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 34520
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 12745 . . 3 (𝜑 → 0 ∈ ℤ)
21zconstr 34507 . 2 (𝜑 → 0 ∈ Constr)
3 1zzd 12767 . . 3 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
43zconstr 34507 . 2 (𝜑 → 1 ∈ Constr)
5 iconstr 34509 . . . 4 i ∈ Constr
65a1i 11 . . 3 (𝜑 → i ∈ Constr)
7 constrresqrtcl.2 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
87recnd 11376 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℂ)
9 1cnd 11341 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
108, 9subcld 11708 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 − 1) ∈ ℂ)
11 2cnd 12461 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
12 2ne0 12489 . . . . . 6 2 ≠ 0
1312a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ≠ 0)
1410, 11, 13divrecd 12136 . . . 4 (𝜑 → ((𝑋 − 1) / 2) = ((𝑋 − 1) · (1 / 2)))
158, 9negsubd 11714 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 + -1) = (𝑋 − 1))
16 constrresqrtcl.1 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑋 ∈ Constr)
174constrnegcl 34506 . . . . . . 7 (𝜑 → -1 ∈ Constr)
1816, 17constraddcl 34505 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 + -1) ∈ Constr)
1915, 18eqeltrrd 2865 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 − 1) ∈ Constr)
20 2z 12768 . . . . . . . 8 2 ∈ ℤ
2120a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 2 ∈ ℤ)
2221zconstr 34507 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ Constr)
2322, 13constrinvcl 34516 . . . . 5 (𝜑 → (1 / 2) ∈ Constr)
2419, 23constrmulcl 34514 . . . 4 (𝜑 → ((𝑋 − 1) · (1 / 2)) ∈ Constr)
2514, 24eqeltrd 2864 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 − 1) / 2) ∈ Constr)
266, 25constrmulcl 34514 . 2 (𝜑 → (i · ((𝑋 − 1) / 2)) ∈ Constr)
278, 9addcld 11367 . . . 4 (𝜑 → (𝑋 + 1) ∈ ℂ)
2827, 11, 13divrecd 12136 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 + 1) / 2) = ((𝑋 + 1) · (1 / 2)))
2916, 4constraddcl 34505 . . . 4 (𝜑 → (𝑋 + 1) ∈ Constr)
3029, 23constrmulcl 34514 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 + 1) · (1 / 2)) ∈ Constr)
3128, 30eqeltrd 2864 . 2 (𝜑 → ((𝑋 + 1) / 2) ∈ Constr)
32 constrresqrtcl.3 . . 3 (𝜑 → 0 ≤ 𝑋)
337, 32resqrtcld 15629 . 2 (𝜑 → (√‘𝑋) ∈ ℝ)
3433recnd 11376 . 2 (𝜑 → (√‘𝑋) ∈ ℂ)
359subid1d 11697 . . . . . 6 (𝜑 → (1 − 0) = 1)
3635, 9eqeltrd 2864 . . . . 5 (𝜑 → (1 − 0) ∈ ℂ)
3734, 36mulcld 11368 . . . 4 (𝜑 → ((√‘𝑋) · (1 − 0)) ∈ ℂ)
3837addlidd 11550 . . 3 (𝜑 → (0 + ((√‘𝑋) · (1 − 0))) = ((√‘𝑋) · (1 − 0)))
3935oveq2d 7467 . . 3 (𝜑 → ((√‘𝑋) · (1 − 0)) = ((√‘𝑋) · 1))
4034mulridd 11365 . . 3 (𝜑 → ((√‘𝑋) · 1) = (√‘𝑋))
4138, 39, 403eqtrrd 2803 . 2 (𝜑 → (√‘𝑋) = (0 + ((√‘𝑋) · (1 − 0))))
42 1red 11348 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
437, 42readdcld 11377 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 + 1) ∈ ℝ)
4443rehalfcld 12633 . . . 4 (𝜑 → ((𝑋 + 1) / 2) ∈ ℝ)
45 2rp 13165 . . . . . 6 2 ∈ ℝ+
4645a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
47 0red 11350 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
487lep1d 12288 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑋 ≤ (𝑋 + 1))
4947, 7, 43, 32, 48letrd 11506 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≤ (𝑋 + 1))
5043, 46, 49divge0d 13244 . . . 4 (𝜑 → 0 ≤ ((𝑋 + 1) / 2))
5144, 50absidd 15634 . . 3 (𝜑 → (abs‘((𝑋 + 1) / 2)) = ((𝑋 + 1) / 2))
5227halfcld 12631 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑋 + 1) / 2) ∈ ℂ)
5352subid1d 11697 . . . 4 (𝜑 → (((𝑋 + 1) / 2) − 0) = ((𝑋 + 1) / 2))
5453fveq2d 6920 . . 3 (𝜑 → (abs‘(((𝑋 + 1) / 2) − 0)) = (abs‘((𝑋 + 1) / 2)))
55 ax-icn 11298 . . . . . . . . 9 i ∈ ℂ
5655a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → i ∈ ℂ)
577, 42resubcld 11783 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑋 − 1) ∈ ℝ)
5857rehalfcld 12633 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑋 − 1) / 2) ∈ ℝ)
5958recnd 11376 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑋 − 1) / 2) ∈ ℂ)
6056, 59mulneg2d 11809 . . . . . . 7 (𝜑 → (i · -((𝑋 − 1) / 2)) = -(i · ((𝑋 − 1) / 2)))
6160oveq2d 7467 . . . . . 6 (𝜑 → ((√‘𝑋) + (i · -((𝑋 − 1) / 2))) = ((√‘𝑋) + -(i · ((𝑋 − 1) / 2))))
6226constrcn 34503 . . . . . . 7 (𝜑 → (i · ((𝑋 − 1) / 2)) ∈ ℂ)
6334, 62negsubd 11714 . . . . . 6 (𝜑 → ((√‘𝑋) + -(i · ((𝑋 − 1) / 2))) = ((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2))))
6461, 63eqtr2d 2799 . . . . 5 (𝜑 → ((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2))) = ((√‘𝑋) + (i · -((𝑋 − 1) / 2))))
6564fveq2d 6920 . . . 4 (𝜑 → (abs‘((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2)))) = (abs‘((√‘𝑋) + (i · -((𝑋 − 1) / 2)))))
6658renegcld 11782 . . . . 5 (𝜑 → -((𝑋 − 1) / 2) ∈ ℝ)
67 absreim 15503 . . . . 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 14380 . . . . . . . . . . 11 (2↑2) = 4
7069a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (2↑2) = 4)
7170oveq2d 7467 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((4 · 𝑋) / (2↑2)) = ((4 · 𝑋) / 4))
72 4cn 12468 . . . . . . . . . . 11 4 ∈ ℂ
7372a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 4 ∈ ℂ)
7411, 13, 21expne0d 14335 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (2↑2) ≠ 0)
7569, 74eqnetrrid 3034 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 4 ≠ 0)
768, 73, 75divcan3d 12138 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((4 · 𝑋) / 4) = 𝑋)
7771, 76eqtr2d 2799 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑋 = ((4 · 𝑋) / (2↑2)))
7810, 11, 13sqdivd 14342 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑋 − 1) / 2)↑2) = (((𝑋 − 1)↑2) / (2↑2)))
7977, 78oveq12d 7469 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑋 + (((𝑋 − 1) / 2)↑2)) = (((4 · 𝑋) / (2↑2)) + (((𝑋 − 1)↑2) / (2↑2))))
808sqsqrtd 15653 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((√‘𝑋)↑2) = 𝑋)
8159sqnegd 14299 . . . . . . . 8 (𝜑 → ( -((𝑋 − 1) / 2)↑2) = (((𝑋 − 1) / 2)↑2))
8280, 81oveq12d 7469 . . . . . . 7 (𝜑 → (((√‘𝑋)↑2) + ( -((𝑋 − 1) / 2)↑2)) = (𝑋 + (((𝑋 − 1) / 2)↑2)))
8327, 11, 13sqdivd 14342 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑋 + 1) / 2)↑2) = (((𝑋 + 1)↑2) / (2↑2)))
8427sqcld 14327 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑋 + 1)↑2) ∈ ℂ)
8510sqcld 14327 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑋 − 1)↑2) ∈ ℂ)
8673, 8mulcld 11368 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (4 · 𝑋) ∈ ℂ)
878, 9binom2subadd 33429 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝑋 + 1)↑2) − ((𝑋 − 1)↑2)) = (4 · (𝑋 · 1)))
888mulridd 11365 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑋 · 1) = 𝑋)
8988oveq2d 7467 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (4 · (𝑋 · 1)) = (4 · 𝑋))
9087, 89eqtrd 2798 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝑋 + 1)↑2) − ((𝑋 − 1)↑2)) = (4 · 𝑋))
91 subadd2 11600 . . . . . . . . . . 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 1401 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((4 · 𝑋) + ((𝑋 − 1)↑2)) = ((𝑋 + 1)↑2))
9493oveq1d 7466 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((4 · 𝑋) + ((𝑋 − 1)↑2)) / (2↑2)) = (((𝑋 + 1)↑2) / (2↑2)))
9511sqcld 14327 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2↑2) ∈ ℂ)
9686, 85, 95, 74divdird 12171 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((4 · 𝑋) + ((𝑋 − 1)↑2)) / (2↑2)) = (((4 · 𝑋) / (2↑2)) + (((𝑋 − 1)↑2) / (2↑2))))
9783, 94, 963eqtr2d 2804 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑋 + 1) / 2)↑2) = (((4 · 𝑋) / (2↑2)) + (((𝑋 − 1)↑2) / (2↑2))))
9879, 82, 973eqtr4d 2808 . . . . . 6 (𝜑 → (((√‘𝑋)↑2) + ( -((𝑋 − 1) / 2)↑2)) = (((𝑋 + 1) / 2)↑2))
9998fveq2d 6920 . . . . 5 (𝜑 → (√‘(((√‘𝑋)↑2) + ( -((𝑋 − 1) / 2)↑2))) = (√‘(((𝑋 + 1) / 2)↑2)))
10044, 50sqrtsqd 15631 . . . . 5 (𝜑 → (√‘(((𝑋 + 1) / 2)↑2)) = ((𝑋 + 1) / 2))
10199, 100eqtrd 2798 . . . 4 (𝜑 → (√‘(((√‘𝑋)↑2) + ( -((𝑋 − 1) / 2)↑2))) = ((𝑋 + 1) / 2))
10265, 68, 1013eqtrd 2802 . . 3 (𝜑 → (abs‘((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2)))) = ((𝑋 + 1) / 2))
10351, 54, 1023eqtr4rd 2809 . 2 (𝜑 → (abs‘((√‘𝑋) − (i · ((𝑋 − 1) / 2)))) = (abs‘(((𝑋 + 1) / 2) − 0)))
1042, 4, 26, 31, 2, 33, 34, 41, 103constrlccl 34500 1 (𝜑 → (√‘𝑋) ∈ Constr)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959   class class class wbr 5108  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  ℂcc 11237  ℝcr 11238  0cc0 11239  1c1 11240  ici 11241   + caddc 11242   · cmul 11244   ≤ cle 11383   − cmin 11580   -cneg 11581   / cdiv 12013  2c2 12437  4c4 12439  ℤcz 12733  ℝ+crp 13160  ↑cexp 14244  √csqrt 15443  abscabs 15444  Constrcconstr 34472
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-inf2 9679  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-pre-sup 11317  ax-addf 11318
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-of 7725  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-2o 8515  df-er 8755  df-map 8887  df-pm 8888  df-ixp 8964  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-fi 9440  df-sup 9471  df-inf 9472  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-q 13116  df-rp 13161  df-xneg 13281  df-xadd 13282  df-xmul 13283  df-ioo 13520  df-ioc 13521  df-ico 13522  df-icc 13523  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-fl 13972  df-mod 14050  df-seq 14185  df-exp 14245  df-fac 14459  df-bc 14488  df-hash 14516  df-shft 15263  df-cj 15309  df-re 15310  df-im 15311  df-sqrt 15445  df-abs 15446  df-limsup 15682  df-clim 15699  df-rlim 15700  df-sum 15898  df-ef 16277  df-sin 16279  df-cos 16280  df-pi 16282  df-struct 17369  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-ress 17453  df-plusg 17486  df-mulr 17487  df-starv 17488  df-sca 17489  df-vsca 17490  df-ip 17491  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ds 17495  df-unif 17496  df-hom 17497  df-cco 17498  df-euf 17499  df-rest 17643  df-topn 17644  df-0g 17662  df-gsum 17663  df-topgen 17664  df-pt 17665  df-prds 17668  df-xrs 17724  df-qtop 17729  df-imas 17730  df-xps 17732  df-mre 17806  df-mrc 17807  df-acs 17809  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-submnd 19029  df-mulg 19328  df-cntz 19582  df-cmn 20047  df-psmet 21721  df-xmet 21722  df-met 21723  df-bl 21724  df-mopn 21725  df-fbas 21726  df-fg 21727  df-cnfld 21730  df-top 23267  df-topon 23284  df-topsp 23306  df-bases 23319  df-cld 23392  df-ntr 23393  df-cls 23394  df-nei 23471  df-lp 23509  df-perf 23510  df-cn 23600  df-cnp 23601  df-haus 23688  df-tx 23936  df-hmeo 24129  df-fil 24220  df-fm 24312  df-flim 24313  df-flf 24314  df-xms 24694  df-ms 24695  df-tms 24696  df-cncf 25254  df-limc 26241  df-dv 26242  df-log 26941  df-constr 34473
This theorem is used by:  constrsqrtcl  34522
  Copyright terms: Public domain W3C validator