3, 8	breqtrrd 4057	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → (𝐵↑2) < ((√‘𝐴)↑2))
10		simplr 528	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → 𝐵 ∈ ℕ0)
11	10	nn0red 9294	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → 𝐵 ∈ ℝ)
12		nn0re 9249	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ0 → 𝐴 ∈ ℝ)
13	12	ad2antrr 488	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → 𝐴 ∈ ℝ)
14	13, 6	resqrtcld 11307	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → (√‘𝐴) ∈ ℝ)
15	10	nn0ge0d 9296	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → 0 ≤ 𝐵)
16	13, 6	sqrtge0d 11310	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → 0 ≤ (√‘𝐴))
17	11, 14, 15, 16	lt2sqd 10775	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → (𝐵 < (√‘𝐴) ↔ (𝐵↑2) < ((√‘𝐴)↑2)))
18	9, 17	mpbird 167	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → 𝐵 < (√‘𝐴))
19		simprr 531	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))
20	8, 19	eqbrtrd 4051	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → ((√‘𝐴)↑2) < ((𝐵 + 1)↑2))
21		peano2re 8155	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → (𝐵 + 1) ∈ ℝ)
22	11, 21	syl 14	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → (𝐵 + 1) ∈ ℝ)
23		peano2nn0 9280	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ0 → (𝐵 + 1) ∈ ℕ0)
24	23	ad2antlr 489	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → (𝐵 + 1) ∈ ℕ0)
25	24	nn0ge0d 9296	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → 0 ≤ (𝐵 + 1))
26	14, 22, 16, 25	lt2sqd 10775	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → ((√‘𝐴) < (𝐵 + 1) ↔ ((√‘𝐴)↑2) < ((𝐵 + 1)↑2)))
27	20, 26	mpbird 167	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → (√‘𝐴) < (𝐵 + 1))
28		btwnnz 9411	. . 3 ⊢ ((𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 < (√‘𝐴) ∧ (√‘𝐴) < (𝐵 + 1)) → ¬ (√‘𝐴) ∈ ℤ)
29	2, 18, 27, 28	syl3anc 1249	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → ¬ (√‘𝐴) ∈ ℤ)
30		nn0sqrtelqelz 12344	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (√‘𝐴) ∈ ℚ) → (√‘𝐴) ∈ ℤ)
31	30	ex 115	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ0 → ((√‘𝐴) ∈ ℚ → (√‘𝐴) ∈ ℤ))
32	31	ad2antrr 488	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → ((√‘𝐴) ∈ ℚ → (√‘𝐴) ∈ ℤ))
33	29, 32	mtod 664	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ ((𝐵↑2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < ((𝐵 + 1)↑2))) → ¬ (√‘𝐴) ∈ ℚ)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1364   ∈ wcel 2164   class class class wbr 4029  ‘cfv 5254  (class class class)co 5918  ℝcr 7871  0cc0 7872  1c1 7873   + caddc 7875   < clt 8054   ≤ cle 8055  2c2 9033  ℕ₀cn0 9240  ℤcz 9317  ℚcq 9684  ↑cexp 10609  √csqrt 11140

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 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4144  ax-sep 4147  ax-nul 4155  ax-pow 4203  ax-pr 4238  ax-un 4464  ax-setind 4569  ax-iinf 4620  ax-cnex 7963  ax-resscn 7964  ax-1cn 7965  ax-1re 7966  ax-icn 7967  ax-addcl 7968  ax-addrcl 7969  ax-mulcl 7970  ax-mulrcl 7971  ax-addcom 7972  ax-mulcom 7973  ax-addass 7974  ax-mulass 7975  ax-distr 7976  ax-i2m1 7977  ax-0lt1 7978  ax-1rid 7979  ax-0id 7980  ax-rnegex 7981  ax-precex 7982  ax-cnre 7983  ax-pre-ltirr 7984  ax-pre-ltwlin 7985  ax-pre-lttrn 7986  ax-pre-apti 7987  ax-pre-ltadd 7988  ax-pre-mulgt0 7989  ax-pre-mulext 7990  ax-arch 7991  ax-caucvg 7992

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 832  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2986  df-csb 3081  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-nul 3447  df-if 3558  df-pw 3603  df-sn 3624  df-pr 3625  df-op 3627  df-uni 3836  df-int 3871  df-iun 3914  df-br 4030  df-opab 4091  df-mpt 4092  df-tr 4128  df-id 4324  df-po 4327  df-iso 4328  df-iord 4397  df-on 4399  df-ilim 4400  df-suc 4402  df-iom 4623  df-xp 4665  df-rel 4666  df-cnv 4667  df-co 4668  df-dm 4669  df-rn 4670  df-res 4671  df-ima 4672  df-iota 5215  df-fun 5256  df-fn 5257  df-f 5258  df-f1 5259  df-fo 5260  df-f1o 5261  df-fv 5262  df-riota 5873  df-ov 5921  df-oprab 5922  df-mpo 5923  df-1st 6193  df-2nd 6194  df-recs 6358  df-frec 6444  df-sup 7043  df-pnf 8056  df-mnf 8057  df-xr 8058  df-ltxr 8059  df-le 8060  df-sub 8192  df-neg 8193  df-reap 8594  df-ap 8601  df-div 8692  df-inn 8983  df-2 9041  df-3 9042  df-4 9043  df-n0 9241  df-z 9318  df-uz 9593  df-q 9685  df-rp 9720  df-fz 10075  df-fzo 10209  df-fl 10339  df-mod 10394  df-seqfrec 10519  df-exp 10610  df-cj 10986  df-re 10987  df-im 10988  df-rsqrt 11142  df-abs 11143  df-dvds 11931  df-gcd 12080  df-numer 12321  df-denom 12322

This theorem is referenced by: (None)