Theorem discr 14201

Description: If a quadratic polynomial with real coefficients is nonnegative for all values, then its discriminant is nonpositive. (Contributed by NM, 10-Aug-1999.) (Revised by Mario Carneiro, 4-Jun-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
discr.1	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
discr.2	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
discr.3	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
discr.4	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 0 ≤ (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶))

Assertion

Ref	Expression
discr	⊢ (𝜑 → ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) ≤ 0)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐶   𝜑,𝑥

Proof of Theorem discr

Step	Hyp	Ref	Expression
1		discr.2	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
2	1	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
3		resqcl 14087	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → (𝐵↑2) ∈ ℝ)
4	2, 3	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵↑2) ∈ ℝ)
5	4	recnd 11240	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵↑2) ∈ ℂ)
6		4re 12294	. . . . . . . . 9 ⊢ 4 ∈ ℝ
7		discr.1	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
8	7	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
9		discr.3	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
10	9	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐶 ∈ ℝ)
11	8, 10	remulcld 11242	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 · 𝐶) ∈ ℝ)
12		remulcl 11192	. . . . . . . . 9 ⊢ ((4 ∈ ℝ ∧ (𝐴 · 𝐶) ∈ ℝ) → (4 · (𝐴 · 𝐶)) ∈ ℝ)
13	6, 11, 12	sylancr 586	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (4 · (𝐴 · 𝐶)) ∈ ℝ)
14	13	recnd 11240	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (4 · (𝐴 · 𝐶)) ∈ ℂ)
15		4pos 12317	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 < 4
16	6, 15	elrpii 12975	. . . . . . . . 9 ⊢ 4 ∈ ℝ+
17		simpr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 0 < 𝐴)
18	8, 17	elrpd 13011	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ+)
19		rpmulcl 12995	. . . . . . . . 9 ⊢ ((4 ∈ ℝ+ ∧ 𝐴 ∈ ℝ+) → (4 · 𝐴) ∈ ℝ+)
20	16, 18, 19	sylancr 586	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (4 · 𝐴) ∈ ℝ+)
21	20	rpcnd 13016	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (4 · 𝐴) ∈ ℂ)
22	20	rpne0d 13019	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (4 · 𝐴) ≠ 0)
23	5, 14, 21, 22	divsubdird 12027	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) / (4 · 𝐴)) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − ((4 · (𝐴 · 𝐶)) / (4 · 𝐴))))
24	11	recnd 11240	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 · 𝐶) ∈ ℂ)
25	8	recnd 11240	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℂ)
26		4cn 12295	. . . . . . . . . 10 ⊢ 4 ∈ ℂ
27	26	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 4 ∈ ℂ)
28	18	rpne0d 13019	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 ≠ 0)
29		4ne0 12318	. . . . . . . . . 10 ⊢ 4 ≠ 0
30	29	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 4 ≠ 0)
31	24, 25, 27, 28, 30	divcan5d 12014	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((4 · (𝐴 · 𝐶)) / (4 · 𝐴)) = ((𝐴 · 𝐶) / 𝐴))
32	10	recnd 11240	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
33	32, 25, 28	divcan3d 11993	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐴 · 𝐶) / 𝐴) = 𝐶)
34	31, 33	eqtrd 2764	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((4 · (𝐴 · 𝐶)) / (4 · 𝐴)) = 𝐶)
35	34	oveq2d 7418	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − ((4 · (𝐴 · 𝐶)) / (4 · 𝐴))) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − 𝐶))
36	23, 35	eqtrd 2764	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) / (4 · 𝐴)) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − 𝐶))
37	4, 20	rerpdivcld 13045	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) ∈ ℝ)
38	37	recnd 11240	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) ∈ ℂ)
39	38	2timesd 12453	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (2 · ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))))
40		2t2e4 12374	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (2 · 2) = 4
41	40	oveq1i 7412	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((2 · 2) · 𝐴) = (4 · 𝐴)
42		2cnd 12288	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 2 ∈ ℂ)
43	42, 42, 25	mulassd 11235	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · 2) · 𝐴) = (2 · (2 · 𝐴)))
44	41, 43	eqtr3id 2778	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (4 · 𝐴) = (2 · (2 · 𝐴)))
45	44	oveq2d 7418	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · (𝐵↑2)) / (4 · 𝐴)) = ((2 · (𝐵↑2)) / (2 · (2 · 𝐴))))
46	42, 5, 21, 22	divassd 12023	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · (𝐵↑2)) / (4 · 𝐴)) = (2 · ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))))
47		2rp 12977	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 2 ∈ ℝ+
48		rpmulcl 12995	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((2 ∈ ℝ+ ∧ 𝐴 ∈ ℝ+) → (2 · 𝐴) ∈ ℝ+)
49	47, 18, 48	sylancr 586	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (2 · 𝐴) ∈ ℝ+)
50	49	rpcnd 13016	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (2 · 𝐴) ∈ ℂ)
51	49	rpne0d 13019	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (2 · 𝐴) ≠ 0)
52		2ne0 12314	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 2 ≠ 0
53	52	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 2 ≠ 0)
54	5, 50, 42, 51, 53	divcan5d 12014	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · (𝐵↑2)) / (2 · (2 · 𝐴))) = ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)))
55	45, 46, 54	3eqtr3d 2772	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (2 · ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))) = ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)))
56	39, 55	eqtr3d 2766	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))) = ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)))
57		oveq1 7409	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 = -(𝐵 / (2 · 𝐴)) → (𝑥↑2) = (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2))
58	57	oveq2d 7418	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = -(𝐵 / (2 · 𝐴)) → (𝐴 · (𝑥↑2)) = (𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)))
59		oveq2 7410	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = -(𝐵 / (2 · 𝐴)) → (𝐵 · 𝑥) = (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴))))
60	58, 59	oveq12d 7420	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = -(𝐵 / (2 · 𝐴)) → ((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) = ((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))))
61	60	oveq1d 7417	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = -(𝐵 / (2 · 𝐴)) → (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶) = (((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))) + 𝐶))
62	61	breq2d 5151	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = -(𝐵 / (2 · 𝐴)) → (0 ≤ (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶) ↔ 0 ≤ (((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))) + 𝐶)))
63		discr.4	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 0 ≤ (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶))
64	63	ralrimiva 3138	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ 0 ≤ (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶))
65	64	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ∀𝑥 ∈ ℝ 0 ≤ (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶))
66	2, 49	rerpdivcld 13045	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵 / (2 · 𝐴)) ∈ ℝ)
67	66	renegcld 11639	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → -(𝐵 / (2 · 𝐴)) ∈ ℝ)
68	62, 65, 67	rspcdva 3605	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 0 ≤ (((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))) + 𝐶))
69	66	recnd 11240	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵 / (2 · 𝐴)) ∈ ℂ)
70		sqneg 14079	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐵 / (2 · 𝐴)) ∈ ℂ → (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2) = ((𝐵 / (2 · 𝐴))↑2))
71	69, 70	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2) = ((𝐵 / (2 · 𝐴))↑2))
72	2	recnd 11240	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
73		sqdiv 14084	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐵 ∈ ℂ ∧ (2 · 𝐴) ∈ ℂ ∧ (2 · 𝐴) ≠ 0) → ((𝐵 / (2 · 𝐴))↑2) = ((𝐵↑2) / ((2 · 𝐴)↑2)))
74	72, 50, 51, 73	syl3anc 1368	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵 / (2 · 𝐴))↑2) = ((𝐵↑2) / ((2 · 𝐴)↑2)))
75		sqval 14078	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((2 · 𝐴) ∈ ℂ → ((2 · 𝐴)↑2) = ((2 · 𝐴) · (2 · 𝐴)))
76	50, 75	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · 𝐴)↑2) = ((2 · 𝐴) · (2 · 𝐴)))
77	50, 42, 25	mulassd 11235	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((2 · 𝐴) · 2) · 𝐴) = ((2 · 𝐴) · (2 · 𝐴)))
78	42, 25, 42	mul32d 11422	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · 𝐴) · 2) = ((2 · 2) · 𝐴))
79	78, 41	eqtrdi 2780	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · 𝐴) · 2) = (4 · 𝐴))
80	79	oveq1d 7417	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((2 · 𝐴) · 2) · 𝐴) = ((4 · 𝐴) · 𝐴))
81	76, 77, 80	3eqtr2d 2770	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · 𝐴)↑2) = ((4 · 𝐴) · 𝐴))
82	81	oveq2d 7418	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / ((2 · 𝐴)↑2)) = ((𝐵↑2) / ((4 · 𝐴) · 𝐴)))
83	71, 74, 82	3eqtrd 2768	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2) = ((𝐵↑2) / ((4 · 𝐴) · 𝐴)))
84	5, 21, 25, 22, 28	divdiv1d 12019	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) / 𝐴) = ((𝐵↑2) / ((4 · 𝐴) · 𝐴)))
85	83, 84	eqtr4d 2767	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) / 𝐴))
86	85	oveq2d 7418	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) = (𝐴 · (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) / 𝐴)))
87	38, 25, 28	divcan2d 11990	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 · (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) / 𝐴)) = ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)))
88	86, 87	eqtrd 2764	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) = ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)))
89	72, 69	mulneg2d 11666	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴))) = -(𝐵 · (𝐵 / (2 · 𝐴))))
90		sqval 14078	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝐵 ∈ ℂ → (𝐵↑2) = (𝐵 · 𝐵))
91	72, 90	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵↑2) = (𝐵 · 𝐵))
92	91	oveq1d 7417	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) = ((𝐵 · 𝐵) / (2 · 𝐴)))
93	72, 72, 50, 51	divassd 12023	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵 · 𝐵) / (2 · 𝐴)) = (𝐵 · (𝐵 / (2 · 𝐴))))
94	92, 93	eqtrd 2764	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) = (𝐵 · (𝐵 / (2 · 𝐴))))
95	94	negeqd 11452	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → -((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) = -(𝐵 · (𝐵 / (2 · 𝐴))))
96	89, 95	eqtr4d 2767	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴))) = -((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)))
97	88, 96	oveq12d 7420	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + -((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))))
98	4, 49	rerpdivcld 13045	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) ∈ ℝ)
99	98	recnd 11240	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) ∈ ℂ)
100	38, 99	negsubd 11575	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + -((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))))
101	97, 100	eqtrd 2764	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))))
102	101	oveq1d 7417	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))) + 𝐶) = ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))) + 𝐶))
103	38, 32, 99	addsubd 11590	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))) = ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))) + 𝐶))
104	102, 103	eqtr4d 2767	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))) + 𝐶) = ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))))
105	68, 104	breqtrd 5165	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 0 ≤ ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))))
106	37, 10	readdcld 11241	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶) ∈ ℝ)
107	106, 98	subge0d 11802	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (0 ≤ ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))) ↔ ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) ≤ (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶)))
108	105, 107	mpbid 231	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) ≤ (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶))
109	56, 108	eqbrtrd 5161	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))) ≤ (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶))
110	37, 10, 37	leadd2d 11807	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) ≤ 𝐶 ↔ (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))) ≤ (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶)))
111	109, 110	mpbird 257	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) ≤ 𝐶)
112	37, 10	suble0d 11803	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − 𝐶) ≤ 0 ↔ ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) ≤ 𝐶))
113	111, 112	mpbird 257	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − 𝐶) ≤ 0)
114	36, 113	eqbrtrd 5161	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) / (4 · 𝐴)) ≤ 0)
115	4, 13	resubcld 11640	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) ∈ ℝ)
116		0red 11215	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 0 ∈ ℝ)
117	115, 116, 20	ledivmuld 13067	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) / (4 · 𝐴)) ≤ 0 ↔ ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) ≤ ((4 · 𝐴) · 0)))
118	114, 117	mpbid 231	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) ≤ ((4 · 𝐴) · 0))
119	21	mul01d 11411	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((4 · 𝐴) · 0) = 0)
120	118, 119	breqtrd 5165	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) ≤ 0)
121	9	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝐶 ∈ ℝ)
122	121	ltp1d 12142	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝐶 < (𝐶 + 1))
123		peano2re 11385	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐶 ∈ ℝ → (𝐶 + 1) ∈ ℝ)
124	121, 123	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝐶 + 1) ∈ ℝ)
125	121, 124	ltnegd 11790	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝐶 < (𝐶 + 1) ↔ -(𝐶 + 1) < -𝐶))
126	122, 125	mpbid 231	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → -(𝐶 + 1) < -𝐶)
127		df-neg 11445	. . . . . . . . . 10 ⊢ -𝐶 = (0 − 𝐶)
128	126, 127	breqtrdi 5180	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → -(𝐶 + 1) < (0 − 𝐶))
129	124	renegcld 11639	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → -(𝐶 + 1) ∈ ℝ)
130		0red 11215	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 0 ∈ ℝ)
131	129, 121, 130	ltaddsubd 11812	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ((-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0 ↔ -(𝐶 + 1) < (0 − 𝐶)))
132	128, 131	mpbird 257	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0)
133	132	expr 456	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (𝐵 ≠ 0 → (-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0))
134		oveq1 7409	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 = (-(𝐶 + 1) / 𝐵) → (𝑥↑2) = ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2))
135	134	oveq2d 7418	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = (-(𝐶 + 1) / 𝐵) → (𝐴 · (𝑥↑2)) = (𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)))
136		oveq2 7410	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = (-(𝐶 + 1) / 𝐵) → (𝐵 · 𝑥) = (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵)))
137	135, 136	oveq12d 7420	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = (-(𝐶 + 1) / 𝐵) → ((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) = ((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))))
138	137	oveq1d 7417	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = (-(𝐶 + 1) / 𝐵) → (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶) = (((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))) + 𝐶))
139	138	breq2d 5151	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = (-(𝐶 + 1) / 𝐵) → (0 ≤ (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶) ↔ 0 ≤ (((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))) + 𝐶)))
140	64	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ∀𝑥 ∈ ℝ 0 ≤ (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶))
141	1	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝐵 ∈ ℝ)
142		simprr 770	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝐵 ≠ 0)
143	129, 141, 142	redivcld 12040	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (-(𝐶 + 1) / 𝐵) ∈ ℝ)
144	139, 140, 143	rspcdva 3605	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 0 ≤ (((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))) + 𝐶))
145		simprl 768	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 0 = 𝐴)
146	145	oveq1d 7417	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (0 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) = (𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)))
147	143	recnd 11240	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (-(𝐶 + 1) / 𝐵) ∈ ℂ)
148		sqcl 14081	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((-(𝐶 + 1) / 𝐵) ∈ ℂ → ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2) ∈ ℂ)
149	147, 148	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2) ∈ ℂ)
150	149	mul02d 11410	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (0 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) = 0)
151	146, 150	eqtr3d 2766	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) = 0)
152	129	recnd 11240	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → -(𝐶 + 1) ∈ ℂ)
153	141	recnd 11240	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝐵 ∈ ℂ)
154	152, 153, 142	divcan2d 11990	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵)) = -(𝐶 + 1))
155	151, 154	oveq12d 7420	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))) = (0 + -(𝐶 + 1)))
156	152	addlidd 11413	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (0 + -(𝐶 + 1)) = -(𝐶 + 1))
157	155, 156	eqtrd 2764	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))) = -(𝐶 + 1))
158	157	oveq1d 7417	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))) + 𝐶) = (-(𝐶 + 1) + 𝐶))
159	144, 158	breqtrd 5165	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 0 ≤ (-(𝐶 + 1) + 𝐶))
160		0re 11214	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ∈ ℝ
161	129, 121	readdcld 11241	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (-(𝐶 + 1) + 𝐶) ∈ ℝ)
162		lenlt 11290	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) ∈ ℝ) → (0 ≤ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) ↔ ¬ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0))
163	160, 161, 162	sylancr 586	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (0 ≤ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) ↔ ¬ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0))
164	159, 163	mpbid 231	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ¬ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0)
165	164	expr 456	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (𝐵 ≠ 0 → ¬ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0))
166	133, 165	pm2.65d 195	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → ¬ 𝐵 ≠ 0)
167		nne 2936	. . . . . 6 ⊢ (¬ 𝐵 ≠ 0 ↔ 𝐵 = 0)
168	166, 167	sylib 217	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → 𝐵 = 0)
169	168	sq0id 14156	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (𝐵↑2) = 0)
170		simpr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → 0 = 𝐴)
171	170	oveq1d 7417	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (0 · 𝐶) = (𝐴 · 𝐶))
172	9	recnd 11240	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
173	172	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
174	173	mul02d 11410	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (0 · 𝐶) = 0)
175	171, 174	eqtr3d 2766	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (𝐴 · 𝐶) = 0)
176	175	oveq2d 7418	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (4 · (𝐴 · 𝐶)) = (4 · 0))
177	26	mul01i 11402	. . . . 5 ⊢ (4 · 0) = 0
178	176, 177	eqtrdi 2780	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (4 · (𝐴 · 𝐶)) = 0)
179	169, 178	oveq12d 7420	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) = (0 − 0))
180		0m0e0 12330	. . . 4 ⊢ (0 − 0) = 0
181		0le0 12311	. . . 4 ⊢ 0 ≤ 0
182	180, 181	eqbrtri 5160	. . 3 ⊢ (0 − 0) ≤ 0
183	179, 182	eqbrtrdi 5178	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) ≤ 0)
184		eqid 2724	. . . 4 ⊢ if(1 ≤ (((𝐵 + if(0 ≤ 𝐶, 𝐶, 0)) + 1) / -𝐴), (((𝐵 + if(0 ≤ 𝐶, 𝐶, 0)) + 1) / -𝐴), 1) = if(1 ≤ (((𝐵 + if(0 ≤ 𝐶, 𝐶, 0)) + 1) / -𝐴), (((𝐵 + if(0 ≤ 𝐶, 𝐶, 0)) + 1) / -𝐴), 1)
185	7, 1, 9, 63, 184	discr1 14200	. . 3 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
186		leloe 11298	. . . 4 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (0 ≤ 𝐴 ↔ (0 < 𝐴 ∨ 0 = 𝐴)))
187	160, 7, 186	sylancr 586	. . 3 ⊢ (𝜑 → (0 ≤ 𝐴 ↔ (0 < 𝐴 ∨ 0 = 𝐴)))
188	185, 187	mpbid 231	. 2 ⊢ (𝜑 → (0 < 𝐴 ∨ 0 = 𝐴))
189	120, 183, 188	mpjaodan 955	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) ≤ 0)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∨ wo 844   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   ≠ wne 2932  ∀wral 3053  ifcif 4521   class class class wbr 5139  (class class class)co 7402  ℂcc 11105  ℝcr 11106  0cc0 11107  1c1 11108   + caddc 11110   · cmul 11112   < clt 11246   ≤ cle 11247   − cmin 11442  -cneg 11443   / cdiv 11869  2c2 12265  4c4 12267  ℝ⁺crp 12972  ↑cexp 14025

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-sep 5290  ax-nul 5297  ax-pow 5354  ax-pr 5418  ax-un 7719  ax-cnex 11163  ax-resscn 11164  ax-1cn 11165  ax-icn 11166  ax-addcl 11167  ax-addrcl 11168  ax-mulcl 11169  ax-mulrcl 11170  ax-mulcom 11171  ax-addass 11172  ax-mulass 11173  ax-distr 11174  ax-i2m1 11175  ax-1ne0 11176  ax-1rid 11177  ax-rnegex 11178  ax-rrecex 11179  ax-cnre 11180  ax-pre-lttri 11181  ax-pre-lttrn 11182  ax-pre-ltadd 11183  ax-pre-mulgt0 11184

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3063  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3771  df-csb 3887  df-dif 3944  df-un 3946  df-in 3948  df-ss 3958  df-pss 3960  df-nul 4316  df-if 4522  df-pw 4597  df-sn 4622  df-pr 4624  df-op 4628  df-uni 4901  df-iun 4990  df-br 5140  df-opab 5202  df-mpt 5223  df-tr 5257  df-id 5565  df-eprel 5571  df-po 5579  df-so 5580  df-fr 5622  df-we 5624  df-xp 5673  df-rel 5674  df-cnv 5675  df-co 5676  df-dm 5677  df-rn 5678  df-res 5679  df-ima 5680  df-pred 6291  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6486  df-fun 6536  df-fn 6537  df-f 6538  df-f1 6539  df-fo 6540  df-f1o 6541  df-fv 6542  df-riota 7358  df-ov 7405  df-oprab 7406  df-mpo 7407  df-om 7850  df-2nd 7970  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-er 8700  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-pnf 11248  df-mnf 11249  df-xr 11250  df-ltxr 11251  df-le 11252  df-sub 11444  df-neg 11445  df-div 11870  df-nn 12211  df-2 12273  df-3 12274  df-4 12275  df-n0 12471  df-z 12557  df-uz 12821  df-rp 12973  df-seq 13965  df-exp 14026

This theorem is referenced by:  csbren  25251  normlem6  30840