MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  addsqrexnreu Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem addsqrexnreu 27486
Description: For each complex number, there exists a complex number to which the square of more than one (or no) other complex numbers can be added to result in the given complex number.

Remark: This theorem, together with addsq2reu 27484, shows that there are cases in which there is a set together with a not unique other set fulfilling a wff, although there is a unique set fulfilling the wff together with another unique set (see addsq2reu 27484). For more details see comment for addsqnreup 27487. (Contributed by AV, 20-Jun-2023.)

Assertion
Ref Expression
addsqrexnreu (𝐶 ∈ ℂ → ∃𝑎 ∈ ℂ ¬ ∃!𝑏 ∈ ℂ (𝑎 + (𝑏↑2)) = 𝐶)
Distinct variable group:   𝐶,𝑎,𝑏

Proof of Theorem addsqrexnreu
StepHypRef Expression
1 peano2cnm 11575 . 2 (𝐶 ∈ ℂ → (𝐶 − 1) ∈ ℂ)
2 oveq1 7438 . . . . . 6 (𝑎 = (𝐶 − 1) → (𝑎 + (𝑏↑2)) = ((𝐶 − 1) + (𝑏↑2)))
32eqeq1d 2739 . . . . 5 (𝑎 = (𝐶 − 1) → ((𝑎 + (𝑏↑2)) = 𝐶 ↔ ((𝐶 − 1) + (𝑏↑2)) = 𝐶))
43reubidv 3398 . . . 4 (𝑎 = (𝐶 − 1) → (∃!𝑏 ∈ ℂ (𝑎 + (𝑏↑2)) = 𝐶 ↔ ∃!𝑏 ∈ ℂ ((𝐶 − 1) + (𝑏↑2)) = 𝐶))
54notbid 318 . . 3 (𝑎 = (𝐶 − 1) → (¬ ∃!𝑏 ∈ ℂ (𝑎 + (𝑏↑2)) = 𝐶 ↔ ¬ ∃!𝑏 ∈ ℂ ((𝐶 − 1) + (𝑏↑2)) = 𝐶))
65adantl 481 . 2 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝑎 = (𝐶 − 1)) → (¬ ∃!𝑏 ∈ ℂ (𝑎 + (𝑏↑2)) = 𝐶 ↔ ¬ ∃!𝑏 ∈ ℂ ((𝐶 − 1) + (𝑏↑2)) = 𝐶))
7 ax-1cn 11213 . . . . 5 1 ∈ ℂ
8 neg1cn 12380 . . . . 5 -1 ∈ ℂ
9 1nn 12277 . . . . . 6 1 ∈ ℕ
10 nnneneg 12301 . . . . . 6 (1 ∈ ℕ → 1 ≠ -1)
119, 10ax-mp 5 . . . . 5 1 ≠ -1
127, 8, 113pm3.2i 1340 . . . 4 (1 ∈ ℂ ∧ -1 ∈ ℂ ∧ 1 ≠ -1)
13 sq1 14234 . . . . . 6 (1↑2) = 1
1413eqcomi 2746 . . . . 5 1 = (1↑2)
15 neg1sqe1 14235 . . . . . 6 (-1↑2) = 1
1615eqcomi 2746 . . . . 5 1 = (-1↑2)
1714, 16pm3.2i 470 . . . 4 (1 = (1↑2) ∧ 1 = (-1↑2))
18 oveq1 7438 . . . . . 6 (𝑏 = 1 → (𝑏↑2) = (1↑2))
1918eqeq2d 2748 . . . . 5 (𝑏 = 1 → (1 = (𝑏↑2) ↔ 1 = (1↑2)))
20 oveq1 7438 . . . . . 6 (𝑏 = -1 → (𝑏↑2) = (-1↑2))
2120eqeq2d 2748 . . . . 5 (𝑏 = -1 → (1 = (𝑏↑2) ↔ 1 = (-1↑2)))
2219, 212nreu 4444 . . . 4 ((1 ∈ ℂ ∧ -1 ∈ ℂ ∧ 1 ≠ -1) → ((1 = (1↑2) ∧ 1 = (-1↑2)) → ¬ ∃!𝑏 ∈ ℂ 1 = (𝑏↑2)))
2312, 17, 22mp2 9 . . 3 ¬ ∃!𝑏 ∈ ℂ 1 = (𝑏↑2)
24 simpl 482 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝑏 ∈ ℂ) → 𝐶 ∈ ℂ)
251adantr 480 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝑏 ∈ ℂ) → (𝐶 − 1) ∈ ℂ)
26 sqcl 14158 . . . . . . 7 (𝑏 ∈ ℂ → (𝑏↑2) ∈ ℂ)
2726adantl 481 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝑏 ∈ ℂ) → (𝑏↑2) ∈ ℂ)
2824, 25, 27subaddd 11638 . . . . 5 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝑏 ∈ ℂ) → ((𝐶 − (𝐶 − 1)) = (𝑏↑2) ↔ ((𝐶 − 1) + (𝑏↑2)) = 𝐶))
29 id 22 . . . . . . . 8 (𝐶 ∈ ℂ → 𝐶 ∈ ℂ)
30 1cnd 11256 . . . . . . . 8 (𝐶 ∈ ℂ → 1 ∈ ℂ)
3129, 30nncand 11625 . . . . . . 7 (𝐶 ∈ ℂ → (𝐶 − (𝐶 − 1)) = 1)
3231adantr 480 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝑏 ∈ ℂ) → (𝐶 − (𝐶 − 1)) = 1)
3332eqeq1d 2739 . . . . 5 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝑏 ∈ ℂ) → ((𝐶 − (𝐶 − 1)) = (𝑏↑2) ↔ 1 = (𝑏↑2)))
3428, 33bitr3d 281 . . . 4 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝑏 ∈ ℂ) → (((𝐶 − 1) + (𝑏↑2)) = 𝐶 ↔ 1 = (𝑏↑2)))
3534reubidva 3396 . . 3 (𝐶 ∈ ℂ → (∃!𝑏 ∈ ℂ ((𝐶 − 1) + (𝑏↑2)) = 𝐶 ↔ ∃!𝑏 ∈ ℂ 1 = (𝑏↑2)))
3623, 35mtbiri 327 . 2 (𝐶 ∈ ℂ → ¬ ∃!𝑏 ∈ ℂ ((𝐶 − 1) + (𝑏↑2)) = 𝐶)
371, 6, 36rspcedvd 3624 1 (𝐶 ∈ ℂ → ∃𝑎 ∈ ℂ ¬ ∃!𝑏 ∈ ℂ (𝑎 + (𝑏↑2)) = 𝐶)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1087   = wceq 1540  wcel 2108  wne 2940  wrex 3070  ∃!wreu 3378  (class class class)co 7431  cc 11153  1c1 11156   + caddc 11158  cmin 11492  -cneg 11493  cn 12266  2c2 12321  cexp 14102
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 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-2nd 8015  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-er 8745  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-div 11921  df-nn 12267  df-2 12329  df-n0 12527  df-z 12614  df-uz 12879  df-seq 14043  df-exp 14103
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator