Theorem sqrt2irr 16217

Description: The square root of 2 is irrational. See zsqrtelqelz 16721 for a generalization to all non-square integers. The proof's core is proven in sqrt2irrlem 16216, which shows that if 𝐴 / 𝐵 = √(2), then 𝐴 and 𝐵 are even, so 𝐴 / 2 and 𝐵 / 2 are smaller representatives, which is absurd. An older version of this proof was included in The Seventeen Provers of the World compiled by Freek Wiedijk. It is also the first of the "top 100" mathematical theorems whose formalization is tracked by Freek Wiedijk on his Formalizing 100 Theorems page at http://www.cs.ru.nl/~freek/100/ 16216. (Contributed by NM, 8-Jan-2002.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 12-Sep-2015.)

Assertion

Ref	Expression
sqrt2irr	⊢ (√‘2) ∉ ℚ

Proof of Theorem sqrt2irr

Dummy variables 𝑥 𝑛 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		peano2nn 12246	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 + 1) ∈ ℕ)
2		breq2 5146	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 = 1 → (𝑧 < 𝑛 ↔ 𝑧 < 1))
3	2	imbi1d 341	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = 1 → ((𝑧 < 𝑛 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ (𝑧 < 1 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧))))
4	3	ralbidv 3172	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 1 → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑛 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 1 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧))))
5		breq2 5146	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 = 𝑦 → (𝑧 < 𝑛 ↔ 𝑧 < 𝑦))
6	5	imbi1d 341	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = 𝑦 → ((𝑧 < 𝑛 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ (𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧))))
7	6	ralbidv 3172	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 𝑦 → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑛 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧))))
8		breq2 5146	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 = (𝑦 + 1) → (𝑧 < 𝑛 ↔ 𝑧 < (𝑦 + 1)))
9	8	imbi1d 341	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = (𝑦 + 1) → ((𝑧 < 𝑛 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ (𝑧 < (𝑦 + 1) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧))))
10	9	ralbidv 3172	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = (𝑦 + 1) → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑛 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < (𝑦 + 1) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧))))
11		nnnlt1 12266	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 ∈ ℕ → ¬ 𝑧 < 1)
12	11	pm2.21d 121	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 ∈ ℕ → (𝑧 < 1 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)))
13	12	rgen 3058	. . . . . . 7 ⊢ ∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 1 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧))
14		nnrp 13009	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℝ+)
15		rphalflt 13027	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ+ → (𝑦 / 2) < 𝑦)
16	14, 15	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 / 2) < 𝑦)
17		breq1 5145	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑧 = (𝑦 / 2) → (𝑧 < 𝑦 ↔ (𝑦 / 2) < 𝑦))
18		oveq2 7422	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑧 = (𝑦 / 2) → (𝑥 / 𝑧) = (𝑥 / (𝑦 / 2)))
19	18	neeq2d 2996	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑧 = (𝑦 / 2) → ((√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧) ↔ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2))))
20	19	ralbidv 3172	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑧 = (𝑦 / 2) → (∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧) ↔ ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2))))
21	17, 20	imbi12d 344	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑧 = (𝑦 / 2) → ((𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ ((𝑦 / 2) < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2)))))
22	21	rspcv 3603	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑦 / 2) ∈ ℕ → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) → ((𝑦 / 2) < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2)))))
23	22	com13 88	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑦 / 2) < 𝑦 → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) → ((𝑦 / 2) ∈ ℕ → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2)))))
24	16, 23	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) → ((𝑦 / 2) ∈ ℕ → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2)))))
25		simpr 484	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → (√‘2) = (𝑧 / 𝑦))
26		zcn 12585	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑧 ∈ ℤ → 𝑧 ∈ ℂ)
27	26	ad2antlr 726	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → 𝑧 ∈ ℂ)
28		nncn 12242	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℂ)
29	28	ad2antrr 725	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → 𝑦 ∈ ℂ)
30		2cnd 12312	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → 2 ∈ ℂ)
31		nnne0 12268	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ≠ 0)
32	31	ad2antrr 725	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → 𝑦 ≠ 0)
33		2ne0 12338	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ 2 ≠ 0
34	33	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → 2 ≠ 0)
35	27, 29, 30, 32, 34	divcan7d 12040	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → ((𝑧 / 2) / (𝑦 / 2)) = (𝑧 / 𝑦))
36	25, 35	eqtr4d 2770	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → (√‘2) = ((𝑧 / 2) / (𝑦 / 2)))
37		simplr 768	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → 𝑧 ∈ ℤ)
38		simpll 766	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → 𝑦 ∈ ℕ)
39	37, 38, 25	sqrt2irrlem 16216	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → ((𝑧 / 2) ∈ ℤ ∧ (𝑦 / 2) ∈ ℕ))
40	39	simprd 495	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → (𝑦 / 2) ∈ ℕ)
41	39	simpld 494	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → (𝑧 / 2) ∈ ℤ)
42		oveq1 7421	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑥 = (𝑧 / 2) → (𝑥 / (𝑦 / 2)) = ((𝑧 / 2) / (𝑦 / 2)))
43	42	neeq2d 2996	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑥 = (𝑧 / 2) → ((√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2)) ↔ (√‘2) ≠ ((𝑧 / 2) / (𝑦 / 2))))
44	43	rspcv 3603	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑧 / 2) ∈ ℤ → (∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2)) → (√‘2) ≠ ((𝑧 / 2) / (𝑦 / 2))))
45	41, 44	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → (∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2)) → (√‘2) ≠ ((𝑧 / 2) / (𝑦 / 2))))
46	40, 45	embantd 59	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → (((𝑦 / 2) ∈ ℕ → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2))) → (√‘2) ≠ ((𝑧 / 2) / (𝑦 / 2))))
47	46	necon2bd 2951	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → ((√‘2) = ((𝑧 / 2) / (𝑦 / 2)) → ¬ ((𝑦 / 2) ∈ ℕ → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2)))))
48	36, 47	mpd 15	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ (√‘2) = (𝑧 / 𝑦)) → ¬ ((𝑦 / 2) ∈ ℕ → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2))))
49	48	ex 412	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((√‘2) = (𝑧 / 𝑦) → ¬ ((𝑦 / 2) ∈ ℕ → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2)))))
50	49	necon2ad 2950	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (((𝑦 / 2) ∈ ℕ → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2))) → (√‘2) ≠ (𝑧 / 𝑦)))
51	50	ralrimdva 3149	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (((𝑦 / 2) ∈ ℕ → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / (𝑦 / 2))) → ∀𝑧 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑧 / 𝑦)))
52	24, 51	syld 47	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) → ∀𝑧 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑧 / 𝑦)))
53		oveq1 7421	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 / 𝑦) = (𝑧 / 𝑦))
54	53	neeq2d 2996	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → ((√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑦) ↔ (√‘2) ≠ (𝑧 / 𝑦)))
55	54	cbvralvw 3229	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑦) ↔ ∀𝑧 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑧 / 𝑦))
56	52, 55	imbitrrdi 251	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑦)))
57		oveq2 7422	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (𝑥 / 𝑧) = (𝑥 / 𝑦))
58	57	neeq2d 2996	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → ((√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧) ↔ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑦)))
59	58	ralbidv 3172	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧) ↔ ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑦)))
60	59	ceqsralv 3509	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 = 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑦)))
61	56, 60	sylibrd 259	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) → ∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 = 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧))))
62	61	ancld 550	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ∧ ∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 = 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)))))
63		nnleltp1 12639	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑧 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑧 ≤ 𝑦 ↔ 𝑧 < (𝑦 + 1)))
64		nnre 12241	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑧 ∈ ℕ → 𝑧 ∈ ℝ)
65		nnre 12241	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℝ)
66		leloe 11322	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑧 ≤ 𝑦 ↔ (𝑧 < 𝑦 ∨ 𝑧 = 𝑦)))
67	64, 65, 66	syl2an 595	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑧 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑧 ≤ 𝑦 ↔ (𝑧 < 𝑦 ∨ 𝑧 = 𝑦)))
68	63, 67	bitr3d 281	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑧 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑧 < (𝑦 + 1) ↔ (𝑧 < 𝑦 ∨ 𝑧 = 𝑦)))
69	68	ancoms 458	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → (𝑧 < (𝑦 + 1) ↔ (𝑧 < 𝑦 ∨ 𝑧 = 𝑦)))
70	69	imbi1d 341	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → ((𝑧 < (𝑦 + 1) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ ((𝑧 < 𝑦 ∨ 𝑧 = 𝑦) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧))))
71		jaob 960	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑧 < 𝑦 ∨ 𝑧 = 𝑦) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ ((𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ∧ (𝑧 = 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧))))
72	70, 71	bitrdi 287	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → ((𝑧 < (𝑦 + 1) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ ((𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ∧ (𝑧 = 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)))))
73	72	ralbidva 3170	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < (𝑦 + 1) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ ((𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ∧ (𝑧 = 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)))))
74		r19.26 3106	. . . . . . . . 9 ⊢ (∀𝑧 ∈ ℕ ((𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ∧ (𝑧 = 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧))) ↔ (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ∧ ∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 = 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧))))
75	73, 74	bitrdi 287	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < (𝑦 + 1) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ∧ ∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 = 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)))))
76	62, 75	sylibrd 259	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < 𝑦 → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) → ∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < (𝑦 + 1) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧))))
77	4, 7, 10, 10, 13, 76	nnind 12252	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 + 1) ∈ ℕ → ∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < (𝑦 + 1) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)))
78	1, 77	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < (𝑦 + 1) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)))
79	65	ltp1d 12166	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 < (𝑦 + 1))
80		breq1 5145	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (𝑧 < (𝑦 + 1) ↔ 𝑦 < (𝑦 + 1)))
81		df-ne 2936	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑦) ↔ ¬ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦))
82	58, 81	bitrdi 287	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → ((√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧) ↔ ¬ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦)))
83	82	ralbidv 3172	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧) ↔ ∀𝑥 ∈ ℤ ¬ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦)))
84		ralnex 3067	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℤ ¬ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦) ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ ℤ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦))
85	83, 84	bitrdi 287	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧) ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ ℤ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦)))
86	80, 85	imbi12d 344	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → ((𝑧 < (𝑦 + 1) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) ↔ (𝑦 < (𝑦 + 1) → ¬ ∃𝑥 ∈ ℤ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦))))
87	86	rspcv 3603	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (∀𝑧 ∈ ℕ (𝑧 < (𝑦 + 1) → ∀𝑥 ∈ ℤ (√‘2) ≠ (𝑥 / 𝑧)) → (𝑦 < (𝑦 + 1) → ¬ ∃𝑥 ∈ ℤ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦))))
88	78, 79, 87	mp2d 49	. . . 4 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ¬ ∃𝑥 ∈ ℤ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦))
89	88	nrex 3069	. . 3 ⊢ ¬ ∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑥 ∈ ℤ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦)
90		elq 12956	. . . 4 ⊢ ((√‘2) ∈ ℚ ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦))
91		rexcom 3282	. . . 4 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦) ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑥 ∈ ℤ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦))
92	90, 91	bitri 275	. . 3 ⊢ ((√‘2) ∈ ℚ ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑥 ∈ ℤ (√‘2) = (𝑥 / 𝑦))
93	89, 92	mtbir 323	. 2 ⊢ ¬ (√‘2) ∈ ℚ
94	93	nelir 3044	1 ⊢ (√‘2) ∉ ℚ

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∨ wo 846   = wceq 1534   ∈ wcel 2099   ≠ wne 2935   ∉ wnel 3041  ∀wral 3056  ∃wrex 3065   class class class wbr 5142  ‘cfv 6542  (class class class)co 7414  ℂcc 11128  ℝcr 11129  0cc0 11130  1c1 11131   + caddc 11133   < clt 11270   ≤ cle 11271   / cdiv 11893  ℕcn 12234  2c2 12289  ℤcz 12580  ℚcq 12954  ℝ⁺crp 12998  √csqrt 15204

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2164  ax-ext 2698  ax-sep 5293  ax-nul 5300  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7734  ax-cnex 11186  ax-resscn 11187  ax-1cn 11188  ax-icn 11189  ax-addcl 11190  ax-addrcl 11191  ax-mulcl 11192  ax-mulrcl 11193  ax-mulcom 11194  ax-addass 11195  ax-mulass 11196  ax-distr 11197  ax-i2m1 11198  ax-1ne0 11199  ax-1rid 11200  ax-rnegex 11201  ax-rrecex 11202  ax-cnre 11203  ax-pre-lttri 11204  ax-pre-lttrn 11205  ax-pre-ltadd 11206  ax-pre-mulgt0 11207  ax-pre-sup 11208

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2936  df-nel 3042  df-ral 3057  df-rex 3066  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3428  df-v 3471  df-sbc 3775  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3963  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-iun 4993  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7370  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7865  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-er 8718  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-sup 9457  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11894  df-nn 12235  df-2 12297  df-3 12298  df-n0 12495  df-z 12581  df-uz 12845  df-q 12955  df-rp 12999  df-seq 13991  df-exp 14051  df-cj 15070  df-re 15071  df-im 15072  df-sqrt 15206  df-abs 15207

This theorem is referenced by:  sqrt2irr0  16219  nthruc  16220  2sq2  27353