Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  constrresqrtcl Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem constrresqrtcl 33955
Description: If a positive real number 𝑋 is constructible, then, so is its square root. (Contributed by Thierry Arnoux, 5-Nov-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
constrresqrtcl.1 (𝜑𝑋 ∈ Constr)
constrresqrtcl.2 (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
constrresqrtcl.3 (𝜑 → 0 ≤ 𝑋)
Assertion
Ref Expression
constrresqrtcl (𝜑 → (√‘𝑋) ∈ Constr)

Proof of Theorem constrresqrtcl
StepHypRef Expression
1 0zd 12512 . . 3 (𝜑 → 0 ∈ ℤ)
21zconstr 33942 . 2 (𝜑 → 0 ∈ Constr)
3 1zzd 12534 . . 3 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
43zconstr 33942 . 2 (𝜑 → 1 ∈ Constr)
5 iconstr 33944 . . . 4 i ∈ Constr
65a1i 11 . . 3 (𝜑 → i ∈ Constr)
7 constrresqrtcl.2 . . . . . . 7 (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
87recnd 11172 . . . . . 6 (𝜑𝑋 ∈ ℂ)
9 1cnd 11139 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
108, 9subcld 11504 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 − 1) ∈ ℂ)
11 2cnd 12235 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
12 2ne0 12261 . . . . . 6 2 ≠ 0
1312a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ≠ 0)
1410, 11, 13divrecd 11932 . . . 4 (𝜑 → ((𝑋 − 1) / 2) = ((𝑋 − 1) · (1 / 2)))
158, 9negsubd 11510 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 + -1) = (𝑋 − 1))
16 constrresqrtcl.1 . . . . . . 7 (𝜑𝑋 ∈ Constr)
174constrnegcl 33941 . . . . . . 7 (𝜑 → -1 ∈ Constr)
1816, 17constraddcl 33940 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 + -1) ∈ Constr)
1915, 18eqeltrrd 2838 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 − 1) ∈ Constr)
20 2z 12535 . . . . . . . 8 2 ∈ ℤ
2120a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 2 ∈ ℤ)
2221zconstr 33942 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ Constr)
2322, 13constrinvcl 33951 . . . . 5 (𝜑 → (1 / 2) ∈ Constr)
2419, 23constrmulcl 33949 . . . 4 (𝜑 → ((𝑋 − 1) · (1 / 2)) ∈ Constr)
2514, 24eqeltrd 2837 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 − 1) / 2) ∈ Constr)
266, 25constrmulcl 33949 . 2 (𝜑 → (i · ((𝑋 − 1) / 2)) ∈ Constr)
278, 9addcld 11163 . . . 4 (𝜑 → (𝑋 + 1) ∈ ℂ)
2827, 11, 13divrecd 11932 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 + 1) / 2) = ((𝑋 + 1) · (1 / 2)))
2916, 4constraddcl 33940 . . . 4 (𝜑 → (𝑋 + 1) ∈ Constr)
3029, 23constrmulcl 33949 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 + 1) · (1 / 2)) ∈ Constr)
3128, 30eqeltrd 2837 . 2 (𝜑 → ((𝑋 + 1) / 2) ∈ Constr)
32 constrresqrtcl.3 . . 3 (𝜑 → 0 ≤ 𝑋)
337, 32resqrtcld 15353 . 2 (𝜑 → (√‘𝑋) ∈ ℝ)
3433recnd 11172 . 2 (𝜑 → (√‘𝑋) ∈ ℂ)
359subid1d 11493 . . . . . 6 (𝜑 → (1 − 0) = 1)
3635, 9eqeltrd 2837 . . . . 5 (𝜑 → (1 − 0) ∈ ℂ)
3734, 36mulcld 11164 . . . 4 (𝜑 → ((√‘𝑋) · (1 − 0)) ∈ ℂ)
3837addlidd 11346 . . 3 (𝜑 → (0 + ((√‘𝑋) · (1 − 0))) = ((√‘𝑋) · (1 − 0)))
3935oveq2d 7384 . . 3 (𝜑 → ((√‘𝑋) · (1 − 0)) = ((√‘𝑋) · 1))
4034mulridd 11161 . . 3 (𝜑 → ((√‘𝑋) · 1) = (√‘𝑋))
4138, 39, 403eqtrrd 2777 . 2 (𝜑 → (√‘𝑋) = (0 + ((√‘𝑋) · (1 − 0))))
42 1red 11145 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
437, 42readdcld 11173 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 + 1) ∈ ℝ)
4443rehalfcld 12400 . . . 4 (𝜑 → ((𝑋 + 1) / 2) ∈ ℝ)
45 2rp 12922 . . . . . 6 2 ∈ ℝ+
4645a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
47 0red 11147 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
487lep1d 12085 . . . . . 6 (𝜑𝑋 ≤ (𝑋 + 1))
4947, 7, 43, 32, 48letrd 11302 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≤ (𝑋 + 1))
5043, 46, 49divge0d 13001 . . . 4 (𝜑 → 0 ≤ ((𝑋 + 1) / 2))
5144, 50absidd 15358 . . 3 (𝜑 → (abs‘((𝑋 + 1) / 2)) = ((𝑋 + 1) / 2))
5227halfcld 12398 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑋 + 1) / 2) ∈ ℂ)
5352subid1d 11493 . . . 4 (𝜑 → (((𝑋 + 1) / 2) − 0) = ((𝑋 + 1) / 2))
5453fveq2d 6846 . . 3 (𝜑 → (abs‘(((𝑋 + 1) / 2) − 0)) = (abs‘((𝑋 + 1) / 2)))
55 ax-icn 11097 . . . . . . . . 9 i ∈ ℂ
5655a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → i ∈ ℂ)
577, 42resubcld 11577 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑋 − 1) ∈ ℝ)
5857rehalfcld 12400 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑋 − 1) / 2) ∈ ℝ)
5958recnd 11172 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑋 − 1) / 2) ∈ ℂ)
6056, 59mulneg2d 11603 . . . . . . 7 (𝜑 → (i · -((𝑋 − 1) / 2)) = -(i · ((𝑋 − 1) / 2)))
6160oveq2d 7384 . . . . . 6 (𝜑 → ((√‘𝑋) + (i · -((𝑋 − 1) / 2))) = ((√‘𝑋) + -(i · ((𝑋 − 1) / 2))))
6226constrcn 33938 . . . . . . 7 (𝜑 → (i · ((𝑋 − 1) / 2)) ∈ ℂ)
6334, 62negsubd 11510 . . . . . 6 (𝜑 → ((√‘𝑋) + -(i · ((𝑋 − 1) / 2))) = ((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2))))
6461, 63eqtr2d 2773 . . . . 5 (𝜑 → ((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2))) = ((√‘𝑋) + (i · -((𝑋 − 1) / 2))))
6564fveq2d 6846 . . . 4 (𝜑 → (abs‘((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2)))) = (abs‘((√‘𝑋) + (i · -((𝑋 − 1) / 2)))))
6658renegcld 11576 . . . . 5 (𝜑 → -((𝑋 − 1) / 2) ∈ ℝ)
67 absreim 15228 . . . . 5 (((√‘𝑋) ∈ ℝ ∧ -((𝑋 − 1) / 2) ∈ ℝ) → (abs‘((√‘𝑋) + (i · -((𝑋 − 1) / 2)))) = (√‘(((√‘𝑋)↑2) + (-((𝑋 − 1) / 2)↑2))))
6833, 66, 67syl2anc 585 . . . 4 (𝜑 → (abs‘((√‘𝑋) + (i · -((𝑋 − 1) / 2)))) = (√‘(((√‘𝑋)↑2) + (-((𝑋 − 1) / 2)↑2))))
69 sq2 14132 . . . . . . . . . . 11 (2↑2) = 4
7069a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (2↑2) = 4)
7170oveq2d 7384 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((4 · 𝑋) / (2↑2)) = ((4 · 𝑋) / 4))
72 4cn 12242 . . . . . . . . . . 11 4 ∈ ℂ
7372a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 4 ∈ ℂ)
7411, 13, 21expne0d 14087 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (2↑2) ≠ 0)
7569, 74eqnetrrid 3008 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 4 ≠ 0)
768, 73, 75divcan3d 11934 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((4 · 𝑋) / 4) = 𝑋)
7771, 76eqtr2d 2773 . . . . . . . 8 (𝜑𝑋 = ((4 · 𝑋) / (2↑2)))
7810, 11, 13sqdivd 14094 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑋 − 1) / 2)↑2) = (((𝑋 − 1)↑2) / (2↑2)))
7977, 78oveq12d 7386 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑋 + (((𝑋 − 1) / 2)↑2)) = (((4 · 𝑋) / (2↑2)) + (((𝑋 − 1)↑2) / (2↑2))))
808sqsqrtd 15377 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((√‘𝑋)↑2) = 𝑋)
8159sqnegd 14051 . . . . . . . 8 (𝜑 → (-((𝑋 − 1) / 2)↑2) = (((𝑋 − 1) / 2)↑2))
8280, 81oveq12d 7386 . . . . . . 7 (𝜑 → (((√‘𝑋)↑2) + (-((𝑋 − 1) / 2)↑2)) = (𝑋 + (((𝑋 − 1) / 2)↑2)))
8327, 11, 13sqdivd 14094 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑋 + 1) / 2)↑2) = (((𝑋 + 1)↑2) / (2↑2)))
8427sqcld 14079 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑋 + 1)↑2) ∈ ℂ)
8510sqcld 14079 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑋 − 1)↑2) ∈ ℂ)
8673, 8mulcld 11164 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (4 · 𝑋) ∈ ℂ)
878, 9binom2subadd 32832 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝑋 + 1)↑2) − ((𝑋 − 1)↑2)) = (4 · (𝑋 · 1)))
888mulridd 11161 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑋 · 1) = 𝑋)
8988oveq2d 7384 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (4 · (𝑋 · 1)) = (4 · 𝑋))
9087, 89eqtrd 2772 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝑋 + 1)↑2) − ((𝑋 − 1)↑2)) = (4 · 𝑋))
91 subadd2 11396 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑋 + 1)↑2) ∈ ℂ ∧ ((𝑋 − 1)↑2) ∈ ℂ ∧ (4 · 𝑋) ∈ ℂ) → ((((𝑋 + 1)↑2) − ((𝑋 − 1)↑2)) = (4 · 𝑋) ↔ ((4 · 𝑋) + ((𝑋 − 1)↑2)) = ((𝑋 + 1)↑2)))
9291biimpa 476 . . . . . . . . . 10 (((((𝑋 + 1)↑2) ∈ ℂ ∧ ((𝑋 − 1)↑2) ∈ ℂ ∧ (4 · 𝑋) ∈ ℂ) ∧ (((𝑋 + 1)↑2) − ((𝑋 − 1)↑2)) = (4 · 𝑋)) → ((4 · 𝑋) + ((𝑋 − 1)↑2)) = ((𝑋 + 1)↑2))
9384, 85, 86, 90, 92syl31anc 1376 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((4 · 𝑋) + ((𝑋 − 1)↑2)) = ((𝑋 + 1)↑2))
9493oveq1d 7383 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((4 · 𝑋) + ((𝑋 − 1)↑2)) / (2↑2)) = (((𝑋 + 1)↑2) / (2↑2)))
9511sqcld 14079 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2↑2) ∈ ℂ)
9686, 85, 95, 74divdird 11967 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((4 · 𝑋) + ((𝑋 − 1)↑2)) / (2↑2)) = (((4 · 𝑋) / (2↑2)) + (((𝑋 − 1)↑2) / (2↑2))))
9783, 94, 963eqtr2d 2778 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑋 + 1) / 2)↑2) = (((4 · 𝑋) / (2↑2)) + (((𝑋 − 1)↑2) / (2↑2))))
9879, 82, 973eqtr4d 2782 . . . . . 6 (𝜑 → (((√‘𝑋)↑2) + (-((𝑋 − 1) / 2)↑2)) = (((𝑋 + 1) / 2)↑2))
9998fveq2d 6846 . . . . 5 (𝜑 → (√‘(((√‘𝑋)↑2) + (-((𝑋 − 1) / 2)↑2))) = (√‘(((𝑋 + 1) / 2)↑2)))
10044, 50sqrtsqd 15355 . . . . 5 (𝜑 → (√‘(((𝑋 + 1) / 2)↑2)) = ((𝑋 + 1) / 2))
10199, 100eqtrd 2772 . . . 4 (𝜑 → (√‘(((√‘𝑋)↑2) + (-((𝑋 − 1) / 2)↑2))) = ((𝑋 + 1) / 2))
10265, 68, 1013eqtrd 2776 . . 3 (𝜑 → (abs‘((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2)))) = ((𝑋 + 1) / 2))
10351, 54, 1023eqtr4rd 2783 . 2 (𝜑 → (abs‘((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2)))) = (abs‘(((𝑋 + 1) / 2) − 0)))
1042, 4, 26, 31, 2, 33, 34, 41, 103constrlccl 33935 1 (𝜑 → (√‘𝑋) ∈ Constr)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  w3a 1087   = wceq 1542  wcel 2114  wne 2933   class class class wbr 5100  cfv 6500  (class class class)co 7368  cc 11036  cr 11037  0cc0 11038  1c1 11039  ici 11040   + caddc 11041   · cmul 11043  cle 11179  cmin 11376  -cneg 11377   / cdiv 11806  2c2 12212  4c4 12214  cz 12500  +crp 12917  cexp 13996  csqrt 15168  abscabs 15169  Constrcconstr 33907
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-inf2 9562  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116  ax-addf 11117
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-se 5586  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-isom 6509  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-of 7632  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-supp 8113  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-2o 8408  df-er 8645  df-map 8777  df-pm 8778  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9277  df-fi 9326  df-sup 9357  df-inf 9358  df-oi 9427  df-card 9863  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-div 11807  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-9 12227  df-n0 12414  df-z 12501  df-dec 12620  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12918  df-xneg 13038  df-xadd 13039  df-xmul 13040  df-ioo 13277  df-ioc 13278  df-ico 13279  df-icc 13280  df-fz 13436  df-fzo 13583  df-fl 13724  df-mod 13802  df-seq 13937  df-exp 13997  df-fac 14209  df-bc 14238  df-hash 14266  df-shft 15002  df-cj 15034  df-re 15035  df-im 15036  df-sqrt 15170  df-abs 15171  df-limsup 15406  df-clim 15423  df-rlim 15424  df-sum 15622  df-ef 16002  df-sin 16004  df-cos 16005  df-pi 16007  df-struct 17086  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-ress 17170  df-plusg 17202  df-mulr 17203  df-starv 17204  df-sca 17205  df-vsca 17206  df-ip 17207  df-tset 17208  df-ple 17209  df-ds 17211  df-unif 17212  df-hom 17213  df-cco 17214  df-rest 17354  df-topn 17355  df-0g 17373  df-gsum 17374  df-topgen 17375  df-pt 17376  df-prds 17379  df-xrs 17435  df-qtop 17440  df-imas 17441  df-xps 17443  df-mre 17517  df-mrc 17518  df-acs 17520  df-mgm 18577  df-sgrp 18656  df-mnd 18672  df-submnd 18721  df-mulg 19010  df-cntz 19258  df-cmn 19723  df-psmet 21313  df-xmet 21314  df-met 21315  df-bl 21316  df-mopn 21317  df-fbas 21318  df-fg 21319  df-cnfld 21322  df-top 22850  df-topon 22867  df-topsp 22889  df-bases 22902  df-cld 22975  df-ntr 22976  df-cls 22977  df-nei 23054  df-lp 23092  df-perf 23093  df-cn 23183  df-cnp 23184  df-haus 23271  df-tx 23518  df-hmeo 23711  df-fil 23802  df-fm 23894  df-flim 23895  df-flf 23896  df-xms 24276  df-ms 24277  df-tms 24278  df-cncf 24839  df-limc 25835  df-dv 25836  df-log 26533  df-constr 33908
This theorem is referenced by:  constrsqrtcl  33957
  Copyright terms: Public domain W3C validator