Proof of Theorem qdiff
| Step | Hyp | Ref
| Expression |
| 1 | | neeq1 2995 |
. . . . 5
⊢ (𝑞 = (𝐴 − 1) → (𝑞 ≠ 𝑟 ↔ (𝐴 − 1) ≠ 𝑟)) |
| 2 | | oveq2 7370 |
. . . . . 6
⊢ (𝑞 = (𝐴 − 1) → (𝐴 − 𝑞) = (𝐴 − (𝐴 − 1))) |
| 3 | 2 | fveqeq2d 6844 |
. . . . 5
⊢ (𝑞 = (𝐴 − 1) → ((abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)) ↔ (abs‘(𝐴 − (𝐴 − 1))) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) |
| 4 | 1, 3 | anbi12d 633 |
. . . 4
⊢ (𝑞 = (𝐴 − 1) → ((𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟))) ↔ ((𝐴 − 1) ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝐴 − 1))) = (abs‘(𝐴 − 𝑟))))) |
| 5 | 4 | rexbidv 3162 |
. . 3
⊢ (𝑞 = (𝐴 − 1) → (∃𝑟 ∈ ℚ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟))) ↔ ∃𝑟 ∈ ℚ ((𝐴 − 1) ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝐴 − 1))) = (abs‘(𝐴 − 𝑟))))) |
| 6 | | 1z 12552 |
. . . . 5
⊢ 1 ∈
ℤ |
| 7 | | zq 12899 |
. . . . 5
⊢ (1 ∈
ℤ → 1 ∈ ℚ) |
| 8 | 6, 7 | ax-mp 5 |
. . . 4
⊢ 1 ∈
ℚ |
| 9 | | qsubcl 12913 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 1 ∈
ℚ) → (𝐴 −
1) ∈ ℚ) |
| 10 | 8, 9 | mpan2 692 |
. . 3
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → (𝐴 − 1) ∈
ℚ) |
| 11 | | qaddcl 12910 |
. . . . 5
⊢ ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 1 ∈
ℚ) → (𝐴 + 1)
∈ ℚ) |
| 12 | 8, 11 | mpan2 692 |
. . . 4
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → (𝐴 + 1) ∈
ℚ) |
| 13 | | qre 12898 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈
ℝ) |
| 14 | | 1rp 12941 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ 1 ∈
ℝ+ |
| 15 | 14, 14 | pm3.2i 470 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (1 ∈
ℝ+ ∧ 1 ∈ ℝ+) |
| 16 | | rpaddcl 12961 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((1
∈ ℝ+ ∧ 1 ∈ ℝ+) → (1 + 1)
∈ ℝ+) |
| 17 | 15, 16 | mp1i 13 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → (1 + 1)
∈ ℝ+) |
| 18 | 13, 17 | ltaddrpd 13014 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 < (𝐴 + (1 + 1))) |
| 19 | 13, 18 | ltned 11277 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ≠ (𝐴 + (1 + 1))) |
| 20 | 19 | neneqd 2938 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → ¬
𝐴 = (𝐴 + (1 + 1))) |
| 21 | 20 | neqcomd 2747 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → ¬
(𝐴 + (1 + 1)) = 𝐴) |
| 22 | | qcn 12908 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈
ℂ) |
| 23 | | 1cnd 11134 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → 1 ∈
ℂ) |
| 24 | 22, 23, 23 | addassd 11162 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → ((𝐴 + 1) + 1) = (𝐴 + (1 + 1))) |
| 25 | 24 | eqeq1d 2739 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → (((𝐴 + 1) + 1) = 𝐴 ↔ (𝐴 + (1 + 1)) = 𝐴)) |
| 26 | 21, 25 | mtbird 325 |
. . . . . 6
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → ¬
((𝐴 + 1) + 1) = 𝐴) |
| 27 | 22, 23 | addcld 11159 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → (𝐴 + 1) ∈
ℂ) |
| 28 | 22, 23, 27 | subadd2d 11519 |
. . . . . 6
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → ((𝐴 − 1) = (𝐴 + 1) ↔ ((𝐴 + 1) + 1) = 𝐴)) |
| 29 | 26, 28 | mtbird 325 |
. . . . 5
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → ¬
(𝐴 − 1) = (𝐴 + 1)) |
| 30 | 29 | neqned 2940 |
. . . 4
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → (𝐴 − 1) ≠ (𝐴 + 1)) |
| 31 | 23 | absnegd 15409 |
. . . . 5
⊢ (𝐴 ∈ ℚ →
(abs‘-1) = (abs‘1)) |
| 32 | 22, 22, 23 | subsub4d 11531 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → ((𝐴 − 𝐴) − 1) = (𝐴 − (𝐴 + 1))) |
| 33 | 22 | subidd 11488 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → (𝐴 − 𝐴) = 0) |
| 34 | 33 | oveq1d 7377 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → ((𝐴 − 𝐴) − 1) = (0 −
1)) |
| 35 | | df-neg 11375 |
. . . . . . . 8
⊢ -1 = (0
− 1) |
| 36 | 34, 35 | eqtr4di 2790 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → ((𝐴 − 𝐴) − 1) = -1) |
| 37 | 32, 36 | eqtr3d 2774 |
. . . . . 6
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → (𝐴 − (𝐴 + 1)) = -1) |
| 38 | 37 | fveq2d 6840 |
. . . . 5
⊢ (𝐴 ∈ ℚ →
(abs‘(𝐴 −
(𝐴 + 1))) =
(abs‘-1)) |
| 39 | 22, 23 | nncand 11505 |
. . . . . 6
⊢ (𝐴 ∈ ℚ → (𝐴 − (𝐴 − 1)) = 1) |
| 40 | 39 | fveq2d 6840 |
. . . . 5
⊢ (𝐴 ∈ ℚ →
(abs‘(𝐴 −
(𝐴 − 1))) =
(abs‘1)) |
| 41 | 31, 38, 40 | 3eqtr4rd 2783 |
. . . 4
⊢ (𝐴 ∈ ℚ →
(abs‘(𝐴 −
(𝐴 − 1))) =
(abs‘(𝐴 −
(𝐴 + 1)))) |
| 42 | | neeq2 2996 |
. . . . . 6
⊢ (𝑟 = (𝐴 + 1) → ((𝐴 − 1) ≠ 𝑟 ↔ (𝐴 − 1) ≠ (𝐴 + 1))) |
| 43 | | oveq2 7370 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑟 = (𝐴 + 1) → (𝐴 − 𝑟) = (𝐴 − (𝐴 + 1))) |
| 44 | 43 | fveq2d 6840 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑟 = (𝐴 + 1) → (abs‘(𝐴 − 𝑟)) = (abs‘(𝐴 − (𝐴 + 1)))) |
| 45 | 44 | eqeq2d 2748 |
. . . . . 6
⊢ (𝑟 = (𝐴 + 1) → ((abs‘(𝐴 − (𝐴 − 1))) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)) ↔ (abs‘(𝐴 − (𝐴 − 1))) = (abs‘(𝐴 − (𝐴 + 1))))) |
| 46 | 42, 45 | anbi12d 633 |
. . . . 5
⊢ (𝑟 = (𝐴 + 1) → (((𝐴 − 1) ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝐴 − 1))) = (abs‘(𝐴 − 𝑟))) ↔ ((𝐴 − 1) ≠ (𝐴 + 1) ∧ (abs‘(𝐴 − (𝐴 − 1))) = (abs‘(𝐴 − (𝐴 + 1)))))) |
| 47 | 46 | rspcev 3565 |
. . . 4
⊢ (((𝐴 + 1) ∈ ℚ ∧
((𝐴 − 1) ≠ (𝐴 + 1) ∧ (abs‘(𝐴 − (𝐴 − 1))) = (abs‘(𝐴 − (𝐴 + 1))))) → ∃𝑟 ∈ ℚ ((𝐴 − 1) ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝐴 − 1))) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) |
| 48 | 12, 30, 41, 47 | syl12anc 837 |
. . 3
⊢ (𝐴 ∈ ℚ →
∃𝑟 ∈ ℚ
((𝐴 − 1) ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − (𝐴 − 1))) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) |
| 49 | 5, 10, 48 | rspcedvdw 3568 |
. 2
⊢ (𝐴 ∈ ℚ →
∃𝑞 ∈ ℚ
∃𝑟 ∈ ℚ
(𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) |
| 50 | | 2cnd 12254 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → 2 ∈
ℂ) |
| 51 | | simpll 767 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → 𝐴 ∈ ℝ) |
| 52 | 51 | recnd 11168 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → 𝐴 ∈ ℂ) |
| 53 | | simplrl 777 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → 𝑞 ∈ ℚ) |
| 54 | 53 | qred 12900 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → 𝑞 ∈ ℝ) |
| 55 | 54 | recnd 11168 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → 𝑞 ∈ ℂ) |
| 56 | 52, 55 | mulcld 11160 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (𝐴 · 𝑞) ∈ ℂ) |
| 57 | | simplrr 778 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → 𝑟 ∈ ℚ) |
| 58 | 57 | qred 12900 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → 𝑟 ∈ ℝ) |
| 59 | 58 | recnd 11168 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → 𝑟 ∈ ℂ) |
| 60 | 52, 59 | mulcld 11160 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (𝐴 · 𝑟) ∈ ℂ) |
| 61 | 50, 56, 60 | subdid 11601 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (2 · ((𝐴 · 𝑞) − (𝐴 · 𝑟))) = ((2 · (𝐴 · 𝑞)) − (2 · (𝐴 · 𝑟)))) |
| 62 | 52 | sqcld 14101 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (𝐴↑2) ∈ ℂ) |
| 63 | 50, 60 | mulcld 11160 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (2 · (𝐴 · 𝑟)) ∈ ℂ) |
| 64 | 50, 56 | mulcld 11160 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (2 · (𝐴 · 𝑞)) ∈ ℂ) |
| 65 | 62, 63, 64 | nnncan1d 11534 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑟))) − ((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑞)))) = ((2 · (𝐴 · 𝑞)) − (2 · (𝐴 · 𝑟)))) |
| 66 | | simprr 773 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟))) |
| 67 | 51, 54 | resubcld 11573 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (𝐴 − 𝑞) ∈ ℝ) |
| 68 | 51, 58 | resubcld 11573 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (𝐴 − 𝑟) ∈ ℝ) |
| 69 | | sqabs 15264 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝐴 − 𝑞) ∈ ℝ ∧ (𝐴 − 𝑟) ∈ ℝ) → (((𝐴 − 𝑞)↑2) = ((𝐴 − 𝑟)↑2) ↔ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) |
| 70 | 67, 68, 69 | syl2anc 585 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (((𝐴 − 𝑞)↑2) = ((𝐴 − 𝑟)↑2) ↔ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) |
| 71 | 66, 70 | mpbird 257 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → ((𝐴 − 𝑞)↑2) = ((𝐴 − 𝑟)↑2)) |
| 72 | | binom2sub 14177 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑞 ∈ ℂ) → ((𝐴 − 𝑞)↑2) = (((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑞))) + (𝑞↑2))) |
| 73 | 52, 55, 72 | syl2anc 585 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → ((𝐴 − 𝑞)↑2) = (((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑞))) + (𝑞↑2))) |
| 74 | | binom2sub 14177 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑟 ∈ ℂ) → ((𝐴 − 𝑟)↑2) = (((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑟))) + (𝑟↑2))) |
| 75 | 52, 59, 74 | syl2anc 585 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → ((𝐴 − 𝑟)↑2) = (((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑟))) + (𝑟↑2))) |
| 76 | 71, 73, 75 | 3eqtr3d 2780 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑞))) + (𝑞↑2)) = (((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑟))) + (𝑟↑2))) |
| 77 | 62, 64 | subcld 11500 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → ((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑞))) ∈ ℂ) |
| 78 | 55 | sqcld 14101 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (𝑞↑2) ∈ ℂ) |
| 79 | 62, 63 | subcld 11500 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → ((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑟))) ∈ ℂ) |
| 80 | 59 | sqcld 14101 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (𝑟↑2) ∈ ℂ) |
| 81 | 77, 78, 79, 80 | addsubeq4d 11551 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → ((((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑞))) + (𝑞↑2)) = (((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑟))) + (𝑟↑2)) ↔ (((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑟))) − ((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑞)))) = ((𝑞↑2) − (𝑟↑2)))) |
| 82 | 76, 81 | mpbid 232 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑟))) − ((𝐴↑2) − (2 · (𝐴 · 𝑞)))) = ((𝑞↑2) − (𝑟↑2))) |
| 83 | 61, 65, 82 | 3eqtr2d 2778 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (2 · ((𝐴 · 𝑞) − (𝐴 · 𝑟))) = ((𝑞↑2) − (𝑟↑2))) |
| 84 | 78, 80 | subcld 11500 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → ((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) ∈ ℂ) |
| 85 | 56, 60 | subcld 11500 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → ((𝐴 · 𝑞) − (𝐴 · 𝑟)) ∈ ℂ) |
| 86 | | 2ne0 12280 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 2 ≠
0 |
| 87 | 86 | a1i 11 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → 2 ≠ 0) |
| 88 | 84, 50, 85, 87 | divmuld 11948 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → ((((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) / 2) = ((𝐴 · 𝑞) − (𝐴 · 𝑟)) ↔ (2 · ((𝐴 · 𝑞) − (𝐴 · 𝑟))) = ((𝑞↑2) − (𝑟↑2)))) |
| 89 | 83, 88 | mpbird 257 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) / 2) = ((𝐴 · 𝑞) − (𝐴 · 𝑟))) |
| 90 | 52, 55, 59 | subdid 11601 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (𝐴 · (𝑞 − 𝑟)) = ((𝐴 · 𝑞) − (𝐴 · 𝑟))) |
| 91 | 89, 90 | eqtr4d 2775 |
. . . . . 6
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) / 2) = (𝐴 · (𝑞 − 𝑟))) |
| 92 | 84 | halfcld 12417 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) / 2) ∈
ℂ) |
| 93 | 55, 59 | subcld 11500 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (𝑞 − 𝑟) ∈ ℂ) |
| 94 | | simprl 771 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → 𝑞 ≠ 𝑟) |
| 95 | 55, 59, 94 | subne0d 11509 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (𝑞 − 𝑟) ≠ 0) |
| 96 | 92, 52, 93, 95 | divmul3d 11960 |
. . . . . 6
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (((((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) / 2) / (𝑞 − 𝑟)) = 𝐴 ↔ (((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) / 2) = (𝐴 · (𝑞 − 𝑟)))) |
| 97 | 91, 96 | mpbird 257 |
. . . . 5
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → ((((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) / 2) / (𝑞 − 𝑟)) = 𝐴) |
| 98 | | qsqcl 14087 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑞 ∈ ℚ → (𝑞↑2) ∈
ℚ) |
| 99 | 53, 98 | syl 17 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (𝑞↑2) ∈ ℚ) |
| 100 | | qsqcl 14087 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑟 ∈ ℚ → (𝑟↑2) ∈
ℚ) |
| 101 | 57, 100 | syl 17 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (𝑟↑2) ∈ ℚ) |
| 102 | | qsubcl 12913 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝑞↑2) ∈ ℚ ∧
(𝑟↑2) ∈ ℚ)
→ ((𝑞↑2) −
(𝑟↑2)) ∈
ℚ) |
| 103 | 99, 101, 102 | syl2anc 585 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → ((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) ∈ ℚ) |
| 104 | | 2z 12554 |
. . . . . . . 8
⊢ 2 ∈
ℤ |
| 105 | | zq 12899 |
. . . . . . . 8
⊢ (2 ∈
ℤ → 2 ∈ ℚ) |
| 106 | 104, 105 | mp1i 13 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → 2 ∈
ℚ) |
| 107 | | qdivcl 12915 |
. . . . . . 7
⊢ ((((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) ∈ ℚ ∧ 2
∈ ℚ ∧ 2 ≠ 0) → (((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) / 2) ∈
ℚ) |
| 108 | 103, 106,
87, 107 | syl3anc 1374 |
. . . . . 6
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) / 2) ∈
ℚ) |
| 109 | | qsubcl 12913 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ) → (𝑞 − 𝑟) ∈ ℚ) |
| 110 | 53, 57, 109 | syl2anc 585 |
. . . . . 6
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → (𝑞 − 𝑟) ∈ ℚ) |
| 111 | | qdivcl 12915 |
. . . . . 6
⊢
(((((𝑞↑2)
− (𝑟↑2)) / 2)
∈ ℚ ∧ (𝑞
− 𝑟) ∈ ℚ
∧ (𝑞 − 𝑟) ≠ 0) → ((((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) / 2) / (𝑞 − 𝑟)) ∈ ℚ) |
| 112 | 108, 110,
95, 111 | syl3anc 1374 |
. . . . 5
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → ((((𝑞↑2) − (𝑟↑2)) / 2) / (𝑞 − 𝑟)) ∈ ℚ) |
| 113 | 97, 112 | eqeltrrd 2838 |
. . . 4
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) ∧ (𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟)))) → 𝐴 ∈ ℚ) |
| 114 | 113 | ex 412 |
. . 3
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝑞 ∈ ℚ ∧ 𝑟 ∈ ℚ)) → ((𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟))) → 𝐴 ∈ ℚ)) |
| 115 | 114 | rexlimdvva 3195 |
. 2
⊢ (𝐴 ∈ ℝ →
(∃𝑞 ∈ ℚ
∃𝑟 ∈ ℚ
(𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟))) → 𝐴 ∈ ℚ)) |
| 116 | 49, 115 | impbid2 226 |
1
⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℚ ↔
∃𝑞 ∈ ℚ
∃𝑟 ∈ ℚ
(𝑞 ≠ 𝑟 ∧ (abs‘(𝐴 − 𝑞)) = (abs‘(𝐴 − 𝑟))))) |