MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  discr Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem discr 13604
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 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
discr.2 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
discr.3 (𝜑𝐶 ∈ ℝ)
discr.4 ((𝜑𝑥 ∈ 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
StepHypRef Expression
1 discr.2 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
21adantr 483 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
3 resqcl 13493 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ ℝ → (𝐵↑2) ∈ ℝ)
42, 3syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵↑2) ∈ ℝ)
54recnd 10671 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵↑2) ∈ ℂ)
6 4re 11724 . . . . . . . . 9 4 ∈ ℝ
7 discr.1 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
87adantr 483 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
9 discr.3 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐶 ∈ ℝ)
109adantr 483 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐶 ∈ ℝ)
118, 10remulcld 10673 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 · 𝐶) ∈ ℝ)
12 remulcl 10624 . . . . . . . . 9 ((4 ∈ ℝ ∧ (𝐴 · 𝐶) ∈ ℝ) → (4 · (𝐴 · 𝐶)) ∈ ℝ)
136, 11, 12sylancr 589 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (4 · (𝐴 · 𝐶)) ∈ ℝ)
1413recnd 10671 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (4 · (𝐴 · 𝐶)) ∈ ℂ)
15 4pos 11747 . . . . . . . . . 10 0 < 4
166, 15elrpii 12395 . . . . . . . . 9 4 ∈ ℝ+
17 simpr 487 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 0 < 𝐴)
188, 17elrpd 12431 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ+)
19 rpmulcl 12415 . . . . . . . . 9 ((4 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℝ+) → (4 · 𝐴) ∈ ℝ+)
2016, 18, 19sylancr 589 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (4 · 𝐴) ∈ ℝ+)
2120rpcnd 12436 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (4 · 𝐴) ∈ ℂ)
2220rpne0d 12439 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (4 · 𝐴) ≠ 0)
235, 14, 21, 22divsubdird 11457 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) / (4 · 𝐴)) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − ((4 · (𝐴 · 𝐶)) / (4 · 𝐴))))
2411recnd 10671 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 · 𝐶) ∈ ℂ)
258recnd 10671 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℂ)
26 4cn 11725 . . . . . . . . . 10 4 ∈ ℂ
2726a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 4 ∈ ℂ)
2818rpne0d 12439 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 ≠ 0)
29 4ne0 11748 . . . . . . . . . 10 4 ≠ 0
3029a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 4 ≠ 0)
3124, 25, 27, 28, 30divcan5d 11444 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((4 · (𝐴 · 𝐶)) / (4 · 𝐴)) = ((𝐴 · 𝐶) / 𝐴))
3210recnd 10671 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
3332, 25, 28divcan3d 11423 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐴 · 𝐶) / 𝐴) = 𝐶)
3431, 33eqtrd 2858 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((4 · (𝐴 · 𝐶)) / (4 · 𝐴)) = 𝐶)
3534oveq2d 7174 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − ((4 · (𝐴 · 𝐶)) / (4 · 𝐴))) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − 𝐶))
3623, 35eqtrd 2858 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) / (4 · 𝐴)) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − 𝐶))
374, 20rerpdivcld 12465 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) ∈ ℝ)
3837recnd 10671 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) ∈ ℂ)
39382timesd 11883 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (2 · ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))))
40 2t2e4 11804 . . . . . . . . . . . . 13 (2 · 2) = 4
4140oveq1i 7168 . . . . . . . . . . . 12 ((2 · 2) · 𝐴) = (4 · 𝐴)
42 2cnd 11718 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 2 ∈ ℂ)
4342, 42, 25mulassd 10666 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · 2) · 𝐴) = (2 · (2 · 𝐴)))
4441, 43syl5eqr 2872 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (4 · 𝐴) = (2 · (2 · 𝐴)))
4544oveq2d 7174 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · (𝐵↑2)) / (4 · 𝐴)) = ((2 · (𝐵↑2)) / (2 · (2 · 𝐴))))
4642, 5, 21, 22divassd 11453 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · (𝐵↑2)) / (4 · 𝐴)) = (2 · ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))))
47 2rp 12397 . . . . . . . . . . . . 13 2 ∈ ℝ+
48 rpmulcl 12415 . . . . . . . . . . . . 13 ((2 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℝ+) → (2 · 𝐴) ∈ ℝ+)
4947, 18, 48sylancr 589 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (2 · 𝐴) ∈ ℝ+)
5049rpcnd 12436 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (2 · 𝐴) ∈ ℂ)
5149rpne0d 12439 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (2 · 𝐴) ≠ 0)
52 2ne0 11744 . . . . . . . . . . . 12 2 ≠ 0
5352a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 2 ≠ 0)
545, 50, 42, 51, 53divcan5d 11444 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · (𝐵↑2)) / (2 · (2 · 𝐴))) = ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)))
5545, 46, 543eqtr3d 2866 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (2 · ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))) = ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)))
5639, 55eqtr3d 2860 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))) = ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)))
57 oveq1 7165 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = -(𝐵 / (2 · 𝐴)) → (𝑥↑2) = (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2))
5857oveq2d 7174 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = -(𝐵 / (2 · 𝐴)) → (𝐴 · (𝑥↑2)) = (𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)))
59 oveq2 7166 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = -(𝐵 / (2 · 𝐴)) → (𝐵 · 𝑥) = (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴))))
6058, 59oveq12d 7176 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = -(𝐵 / (2 · 𝐴)) → ((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) = ((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))))
6160oveq1d 7173 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = -(𝐵 / (2 · 𝐴)) → (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶) = (((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))) + 𝐶))
6261breq2d 5080 . . . . . . . . . . 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 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → 0 ≤ (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶))
6463ralrimiva 3184 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ 0 ≤ (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶))
6564adantr 483 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ∀𝑥 ∈ ℝ 0 ≤ (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶))
662, 49rerpdivcld 12465 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵 / (2 · 𝐴)) ∈ ℝ)
6766renegcld 11069 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → -(𝐵 / (2 · 𝐴)) ∈ ℝ)
6862, 65, 67rspcdva 3627 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 0 ≤ (((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))) + 𝐶))
6966recnd 10671 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵 / (2 · 𝐴)) ∈ ℂ)
70 sqneg 13485 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐵 / (2 · 𝐴)) ∈ ℂ → (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2) = ((𝐵 / (2 · 𝐴))↑2))
7169, 70syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2) = ((𝐵 / (2 · 𝐴))↑2))
722recnd 10671 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
73 sqdiv 13490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ (2 · 𝐴) ∈ ℂ ∧ (2 · 𝐴) ≠ 0) → ((𝐵 / (2 · 𝐴))↑2) = ((𝐵↑2) / ((2 · 𝐴)↑2)))
7472, 50, 51, 73syl3anc 1367 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵 / (2 · 𝐴))↑2) = ((𝐵↑2) / ((2 · 𝐴)↑2)))
75 sqval 13484 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((2 · 𝐴) ∈ ℂ → ((2 · 𝐴)↑2) = ((2 · 𝐴) · (2 · 𝐴)))
7650, 75syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · 𝐴)↑2) = ((2 · 𝐴) · (2 · 𝐴)))
7750, 42, 25mulassd 10666 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((2 · 𝐴) · 2) · 𝐴) = ((2 · 𝐴) · (2 · 𝐴)))
7842, 25, 42mul32d 10852 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · 𝐴) · 2) = ((2 · 2) · 𝐴))
7978, 41syl6eq 2874 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · 𝐴) · 2) = (4 · 𝐴))
8079oveq1d 7173 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((2 · 𝐴) · 2) · 𝐴) = ((4 · 𝐴) · 𝐴))
8176, 77, 803eqtr2d 2864 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((2 · 𝐴)↑2) = ((4 · 𝐴) · 𝐴))
8281oveq2d 7174 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / ((2 · 𝐴)↑2)) = ((𝐵↑2) / ((4 · 𝐴) · 𝐴)))
8371, 74, 823eqtrd 2862 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2) = ((𝐵↑2) / ((4 · 𝐴) · 𝐴)))
845, 21, 25, 22, 28divdiv1d 11449 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) / 𝐴) = ((𝐵↑2) / ((4 · 𝐴) · 𝐴)))
8583, 84eqtr4d 2861 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) / 𝐴))
8685oveq2d 7174 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) = (𝐴 · (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) / 𝐴)))
8738, 25, 28divcan2d 11420 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 · (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) / 𝐴)) = ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)))
8886, 87eqtrd 2858 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) = ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)))
8972, 69mulneg2d 11096 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴))) = -(𝐵 · (𝐵 / (2 · 𝐴))))
90 sqval 13484 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝐵 ∈ ℂ → (𝐵↑2) = (𝐵 · 𝐵))
9172, 90syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵↑2) = (𝐵 · 𝐵))
9291oveq1d 7173 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) = ((𝐵 · 𝐵) / (2 · 𝐴)))
9372, 72, 50, 51divassd 11453 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵 · 𝐵) / (2 · 𝐴)) = (𝐵 · (𝐵 / (2 · 𝐴))))
9492, 93eqtrd 2858 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) = (𝐵 · (𝐵 / (2 · 𝐴))))
9594negeqd 10882 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → -((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) = -(𝐵 · (𝐵 / (2 · 𝐴))))
9689, 95eqtr4d 2861 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴))) = -((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)))
9788, 96oveq12d 7176 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + -((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))))
984, 49rerpdivcld 12465 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) ∈ ℝ)
9998recnd 10671 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) ∈ ℂ)
10038, 99negsubd 11005 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + -((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))))
10197, 100eqtrd 2858 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))) = (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))))
102101oveq1d 7173 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))) + 𝐶) = ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))) + 𝐶))
10338, 32, 99addsubd 11020 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))) = ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))) + 𝐶))
104102, 103eqtr4d 2861 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐴 · (-(𝐵 / (2 · 𝐴))↑2)) + (𝐵 · -(𝐵 / (2 · 𝐴)))) + 𝐶) = ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))))
10568, 104breqtrd 5094 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 0 ≤ ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))))
10637, 10readdcld 10672 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶) ∈ ℝ)
107106, 98subge0d 11232 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (0 ≤ ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶) − ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴))) ↔ ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) ≤ (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶)))
108105, 107mpbid 234 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (2 · 𝐴)) ≤ (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶))
10956, 108eqbrtrd 5090 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))) ≤ (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶))
11037, 10, 37leadd2d 11237 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) ≤ 𝐶 ↔ (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴))) ≤ (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) + 𝐶)))
111109, 110mpbird 259 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) ≤ 𝐶)
11237, 10suble0d 11233 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − 𝐶) ≤ 0 ↔ ((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) ≤ 𝐶))
113111, 112mpbird 259 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) / (4 · 𝐴)) − 𝐶) ≤ 0)
11436, 113eqbrtrd 5090 . . . 4 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → (((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) / (4 · 𝐴)) ≤ 0)
1154, 13resubcld 11070 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) ∈ ℝ)
116 0red 10646 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 0 ∈ ℝ)
117115, 116, 20ledivmuld 12487 . . . 4 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) / (4 · 𝐴)) ≤ 0 ↔ ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) ≤ ((4 · 𝐴) · 0)))
118114, 117mpbid 234 . . 3 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) ≤ ((4 · 𝐴) · 0))
11921mul01d 10841 . . 3 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((4 · 𝐴) · 0) = 0)
120118, 119breqtrd 5094 . 2 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) ≤ 0)
1219adantr 483 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → 𝐶 ∈ ℝ)
122121ltp1d 11572 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → 𝐶 < (𝐶 + 1))
123 peano2re 10815 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐶 ∈ ℝ → (𝐶 + 1) ∈ ℝ)
124121, 123syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → (𝐶 + 1) ∈ ℝ)
125121, 124ltnegd 11220 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → (𝐶 < (𝐶 + 1) ↔ -(𝐶 + 1) < -𝐶))
126122, 125mpbid 234 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → -(𝐶 + 1) < -𝐶)
127 df-neg 10875 . . . . . . . . . 10 -𝐶 = (0 − 𝐶)
128126, 127breqtrdi 5109 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → -(𝐶 + 1) < (0 − 𝐶))
129124renegcld 11069 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → -(𝐶 + 1) ∈ ℝ)
130 0red 10646 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → 0 ∈ ℝ)
131129, 121, 130ltaddsubd 11242 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → ((-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0 ↔ -(𝐶 + 1) < (0 − 𝐶)))
132128, 131mpbird 259 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → (-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0)
133132expr 459 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (𝐵 ≠ 0 → (-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0))
134 oveq1 7165 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = (-(𝐶 + 1) / 𝐵) → (𝑥↑2) = ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2))
135134oveq2d 7174 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (-(𝐶 + 1) / 𝐵) → (𝐴 · (𝑥↑2)) = (𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)))
136 oveq2 7166 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (-(𝐶 + 1) / 𝐵) → (𝐵 · 𝑥) = (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵)))
137135, 136oveq12d 7176 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (-(𝐶 + 1) / 𝐵) → ((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) = ((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))))
138137oveq1d 7173 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (-(𝐶 + 1) / 𝐵) → (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶) = (((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))) + 𝐶))
139138breq2d 5080 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (-(𝐶 + 1) / 𝐵) → (0 ≤ (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶) ↔ 0 ≤ (((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))) + 𝐶)))
14064adantr 483 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → ∀𝑥 ∈ ℝ 0 ≤ (((𝐴 · (𝑥↑2)) + (𝐵 · 𝑥)) + 𝐶))
1411adantr 483 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → 𝐵 ∈ ℝ)
142 simprr 771 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → 𝐵 ≠ 0)
143129, 141, 142redivcld 11470 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → (-(𝐶 + 1) / 𝐵) ∈ ℝ)
144139, 140, 143rspcdva 3627 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → 0 ≤ (((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))) + 𝐶))
145 simprl 769 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → 0 = 𝐴)
146145oveq1d 7173 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → (0 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) = (𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)))
147143recnd 10671 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → (-(𝐶 + 1) / 𝐵) ∈ ℂ)
148 sqcl 13487 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((-(𝐶 + 1) / 𝐵) ∈ ℂ → ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2) ∈ ℂ)
149147, 148syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2) ∈ ℂ)
150149mul02d 10840 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → (0 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) = 0)
151146, 150eqtr3d 2860 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → (𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) = 0)
152129recnd 10671 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → -(𝐶 + 1) ∈ ℂ)
153141recnd 10671 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → 𝐵 ∈ ℂ)
154152, 153, 142divcan2d 11420 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵)) = -(𝐶 + 1))
155151, 154oveq12d 7176 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → ((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))) = (0 + -(𝐶 + 1)))
156152addid2d 10843 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → (0 + -(𝐶 + 1)) = -(𝐶 + 1))
157155, 156eqtrd 2858 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → ((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))) = -(𝐶 + 1))
158157oveq1d 7173 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → (((𝐴 · ((-(𝐶 + 1) / 𝐵)↑2)) + (𝐵 · (-(𝐶 + 1) / 𝐵))) + 𝐶) = (-(𝐶 + 1) + 𝐶))
159144, 158breqtrd 5094 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → 0 ≤ (-(𝐶 + 1) + 𝐶))
160 0re 10645 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ
161129, 121readdcld 10672 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → (-(𝐶 + 1) + 𝐶) ∈ ℝ)
162 lenlt 10721 . . . . . . . . . 10 ((0 ∈ ℝ ∧ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) ∈ ℝ) → (0 ≤ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) ↔ ¬ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0))
163160, 161, 162sylancr 589 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → (0 ≤ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) ↔ ¬ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0))
164159, 163mpbid 234 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (0 = 𝐴𝐵 ≠ 0)) → ¬ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0)
165164expr 459 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (𝐵 ≠ 0 → ¬ (-(𝐶 + 1) + 𝐶) < 0))
166133, 165pm2.65d 198 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → ¬ 𝐵 ≠ 0)
167 nne 3022 . . . . . 6 𝐵 ≠ 0 ↔ 𝐵 = 0)
168166, 167sylib 220 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → 𝐵 = 0)
169168sq0id 13560 . . . 4 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (𝐵↑2) = 0)
170 simpr 487 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → 0 = 𝐴)
171170oveq1d 7173 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (0 · 𝐶) = (𝐴 · 𝐶))
1729recnd 10671 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
173172adantr 483 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
174173mul02d 10840 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (0 · 𝐶) = 0)
175171, 174eqtr3d 2860 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (𝐴 · 𝐶) = 0)
176175oveq2d 7174 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (4 · (𝐴 · 𝐶)) = (4 · 0))
17726mul01i 10832 . . . . 5 (4 · 0) = 0
178176, 177syl6eq 2874 . . . 4 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → (4 · (𝐴 · 𝐶)) = 0)
179169, 178oveq12d 7176 . . 3 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) = (0 − 0))
180 0m0e0 11760 . . . 4 (0 − 0) = 0
181 0le0 11741 . . . 4 0 ≤ 0
182180, 181eqbrtri 5089 . . 3 (0 − 0) ≤ 0
183179, 182eqbrtrdi 5107 . 2 ((𝜑 ∧ 0 = 𝐴) → ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) ≤ 0)
184 eqid 2823 . . . 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)
1857, 1, 9, 63, 184discr1 13603 . . 3 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
186 leloe 10729 . . . 4 ((0 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (0 ≤ 𝐴 ↔ (0 < 𝐴 ∨ 0 = 𝐴)))
187160, 7, 186sylancr 589 . . 3 (𝜑 → (0 ≤ 𝐴 ↔ (0 < 𝐴 ∨ 0 = 𝐴)))
188185, 187mpbid 234 . 2 (𝜑 → (0 < 𝐴 ∨ 0 = 𝐴))
189120, 183, 188mpjaodan 955 1 (𝜑 → ((𝐵↑2) − (4 · (𝐴 · 𝐶))) ≤ 0)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 208  wa 398  wo 843   = wceq 1537  wcel 2114  wne 3018  wral 3140  ifcif 4469   class class class wbr 5068  (class class class)co 7158  cc 10537  cr 10538  0cc0 10539  1c1 10540   + caddc 10542   · cmul 10544   < clt 10677  cle 10678  cmin 10872  -cneg 10873   / cdiv 11299  2c2 11695  4c4 11697  +crp 12392  cexp 13432
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2795  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-1cn 10597  ax-icn 10598  ax-addcl 10599  ax-addrcl 10600  ax-mulcl 10601  ax-mulrcl 10602  ax-mulcom 10603  ax-addass 10604  ax-mulass 10605  ax-distr 10606  ax-i2m1 10607  ax-1ne0 10608  ax-1rid 10609  ax-rnegex 10610  ax-rrecex 10611  ax-cnre 10612  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614  ax-pre-ltadd 10615  ax-pre-mulgt0 10616
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-reu 3147  df-rmo 3148  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-pss 3956  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-tp 4574  df-op 4576  df-uni 4841  df-iun 4923  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-tr 5175  df-id 5462  df-eprel 5467  df-po 5476  df-so 5477  df-fr 5516  df-we 5518  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-pred 6150  df-ord 6196  df-on 6197  df-lim 6198  df-suc 6199  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-riota 7116  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-om 7583  df-2nd 7692  df-wrecs 7949  df-recs 8010  df-rdg 8048  df-er 8291  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-sub 10874  df-neg 10875  df-div 11300  df-nn 11641  df-2 11703  df-3 11704  df-4 11705  df-n0 11901  df-z 11985  df-uz 12247  df-rp 12393  df-seq 13373  df-exp 13433
This theorem is referenced by:  csbren  24004  normlem6  28894
  Copyright terms: Public domain W3C validator