Users' Mathboxes Mathbox for Igor Ieskov < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  3cubeslem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 3cubeslem1 42672
Description: Lemma for 3cubes 42678. (Contributed by Igor Ieskov, 22-Jan-2024.)
Hypothesis
Ref Expression
3cubeslem1.a (𝜑𝐴 ∈ ℚ)
Assertion
Ref Expression
3cubeslem1 (𝜑 → 0 < (((𝐴 + 1)↑2) − 𝐴))

Proof of Theorem 3cubeslem1
StepHypRef Expression
1 3cubeslem1.a . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ ℚ)
2 qre 12912 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈ ℝ)
31, 2syl 17 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
4 0red 11177 . . . 4 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
53, 4lttri4d 11315 . . 3 (𝜑 → (𝐴 < 0 ∨ 𝐴 = 0 ∨ 0 < 𝐴))
6 simpl 482 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
7 0red 11177 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 0) → 0 ∈ ℝ)
8 peano2re 11347 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ → (𝐴 + 1) ∈ ℝ)
98adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 0) → (𝐴 + 1) ∈ ℝ)
109resqcld 14090 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 0) → ((𝐴 + 1)↑2) ∈ ℝ)
11 simpr 484 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 0) → 𝐴 < 0)
129sqge0d 14102 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 0) → 0 ≤ ((𝐴 + 1)↑2))
136, 7, 10, 11, 12ltletrd 11334 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 0) → 𝐴 < ((𝐴 + 1)↑2))
1413a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 0) → 𝐴 < ((𝐴 + 1)↑2)))
153, 14mpand 695 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 < 0 → 𝐴 < ((𝐴 + 1)↑2)))
16 0lt1 11700 . . . . . . . 8 0 < 1
1716a1i 11 . . . . . . 7 (𝐴 = 0 → 0 < 1)
18 id 22 . . . . . . 7 (𝐴 = 0 → 𝐴 = 0)
19 sq1 14160 . . . . . . . 8 (1↑2) = 1
2019a1i 11 . . . . . . 7 (𝐴 = 0 → (1↑2) = 1)
2117, 18, 203brtr4d 5139 . . . . . 6 (𝐴 = 0 → 𝐴 < (1↑2))
22 0cnd 11167 . . . . . . . . 9 (𝐴 = 0 → 0 ∈ ℂ)
23 1cnd 11169 . . . . . . . . 9 (𝐴 = 0 → 1 ∈ ℂ)
2418oveq1d 7402 . . . . . . . . 9 (𝐴 = 0 → (𝐴 + 1) = (0 + 1))
2522, 23, 24comraddd 11388 . . . . . . . 8 (𝐴 = 0 → (𝐴 + 1) = (1 + 0))
26 1p0e1 12305 . . . . . . . 8 (1 + 0) = 1
2725, 26eqtrdi 2780 . . . . . . 7 (𝐴 = 0 → (𝐴 + 1) = 1)
2827oveq1d 7402 . . . . . 6 (𝐴 = 0 → ((𝐴 + 1)↑2) = (1↑2))
2921, 28breqtrrd 5135 . . . . 5 (𝐴 = 0 → 𝐴 < ((𝐴 + 1)↑2))
3029a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 = 0 → 𝐴 < ((𝐴 + 1)↑2)))
31 ax-1rid 11138 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ → (𝐴 · 1) = 𝐴)
3231adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 · 1) = 𝐴)
33 simpl 482 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
34 1red 11175 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → 1 ∈ ℝ)
3533, 34readdcld 11203 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 + 1) ∈ ℝ)
36 simpr 484 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → 0 < 𝐴)
37 0red 11177 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → 0 ∈ ℝ)
38 ltle 11262 . . . . . . . . . . . 12 ((0 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (0 < 𝐴 → 0 ≤ 𝐴))
3937, 33, 38syl2anc 584 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → (0 < 𝐴 → 0 ≤ 𝐴))
4033ltp1d 12113 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 < (𝐴 + 1))
4139, 40jctird 526 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → (0 < 𝐴 → (0 ≤ 𝐴𝐴 < (𝐴 + 1))))
4236, 41mpd 15 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → (0 ≤ 𝐴𝐴 < (𝐴 + 1)))
4334, 35jca 511 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → (1 ∈ ℝ ∧ (𝐴 + 1) ∈ ℝ))
44 0le1 11701 . . . . . . . . . . 11 0 ≤ 1
4544a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → 0 ≤ 1)
46 1e0p1 12691 . . . . . . . . . . 11 1 = (0 + 1)
4737, 33, 34, 36ltadd1dd 11789 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → (0 + 1) < (𝐴 + 1))
4846, 47eqbrtrid 5142 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → 1 < (𝐴 + 1))
4943, 45, 48jca32 515 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → ((1 ∈ ℝ ∧ (𝐴 + 1) ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 1 ∧ 1 < (𝐴 + 1))))
50 ltmul12a 12038 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝐴 + 1) ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴𝐴 < (𝐴 + 1))) ∧ ((1 ∈ ℝ ∧ (𝐴 + 1) ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 1 ∧ 1 < (𝐴 + 1)))) → (𝐴 · 1) < ((𝐴 + 1) · (𝐴 + 1)))
5133, 35, 42, 49, 50syl1111anc 840 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 · 1) < ((𝐴 + 1) · (𝐴 + 1)))
5232, 51eqbrtrrd 5131 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 < ((𝐴 + 1) · (𝐴 + 1)))
5335recnd 11202 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 + 1) ∈ ℂ)
5453sqvald 14108 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐴 + 1)↑2) = ((𝐴 + 1) · (𝐴 + 1)))
5552, 54breqtrrd 5135 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 < ((𝐴 + 1)↑2))
5655a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 < ((𝐴 + 1)↑2)))
573, 56mpand 695 . . . 4 (𝜑 → (0 < 𝐴𝐴 < ((𝐴 + 1)↑2)))
5815, 30, 573jaod 1431 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 < 0 ∨ 𝐴 = 0 ∨ 0 < 𝐴) → 𝐴 < ((𝐴 + 1)↑2)))
595, 58mpd 15 . 2 (𝜑𝐴 < ((𝐴 + 1)↑2))
603, 8syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 + 1) ∈ ℝ)
6160resqcld 14090 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 + 1)↑2) ∈ ℝ)
623, 61posdifd 11765 . 2 (𝜑 → (𝐴 < ((𝐴 + 1)↑2) ↔ 0 < (((𝐴 + 1)↑2) − 𝐴)))
6359, 62mpbid 232 1 (𝜑 → 0 < (((𝐴 + 1)↑2) − 𝐴))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3o 1085   = wceq 1540  wcel 2109   class class class wbr 5107  (class class class)co 7387  cr 11067  0cc0 11068  1c1 11069   + caddc 11071   · cmul 11073   < clt 11208  cle 11209  cmin 11405  2c2 12241  cq 12907  cexp 14026
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-er 8671  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-div 11836  df-nn 12187  df-2 12249  df-n0 12443  df-z 12530  df-uz 12794  df-q 12908  df-seq 13967  df-exp 14027
This theorem is referenced by:  3cubeslem2  42673
  Copyright terms: Public domain W3C validator