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Theorem dcubic1lem 25102
Description: Lemma for dcubic1 25104 and dcubic2 25103: simplify the cubic equation under the substitution 𝑋 = 𝑈𝑀 / 𝑈. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Apr-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
dcubic.c (𝜑𝑃 ∈ ℂ)
dcubic.d (𝜑𝑄 ∈ ℂ)
dcubic.x (𝜑𝑋 ∈ ℂ)
dcubic.t (𝜑𝑇 ∈ ℂ)
dcubic.3 (𝜑 → (𝑇↑3) = (𝐺𝑁))
dcubic.g (𝜑𝐺 ∈ ℂ)
dcubic.2 (𝜑 → (𝐺↑2) = ((𝑁↑2) + (𝑀↑3)))
dcubic.m (𝜑𝑀 = (𝑃 / 3))
dcubic.n (𝜑𝑁 = (𝑄 / 2))
dcubic.0 (𝜑𝑇 ≠ 0)
dcubic2.u (𝜑𝑈 ∈ ℂ)
dcubic2.z (𝜑𝑈 ≠ 0)
dcubic2.2 (𝜑𝑋 = (𝑈 − (𝑀 / 𝑈)))
Assertion
Ref Expression
dcubic1lem (𝜑 → (((𝑋↑3) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = 0 ↔ (((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) = 0))

Proof of Theorem dcubic1lem
StepHypRef Expression
1 dcubic2.u . . . . . . . . 9 (𝜑𝑈 ∈ ℂ)
2 3nn0 11765 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℕ0
3 expcl 13297 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ 3 ∈ ℕ0) → (𝑈↑3) ∈ ℂ)
41, 2, 3sylancl 586 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑈↑3) ∈ ℂ)
54sqvald 13357 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑈↑3)↑2) = ((𝑈↑3) · (𝑈↑3)))
65oveq1d 7034 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝑈↑3)↑2) / (𝑈↑3)) = (((𝑈↑3) · (𝑈↑3)) / (𝑈↑3)))
7 dcubic2.z . . . . . . . 8 (𝜑𝑈 ≠ 0)
8 3z 11865 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℤ
98a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 3 ∈ ℤ)
101, 7, 9expne0d 13366 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑈↑3) ≠ 0)
114, 4, 10divcan4d 11272 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝑈↑3) · (𝑈↑3)) / (𝑈↑3)) = (𝑈↑3))
126, 11eqtr2d 2831 . . . . 5 (𝜑 → (𝑈↑3) = (((𝑈↑3)↑2) / (𝑈↑3)))
13 dcubic.d . . . . . . . 8 (𝜑𝑄 ∈ ℂ)
14 dcubic.m . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑀 = (𝑃 / 3))
15 dcubic.c . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑃 ∈ ℂ)
16 3cn 11568 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∈ ℂ
1716a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 3 ∈ ℂ)
18 3ne0 11593 . . . . . . . . . . . . 13 3 ≠ 0
1918a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 3 ≠ 0)
2015, 17, 19divcld 11266 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑃 / 3) ∈ ℂ)
2114, 20eqeltrd 2882 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀 ∈ ℂ)
22 expcl 13297 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℂ ∧ 3 ∈ ℕ0) → (𝑀↑3) ∈ ℂ)
2321, 2, 22sylancl 586 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀↑3) ∈ ℂ)
2423, 4, 10divcld 11266 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑀↑3) / (𝑈↑3)) ∈ ℂ)
2513, 24negsubd 10853 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) = (𝑄 − ((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
2613, 4, 10divcan4d 11272 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑄 · (𝑈↑3)) / (𝑈↑3)) = 𝑄)
2726oveq1d 7034 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑄 · (𝑈↑3)) / (𝑈↑3)) − ((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) = (𝑄 − ((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
2825, 27eqtr4d 2833 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) = (((𝑄 · (𝑈↑3)) / (𝑈↑3)) − ((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
29 dcubic.x . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑋 ∈ ℂ)
3015, 29mulcld 10510 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑃 · 𝑋) ∈ ℂ)
3130negcld 10834 . . . . . . . 8 (𝜑 → -(𝑃 · 𝑋) ∈ ℂ)
3224negcld 10834 . . . . . . . 8 (𝜑 → -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)) ∈ ℂ)
3331, 32, 30, 13add42d 10718 . . . . . . 7 (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑋) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = ((-(𝑃 · 𝑋) + (𝑃 · 𝑋)) + (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))))
3415, 29mulneg2d 10944 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑃 · -𝑋) = -(𝑃 · 𝑋))
35 dcubic2.2 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝑋 = (𝑈 − (𝑀 / 𝑈)))
3635negeqd 10729 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → -𝑋 = -(𝑈 − (𝑀 / 𝑈)))
3721, 1, 7divcld 11266 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑀 / 𝑈) ∈ ℂ)
381, 37negsubdid 10862 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → -(𝑈 − (𝑀 / 𝑈)) = (-𝑈 + (𝑀 / 𝑈)))
3936, 38eqtrd 2830 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → -𝑋 = (-𝑈 + (𝑀 / 𝑈)))
4039oveq2d 7035 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑃 · -𝑋) = (𝑃 · (-𝑈 + (𝑀 / 𝑈))))
4134, 40eqtr3d 2832 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → -(𝑃 · 𝑋) = (𝑃 · (-𝑈 + (𝑀 / 𝑈))))
421negcld 10834 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → -𝑈 ∈ ℂ)
4315, 42, 37adddid 10514 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑃 · (-𝑈 + (𝑀 / 𝑈))) = ((𝑃 · -𝑈) + (𝑃 · (𝑀 / 𝑈))))
4415, 1mulneg2d 10944 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑃 · -𝑈) = -(𝑃 · 𝑈))
4544oveq1d 7034 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑃 · -𝑈) + (𝑃 · (𝑀 / 𝑈))) = (-(𝑃 · 𝑈) + (𝑃 · (𝑀 / 𝑈))))
4641, 43, 453eqtrd 2834 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → -(𝑃 · 𝑋) = (-(𝑃 · 𝑈) + (𝑃 · (𝑀 / 𝑈))))
4746oveq1d 7034 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (-(𝑃 · 𝑋) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) = ((-(𝑃 · 𝑈) + (𝑃 · (𝑀 / 𝑈))) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
4815, 1mulcld 10510 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑃 · 𝑈) ∈ ℂ)
4948negcld 10834 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → -(𝑃 · 𝑈) ∈ ℂ)
5015, 37mulcld 10510 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) ∈ ℂ)
5149, 50, 32addassd 10512 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑈) + (𝑃 · (𝑀 / 𝑈))) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) = (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))))
5247, 51eqtrd 2830 . . . . . . . 8 (𝜑 → (-(𝑃 · 𝑋) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) = (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))))
5352oveq1d 7034 . . . . . . 7 (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑋) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = ((-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)))
5431, 30addcomd 10691 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (-(𝑃 · 𝑋) + (𝑃 · 𝑋)) = ((𝑃 · 𝑋) + -(𝑃 · 𝑋)))
5530negidd 10837 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑃 · 𝑋) + -(𝑃 · 𝑋)) = 0)
5654, 55eqtrd 2830 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (-(𝑃 · 𝑋) + (𝑃 · 𝑋)) = 0)
5756oveq1d 7034 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑋) + (𝑃 · 𝑋)) + (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) = (0 + (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))))
5813, 32addcld 10509 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) ∈ ℂ)
5958addid2d 10690 . . . . . . . 8 (𝜑 → (0 + (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) = (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
6057, 59eqtrd 2830 . . . . . . 7 (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑋) + (𝑃 · 𝑋)) + (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) = (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
6133, 53, 603eqtr3d 2838 . . . . . 6 (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
6213, 4mulcld 10510 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑄 · (𝑈↑3)) ∈ ℂ)
6362, 23, 4, 10divsubdird 11305 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3)) / (𝑈↑3)) = (((𝑄 · (𝑈↑3)) / (𝑈↑3)) − ((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
6428, 61, 633eqtr4d 2840 . . . . 5 (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = (((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3)) / (𝑈↑3)))
6512, 64oveq12d 7037 . . . 4 (𝜑 → ((𝑈↑3) + ((-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄))) = ((((𝑈↑3)↑2) / (𝑈↑3)) + (((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3)) / (𝑈↑3))))
661, 37negsubd 10853 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑈 + -(𝑀 / 𝑈)) = (𝑈 − (𝑀 / 𝑈)))
6735, 66eqtr4d 2833 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑋 = (𝑈 + -(𝑀 / 𝑈)))
6867oveq1d 7034 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑋↑3) = ((𝑈 + -(𝑀 / 𝑈))↑3))
6937negcld 10834 . . . . . . . . 9 (𝜑 → -(𝑀 / 𝑈) ∈ ℂ)
70 binom3 13435 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ -(𝑀 / 𝑈) ∈ ℂ) → ((𝑈 + -(𝑀 / 𝑈))↑3) = (((𝑈↑3) + (3 · ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈)))) + ((3 · (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2))) + (-(𝑀 / 𝑈)↑3))))
711, 69, 70syl2anc 584 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑈 + -(𝑀 / 𝑈))↑3) = (((𝑈↑3) + (3 · ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈)))) + ((3 · (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2))) + (-(𝑀 / 𝑈)↑3))))
721sqcld 13358 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑈↑2) ∈ ℂ)
7372, 37mulneg2d 10944 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈)) = -((𝑈↑2) · (𝑀 / 𝑈)))
7472, 21, 1, 7div12d 11302 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((𝑈↑2) · (𝑀 / 𝑈)) = (𝑀 · ((𝑈↑2) / 𝑈)))
751sqvald 13357 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (𝑈↑2) = (𝑈 · 𝑈))
7675oveq1d 7034 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ((𝑈↑2) / 𝑈) = ((𝑈 · 𝑈) / 𝑈))
771, 1, 7divcan4d 11272 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ((𝑈 · 𝑈) / 𝑈) = 𝑈)
7876, 77eqtrd 2830 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ((𝑈↑2) / 𝑈) = 𝑈)
7978oveq2d 7035 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑀 · ((𝑈↑2) / 𝑈)) = (𝑀 · 𝑈))
8074, 79eqtrd 2830 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((𝑈↑2) · (𝑀 / 𝑈)) = (𝑀 · 𝑈))
8180negeqd 10729 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → -((𝑈↑2) · (𝑀 / 𝑈)) = -(𝑀 · 𝑈))
8273, 81eqtrd 2830 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈)) = -(𝑀 · 𝑈))
8382oveq2d 7035 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (3 · ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈))) = (3 · -(𝑀 · 𝑈)))
8421, 1mulcld 10510 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑀 · 𝑈) ∈ ℂ)
8517, 84mulneg2d 10944 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (3 · -(𝑀 · 𝑈)) = -(3 · (𝑀 · 𝑈)))
8617, 21, 1mulassd 10513 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((3 · 𝑀) · 𝑈) = (3 · (𝑀 · 𝑈)))
8714oveq2d 7035 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (3 · 𝑀) = (3 · (𝑃 / 3)))
8815, 17, 19divcan2d 11268 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (3 · (𝑃 / 3)) = 𝑃)
8987, 88eqtrd 2830 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (3 · 𝑀) = 𝑃)
9089oveq1d 7034 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((3 · 𝑀) · 𝑈) = (𝑃 · 𝑈))
9186, 90eqtr3d 2832 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (3 · (𝑀 · 𝑈)) = (𝑃 · 𝑈))
9291negeqd 10729 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → -(3 · (𝑀 · 𝑈)) = -(𝑃 · 𝑈))
9383, 85, 923eqtrd 2834 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (3 · ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈))) = -(𝑃 · 𝑈))
9493oveq2d 7035 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑈↑3) + (3 · ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈)))) = ((𝑈↑3) + -(𝑃 · 𝑈)))
95 sqneg 13332 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑀 / 𝑈) ∈ ℂ → (-(𝑀 / 𝑈)↑2) = ((𝑀 / 𝑈)↑2))
9637, 95syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (-(𝑀 / 𝑈)↑2) = ((𝑀 / 𝑈)↑2))
9737sqvald 13357 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((𝑀 / 𝑈)↑2) = ((𝑀 / 𝑈) · (𝑀 / 𝑈)))
9896, 97eqtrd 2830 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (-(𝑀 / 𝑈)↑2) = ((𝑀 / 𝑈) · (𝑀 / 𝑈)))
9998oveq2d 7035 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2)) = (𝑈 · ((𝑀 / 𝑈) · (𝑀 / 𝑈))))
1001, 37, 37mulassd 10513 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝑈 · (𝑀 / 𝑈)) · (𝑀 / 𝑈)) = (𝑈 · ((𝑀 / 𝑈) · (𝑀 / 𝑈))))
10121, 1, 7divcan2d 11268 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑈 · (𝑀 / 𝑈)) = 𝑀)
102101oveq1d 7034 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝑈 · (𝑀 / 𝑈)) · (𝑀 / 𝑈)) = (𝑀 · (𝑀 / 𝑈)))
10399, 100, 1023eqtr2d 2836 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2)) = (𝑀 · (𝑀 / 𝑈)))
104103oveq2d 7035 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (3 · (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2))) = (3 · (𝑀 · (𝑀 / 𝑈))))
10517, 21, 37mulassd 10513 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((3 · 𝑀) · (𝑀 / 𝑈)) = (3 · (𝑀 · (𝑀 / 𝑈))))
10689oveq1d 7034 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((3 · 𝑀) · (𝑀 / 𝑈)) = (𝑃 · (𝑀 / 𝑈)))
107104, 105, 1063eqtr2d 2836 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (3 · (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2))) = (𝑃 · (𝑀 / 𝑈)))
108 3nn 11566 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∈ ℕ
109108a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 3 ∈ ℕ)
110 n2dvds3 15554 . . . . . . . . . . . . 13 ¬ 2 ∥ 3
111110a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 3)
112 oexpneg 15527 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑀 / 𝑈) ∈ ℂ ∧ 3 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 3) → (-(𝑀 / 𝑈)↑3) = -((𝑀 / 𝑈)↑3))
11337, 109, 111, 112syl3anc 1364 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (-(𝑀 / 𝑈)↑3) = -((𝑀 / 𝑈)↑3))
1142a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 3 ∈ ℕ0)
11521, 1, 7, 114expdivd 13374 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑀 / 𝑈)↑3) = ((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))
116115negeqd 10729 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → -((𝑀 / 𝑈)↑3) = -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))
117113, 116eqtrd 2830 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (-(𝑀 / 𝑈)↑3) = -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))
118107, 117oveq12d 7037 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((3 · (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2))) + (-(𝑀 / 𝑈)↑3)) = ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
11994, 118oveq12d 7037 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑈↑3) + (3 · ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈)))) + ((3 · (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2))) + (-(𝑀 / 𝑈)↑3))) = (((𝑈↑3) + -(𝑃 · 𝑈)) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))))
12068, 71, 1193eqtrd 2834 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑋↑3) = (((𝑈↑3) + -(𝑃 · 𝑈)) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))))
12150, 32addcld 10509 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) ∈ ℂ)
1224, 49, 121addassd 10512 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑈↑3) + -(𝑃 · 𝑈)) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) = ((𝑈↑3) + (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))))
123120, 122eqtrd 2830 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋↑3) = ((𝑈↑3) + (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))))
124123oveq1d 7034 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑋↑3) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = (((𝑈↑3) + (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)))
12549, 121addcld 10509 . . . . . 6 (𝜑 → (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) ∈ ℂ)
12630, 13addcld 10509 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄) ∈ ℂ)
1274, 125, 126addassd 10512 . . . . 5 (𝜑 → (((𝑈↑3) + (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = ((𝑈↑3) + ((-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄))))
128124, 127eqtrd 2830 . . . 4 (𝜑 → ((𝑋↑3) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = ((𝑈↑3) + ((-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄))))
1294sqcld 13358 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑈↑3)↑2) ∈ ℂ)
13062, 23subcld 10847 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3)) ∈ ℂ)
131129, 130, 4, 10divdird 11304 . . . 4 (𝜑 → ((((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) / (𝑈↑3)) = ((((𝑈↑3)↑2) / (𝑈↑3)) + (((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3)) / (𝑈↑3))))
13265, 128, 1313eqtr4d 2840 . . 3 (𝜑 → ((𝑋↑3) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = ((((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) / (𝑈↑3)))
133132eqeq1d 2796 . 2 (𝜑 → (((𝑋↑3) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = 0 ↔ ((((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) / (𝑈↑3)) = 0))
134129, 130addcld 10509 . . 3 (𝜑 → (((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) ∈ ℂ)
135134, 4, 10diveq0ad 11276 . 2 (𝜑 → (((((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) / (𝑈↑3)) = 0 ↔ (((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) = 0))
136133, 135bitrd 280 1 (𝜑 → (((𝑋↑3) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = 0 ↔ (((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) = 0))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 207   = wceq 1522  wcel 2080  wne 2983   class class class wbr 4964  (class class class)co 7019  cc 10384  0cc0 10386   + caddc 10389   · cmul 10391  cmin 10719  -cneg 10720   / cdiv 11147  cn 11488  2c2 11542  3c3 11543  0cn0 11747  cz 11831  cexp 13279  cdvds 15440
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1778  ax-4 1792  ax-5 1889  ax-6 1948  ax-7 1993  ax-8 2082  ax-9 2090  ax-10 2111  ax-11 2125  ax-12 2140  ax-13 2343  ax-ext 2768  ax-sep 5097  ax-nul 5104  ax-pow 5160  ax-pr 5224  ax-un 7322  ax-cnex 10442  ax-resscn 10443  ax-1cn 10444  ax-icn 10445  ax-addcl 10446  ax-addrcl 10447  ax-mulcl 10448  ax-mulrcl 10449  ax-mulcom 10450  ax-addass 10451  ax-mulass 10452  ax-distr 10453  ax-i2m1 10454  ax-1ne0 10455  ax-1rid 10456  ax-rnegex 10457  ax-rrecex 10458  ax-cnre 10459  ax-pre-lttri 10460  ax-pre-lttrn 10461  ax-pre-ltadd 10462  ax-pre-mulgt0 10463
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 843  df-3or 1081  df-3an 1082  df-tru 1525  df-ex 1763  df-nf 1767  df-sb 2042  df-mo 2575  df-eu 2611  df-clab 2775  df-cleq 2787  df-clel 2862  df-nfc 2934  df-ne 2984  df-nel 3090  df-ral 3109  df-rex 3110  df-reu 3111  df-rmo 3112  df-rab 3113  df-v 3438  df-sbc 3708  df-csb 3814  df-dif 3864  df-un 3866  df-in 3868  df-ss 3876  df-pss 3878  df-nul 4214  df-if 4384  df-pw 4457  df-sn 4475  df-pr 4477  df-tp 4479  df-op 4481  df-uni 4748  df-iun 4829  df-br 4965  df-opab 5027  df-mpt 5044  df-tr 5067  df-id 5351  df-eprel 5356  df-po 5365  df-so 5366  df-fr 5405  df-we 5407  df-xp 5452  df-rel 5453  df-cnv 5454  df-co 5455  df-dm 5456  df-rn 5457  df-res 5458  df-ima 5459  df-pred 6026  df-ord 6072  df-on 6073  df-lim 6074  df-suc 6075  df-iota 6192  df-fun 6230  df-fn 6231  df-f 6232  df-f1 6233  df-fo 6234  df-f1o 6235  df-fv 6236  df-riota 6980  df-ov 7022  df-oprab 7023  df-mpo 7024  df-om 7440  df-2nd 7549  df-wrecs 7801  df-recs 7863  df-rdg 7901  df-er 8142  df-en 8361  df-dom 8362  df-sdom 8363  df-pnf 10526  df-mnf 10527  df-xr 10528  df-ltxr 10529  df-le 10530  df-sub 10721  df-neg 10722  df-div 11148  df-nn 11489  df-2 11550  df-3 11551  df-4 11552  df-n0 11748  df-z 11832  df-uz 12094  df-rp 12240  df-seq 13220  df-exp 13280  df-dvds 15441
This theorem is referenced by:  dcubic2  25103  dcubic1  25104
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