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 34457
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 (𝜑 → 𝑋 ∈ Constr)
constrresqrtcl.2 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
constrresqrtcl.3 (𝜑 → 0 ≤ 𝑋)
Assertion
Ref Expression
constrresqrtcl (𝜑 → (√‘𝑋) ∈ Constr)

Proof of Theorem constrresqrtcl
StepHypRef Expression
1 0zd 12710 . . 3 (𝜑 → 0 ∈ ℤ)
21zconstr 34444 . 2 (𝜑 → 0 ∈ Constr)
3 1zzd 12732 . . 3 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
43zconstr 34444 . 2 (𝜑 → 1 ∈ Constr)
5 iconstr 34446 . . . 4 i ∈ Constr
65a1i 11 . . 3 (𝜑 → i ∈ Constr)
7 constrresqrtcl.2 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
87recnd 11342 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℂ)
9 1cnd 11307 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
108, 9subcld 11674 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 − 1) ∈ ℂ)
11 2cnd 12426 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
12 2ne0 12454 . . . . . 6 2 ≠ 0
1312a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ≠ 0)
1410, 11, 13divrecd 12101 . . . 4 (𝜑 → ((𝑋 − 1) / 2) = ((𝑋 − 1) · (1 / 2)))
158, 9negsubd 11680 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 + -1) = (𝑋 − 1))
16 constrresqrtcl.1 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑋 ∈ Constr)
174constrnegcl 34443 . . . . . . 7 (𝜑 → -1 ∈ Constr)
1816, 17constraddcl 34442 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 + -1) ∈ Constr)
1915, 18eqeltrrd 2861 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 − 1) ∈ Constr)
20 2z 12733 . . . . . . . 8 2 ∈ ℤ
2120a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 2 ∈ ℤ)
2221zconstr 34444 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ Constr)
2322, 13constrinvcl 34453 . . . . 5 (𝜑 → (1 / 2) ∈ Constr)
2419, 23constrmulcl 34451 . . . 4 (𝜑 → ((𝑋 − 1) · (1 / 2)) ∈ Constr)
2514, 24eqeltrd 2860 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 − 1) / 2) ∈ Constr)
266, 25constrmulcl 34451 . 2 (𝜑 → (i · ((𝑋 − 1) / 2)) ∈ Constr)
278, 9addcld 11333 . . . 4 (𝜑 → (𝑋 + 1) ∈ ℂ)
2827, 11, 13divrecd 12101 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 + 1) / 2) = ((𝑋 + 1) · (1 / 2)))
2916, 4constraddcl 34442 . . . 4 (𝜑 → (𝑋 + 1) ∈ Constr)
3029, 23constrmulcl 34451 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 + 1) · (1 / 2)) ∈ Constr)
3128, 30eqeltrd 2860 . 2 (𝜑 → ((𝑋 + 1) / 2) ∈ Constr)
32 constrresqrtcl.3 . . 3 (𝜑 → 0 ≤ 𝑋)
337, 32resqrtcld 15592 . 2 (𝜑 → (√‘𝑋) ∈ ℝ)
3433recnd 11342 . 2 (𝜑 → (√‘𝑋) ∈ ℂ)
359subid1d 11663 . . . . . 6 (𝜑 → (1 − 0) = 1)
3635, 9eqeltrd 2860 . . . . 5 (𝜑 → (1 − 0) ∈ ℂ)
3734, 36mulcld 11334 . . . 4 (𝜑 → ((√‘𝑋) · (1 − 0)) ∈ ℂ)
3837addlidd 11516 . . 3 (𝜑 → (0 + ((√‘𝑋) · (1 − 0))) = ((√‘𝑋) · (1 − 0)))
3935oveq2d 7438 . . 3 (𝜑 → ((√‘𝑋) · (1 − 0)) = ((√‘𝑋) · 1))
4034mulridd 11331 . . 3 (𝜑 → ((√‘𝑋) · 1) = (√‘𝑋))
4138, 39, 403eqtrrd 2800 . 2 (𝜑 → (√‘𝑋) = (0 + ((√‘𝑋) · (1 − 0))))
42 1red 11314 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
437, 42readdcld 11343 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 + 1) ∈ ℝ)
4443rehalfcld 12598 . . . 4 (𝜑 → ((𝑋 + 1) / 2) ∈ ℝ)
45 2rp 13130 . . . . . 6 2 ∈ ℝ+
4645a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
47 0red 11316 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
487lep1d 12253 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑋 ≤ (𝑋 + 1))
4947, 7, 43, 32, 48letrd 11472 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≤ (𝑋 + 1))
5043, 46, 49divge0d 13209 . . . 4 (𝜑 → 0 ≤ ((𝑋 + 1) / 2))
5144, 50absidd 15597 . . 3 (𝜑 → (abs‘((𝑋 + 1) / 2)) = ((𝑋 + 1) / 2))
5227halfcld 12596 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑋 + 1) / 2) ∈ ℂ)
5352subid1d 11663 . . . 4 (𝜑 → (((𝑋 + 1) / 2) − 0) = ((𝑋 + 1) / 2))
5453fveq2d 6892 . . 3 (𝜑 → (abs‘(((𝑋 + 1) / 2) − 0)) = (abs‘((𝑋 + 1) / 2)))
55 ax-icn 11264 . . . . . . . . 9 i ∈ ℂ
5655a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → i ∈ ℂ)
577, 42resubcld 11749 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑋 − 1) ∈ ℝ)
5857rehalfcld 12598 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑋 − 1) / 2) ∈ ℝ)
5958recnd 11342 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑋 − 1) / 2) ∈ ℂ)
6056, 59mulneg2d 11775 . . . . . . 7 (𝜑 → (i · -((𝑋 − 1) / 2)) = -(i · ((𝑋 − 1) / 2)))
6160oveq2d 7438 . . . . . 6 (𝜑 → ((√‘𝑋) + (i · -((𝑋 − 1) / 2))) = ((√‘𝑋) + -(i · ((𝑋 − 1) / 2))))
6226constrcn 34440 . . . . . . 7 (𝜑 → (i · ((𝑋 − 1) / 2)) ∈ ℂ)
6334, 62negsubd 11680 . . . . . 6 (𝜑 → ((√‘𝑋) + -(i · ((𝑋 − 1) / 2))) = ((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2))))
6461, 63eqtr2d 2796 . . . . 5 (𝜑 → ((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2))) = ((√‘𝑋) + (i · -((𝑋 − 1) / 2))))
6564fveq2d 6892 . . . 4 (𝜑 → (abs‘((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2)))) = (abs‘((√‘𝑋) + (i · -((𝑋 − 1) / 2)))))
6658renegcld 11748 . . . . 5 (𝜑 → -((𝑋 − 1) / 2) ∈ ℝ)
67 absreim 15467 . . . . 5 (((√‘𝑋) ∈ ℝ ∧ -((𝑋 − 1) / 2) ∈ ℝ) → (abs‘((√‘𝑋) + (i · -((𝑋 − 1) / 2)))) = (√‘(((√‘𝑋)↑2) + ( -((𝑋 − 1) / 2)↑2))))
6833, 66, 67syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → (abs‘((√‘𝑋) + (i · -((𝑋 − 1) / 2)))) = (√‘(((√‘𝑋)↑2) + ( -((𝑋 − 1) / 2)↑2))))
69 sq2 14345 . . . . . . . . . . 11 (2↑2) = 4
7069a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (2↑2) = 4)
7170oveq2d 7438 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((4 · 𝑋) / (2↑2)) = ((4 · 𝑋) / 4))
72 4cn 12433 . . . . . . . . . . 11 4 ∈ ℂ
7372a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 4 ∈ ℂ)
7411, 13, 21expne0d 14300 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (2↑2) ≠ 0)
7569, 74eqnetrrid 3030 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 4 ≠ 0)
768, 73, 75divcan3d 12103 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((4 · 𝑋) / 4) = 𝑋)
7771, 76eqtr2d 2796 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑋 = ((4 · 𝑋) / (2↑2)))
7810, 11, 13sqdivd 14307 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑋 − 1) / 2)↑2) = (((𝑋 − 1)↑2) / (2↑2)))
7977, 78oveq12d 7440 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑋 + (((𝑋 − 1) / 2)↑2)) = (((4 · 𝑋) / (2↑2)) + (((𝑋 − 1)↑2) / (2↑2))))
808sqsqrtd 15616 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((√‘𝑋)↑2) = 𝑋)
8159sqnegd 14264 . . . . . . . 8 (𝜑 → ( -((𝑋 − 1) / 2)↑2) = (((𝑋 − 1) / 2)↑2))
8280, 81oveq12d 7440 . . . . . . 7 (𝜑 → (((√‘𝑋)↑2) + ( -((𝑋 − 1) / 2)↑2)) = (𝑋 + (((𝑋 − 1) / 2)↑2)))
8327, 11, 13sqdivd 14307 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑋 + 1) / 2)↑2) = (((𝑋 + 1)↑2) / (2↑2)))
8427sqcld 14292 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑋 + 1)↑2) ∈ ℂ)
8510sqcld 14292 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑋 − 1)↑2) ∈ ℂ)
8673, 8mulcld 11334 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (4 · 𝑋) ∈ ℂ)
878, 9binom2subadd 33381 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝑋 + 1)↑2) − ((𝑋 − 1)↑2)) = (4 · (𝑋 · 1)))
888mulridd 11331 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑋 · 1) = 𝑋)
8988oveq2d 7438 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (4 · (𝑋 · 1)) = (4 · 𝑋))
9087, 89eqtrd 2795 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝑋 + 1)↑2) − ((𝑋 − 1)↑2)) = (4 · 𝑋))
91 subadd2 11566 . . . . . . . . . . 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 482 . . . . . . . . . 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 1400 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((4 · 𝑋) + ((𝑋 − 1)↑2)) = ((𝑋 + 1)↑2))
9493oveq1d 7437 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((4 · 𝑋) + ((𝑋 − 1)↑2)) / (2↑2)) = (((𝑋 + 1)↑2) / (2↑2)))
9511sqcld 14292 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2↑2) ∈ ℂ)
9686, 85, 95, 74divdird 12136 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((4 · 𝑋) + ((𝑋 − 1)↑2)) / (2↑2)) = (((4 · 𝑋) / (2↑2)) + (((𝑋 − 1)↑2) / (2↑2))))
9783, 94, 963eqtr2d 2801 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑋 + 1) / 2)↑2) = (((4 · 𝑋) / (2↑2)) + (((𝑋 − 1)↑2) / (2↑2))))
9879, 82, 973eqtr4d 2805 . . . . . 6 (𝜑 → (((√‘𝑋)↑2) + ( -((𝑋 − 1) / 2)↑2)) = (((𝑋 + 1) / 2)↑2))
9998fveq2d 6892 . . . . 5 (𝜑 → (√‘(((√‘𝑋)↑2) + ( -((𝑋 − 1) / 2)↑2))) = (√‘(((𝑋 + 1) / 2)↑2)))
10044, 50sqrtsqd 15594 . . . . 5 (𝜑 → (√‘(((𝑋 + 1) / 2)↑2)) = ((𝑋 + 1) / 2))
10199, 100eqtrd 2795 . . . 4 (𝜑 → (√‘(((√‘𝑋)↑2) + ( -((𝑋 − 1) / 2)↑2))) = ((𝑋 + 1) / 2))
10265, 68, 1013eqtrd 2799 . . 3 (𝜑 → (abs‘((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2)))) = ((𝑋 + 1) / 2))
10351, 54, 1023eqtr4rd 2806 . 2 (𝜑 → (abs‘((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2)))) = (abs‘(((𝑋 + 1) / 2) − 0)))
1042, 4, 26, 31, 2, 33, 34, 41, 103constrlccl 34437 1 (𝜑 → (√‘𝑋) ∈ Constr)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955   class class class wbr 5102  ‘cfv 6541  (class class class)co 7422  ℂcc 11203  ℝcr 11204  0cc0 11205  1c1 11206  ici 11207   + caddc 11208   · cmul 11210   ≤ cle 11349   − cmin 11546   -cneg 11547   / cdiv 11978  2c2 12402  4c4 12404  ℤcz 12698  ℝ+crp 13125  ↑cexp 14209  √csqrt 15407  abscabs 15408  Constrcconstr 34409
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7753  ax-inf2 9647  ax-cnex 11261  ax-resscn 11262  ax-1cn 11263  ax-icn 11264  ax-addcl 11265  ax-addrcl 11266  ax-mulcl 11267  ax-mulrcl 11268  ax-mulcom 11269  ax-addass 11270  ax-mulass 11271  ax-distr 11272  ax-i2m1 11273  ax-1ne0 11274  ax-1rid 11275  ax-rnegex 11276  ax-rrecex 11277  ax-cnre 11278  ax-pre-lttri 11279  ax-pre-lttrn 11280  ax-pre-ltadd 11281  ax-pre-mulgt0 11282  ax-pre-sup 11283  ax-addf 11284
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-isom 6550  df-riota 7379  df-ov 7425  df-oprab 7426  df-mpo 7427  df-of 7695  df-om 7880  df-1st 8003  df-2nd 8004  df-supp 8182  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8384  df-rdg 8423  df-1o 8481  df-2o 8482  df-er 8722  df-map 8854  df-pm 8855  df-ixp 8931  df-en 8979  df-dom 8980  df-sdom 8981  df-fin 8982  df-fsupp 9359  df-fi 9408  df-sup 9439  df-inf 9440  df-oi 9509  df-card 10025  df-pnf 11350  df-mnf 11351  df-xr 11352  df-ltxr 11353  df-le 11354  df-sub 11548  df-neg 11549  df-div 11979  df-nn 12341  df-2 12410  df-3 12411  df-4 12412  df-5 12413  df-6 12414  df-7 12415  df-8 12416  df-9 12417  df-n0 12612  df-z 12699  df-dec 12820  df-uz 12971  df-q 13081  df-rp 13126  df-xneg 13246  df-xadd 13247  df-xmul 13248  df-ioo 13485  df-ioc 13486  df-ico 13487  df-icc 13488  df-fz 13645  df-fzo 13794  df-fl 13937  df-mod 14015  df-seq 14150  df-exp 14210  df-fac 14423  df-bc 14452  df-hash 14480  df-shft 15227  df-cj 15273  df-re 15274  df-im 15275  df-sqrt 15409  df-abs 15410  df-limsup 15645  df-clim 15662  df-rlim 15663  df-sum 15861  df-ef 16240  df-sin 16242  df-cos 16243  df-pi 16245  df-struct 17332  df-sets 17349  df-slot 17367  df-ndx 17379  df-base 17395  df-ress 17416  df-plusg 17448  df-mulr 17449  df-starv 17450  df-sca 17451  df-vsca 17452  df-ip 17453  df-tset 17454  df-ple 17455  df-ds 17457  df-unif 17458  df-hom 17459  df-cco 17460  df-rest 17600  df-topn 17601  df-0g 17619  df-gsum 17620  df-topgen 17621  df-pt 17622  df-prds 17625  df-xrs 17681  df-qtop 17686  df-imas 17687  df-xps 17689  df-mre 17763  df-mrc 17764  df-acs 17766  df-mgm 18823  df-sgrp 18915  df-mnd 18931  df-submnd 18986  df-mulg 19285  df-cntz 19538  df-cmn 20003  df-psmet 21677  df-xmet 21678  df-met 21679  df-bl 21680  df-mopn 21681  df-fbas 21682  df-fg 21683  df-cnfld 21686  df-top 23219  df-topon 23236  df-topsp 23258  df-bases 23271  df-cld 23344  df-ntr 23345  df-cls 23346  df-nei 23423  df-lp 23461  df-perf 23462  df-cn 23552  df-cnp 23553  df-haus 23640  df-tx 23888  df-hmeo 24081  df-fil 24172  df-fm 24264  df-flim 24265  df-flf 24266  df-xms 24646  df-ms 24647  df-tms 24648  df-cncf 25206  df-limc 26193  df-dv 26194  df-log 26891  df-constr 34410
This theorem is used by:  constrsqrtcl  34459
  Copyright terms: Public domain W3C validator