Users' Mathboxes Mathbox for Ender Ting < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  sqrtnnaa Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem sqrtnnaa 47645
Description: Square root of a natural number is algebraic. (Contributed by Ender Ting, 21-Jul-2026.)
Assertion
Ref Expression
sqrtnnaa (𝐴 ∈ ℕ → (√‘𝐴) ∈ 𝔸)

Proof of Theorem sqrtnnaa
Dummy variables 𝑥 𝑡 𝑝 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nncn 12259 . . . 4 (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ ℂ)
2 sqrtcl 15439 . . . 4 (𝐴 ∈ ℂ → (√‘𝐴) ∈ ℂ)
31, 2syl 18 . . 3 (𝐴 ∈ ℕ → (√‘𝐴) ∈ ℂ)
4 zsscn 12617 . . . . . . . 8 ℤ ⊆ ℂ
5 1z 12642 . . . . . . . 8 1 ∈ ℤ
6 2nn0 12539 . . . . . . . 8 2 ∈ ℕ0
7 plypow 26399 . . . . . . . 8 ((ℤ ⊆ ℂ ∧ 1 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℕ0) → (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∈ (Poly‘ℤ))
84, 5, 6, 7mp3an 1490 . . . . . . 7 (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∈ (Poly‘ℤ)
98a1i 11 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℕ → (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∈ (Poly‘ℤ))
104a1i 11 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℕ → ℤ ⊆ ℂ)
11 nnz 12630 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ ℤ)
12 plyconst 26400 . . . . . . 7 ((ℤ ⊆ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (ℂ × {𝐴}) ∈ (Poly‘ℤ))
1310, 11, 12syl2anc 596 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℕ → (ℂ × {𝐴}) ∈ (Poly‘ℤ))
14 zaddcl 12652 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑝 ∈ ℤ) → (𝑥 + 𝑝) ∈ ℤ)
1514adantl 487 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑝 ∈ ℤ)) → (𝑥 + 𝑝) ∈ ℤ)
16 zmulcl 12661 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑝 ∈ ℤ) → (𝑥 · 𝑝) ∈ ℤ)
1716adantl 487 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑝 ∈ ℤ)) → (𝑥 · 𝑝) ∈ ℤ)
18 neg1z 12648 . . . . . . 7 -1 ∈ ℤ
1918a1i 11 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℕ → -1 ∈ ℤ)
209, 13, 15, 17, 19plysub 26413 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℕ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ∈ (Poly‘ℤ))
21 0cnd 11217 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℕ → 0 ∈ ℂ)
22 ovex 7456 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑡↑2) ∈ V
2322rgenw 3086 . . . . . . . . . . . 12 𝑡 ∈ ℂ (𝑡↑2) ∈ V
2423a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℕ → ∀𝑡 ∈ ℂ (𝑡↑2) ∈ V)
25 nfcv 2928 . . . . . . . . . . . 12 𝑡
2625mptfnf 6677 . . . . . . . . . . 11 (∀𝑡 ∈ ℂ (𝑡↑2) ∈ V ↔ (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) Fn ℂ)
2724, 26sylib 221 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℕ → (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) Fn ℂ)
28 fnconstg 6773 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℕ → (ℂ × {𝐴}) Fn ℂ)
2927, 28jca 521 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℕ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) Fn ℂ ∧ (ℂ × {𝐴}) Fn ℂ))
30 cnex 11199 . . . . . . . . . . 11 ℂ ∈ V
3130a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℕ → ℂ ∈ V)
3231, 21jca 521 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℕ → (ℂ ∈ V ∧ 0 ∈ ℂ))
33 fnfvof 7704 . . . . . . . . 9 ((((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) Fn ℂ ∧ (ℂ × {𝐴}) Fn ℂ) ∧ (ℂ ∈ V ∧ 0 ∈ ℂ)) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘0) = (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) − ((ℂ × {𝐴})‘0)))
3429, 32, 33syl2anc 596 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℕ → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘0) = (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) − ((ℂ × {𝐴})‘0)))
35 0cn 11216 . . . . . . . . . . . 12 0 ∈ ℂ
36 oveq1 7430 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑡 = 0 → (𝑡↑2) = (0↑2))
37 eqid 2766 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) = (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))
38 ovex 7456 . . . . . . . . . . . . 13 (0↑2) ∈ V
3936, 37, 38fvmpt 6996 . . . . . . . . . . . 12 (0 ∈ ℂ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = (0↑2))
4035, 39ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = (0↑2)
41 sq0 14248 . . . . . . . . . . 11 (0↑2) = 0
4240, 41eqtri 2789 . . . . . . . . . 10 ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = 0
4342a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℕ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = 0)
44 id 23 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ ℕ)
45 fvconst2g 7207 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 0 ∈ ℂ) → ((ℂ × {𝐴})‘0) = 𝐴)
4644, 21, 45syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℕ → ((ℂ × {𝐴})‘0) = 𝐴)
4743, 46oveq12d 7441 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℕ → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) − ((ℂ × {𝐴})‘0)) = (0 − 𝐴))
4834, 47eqtrd 2801 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℕ → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘0) = (0 − 𝐴))
49 nnne0 12288 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ≠ 0)
5049necomd 3016 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℕ → 0 ≠ 𝐴)
5121, 1, 50subne0d 11596 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℕ → (0 − 𝐴) ≠ 0)
5248, 51eqnetrd 3028 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℕ → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘0) ≠ 0)
53 ne0p 26401 . . . . . 6 ((0 ∈ ℂ ∧ (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘0) ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ≠ 0𝑝)
5421, 52, 53syl2anc 596 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℕ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ≠ 0𝑝)
55 eldifsn 4758 . . . . 5 (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ∈ ((Poly‘ℤ) ∖ {0𝑝}) ↔ (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ∈ (Poly‘ℤ) ∧ ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ≠ 0𝑝))
5620, 54, 55sylanbrc 595 . . . 4 (𝐴 ∈ ℕ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ∈ ((Poly‘ℤ) ∖ {0𝑝}))
5731, 3jca 521 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℕ → (ℂ ∈ V ∧ (√‘𝐴) ∈ ℂ))
58 fnfvof 7704 . . . . . . 7 ((((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) Fn ℂ ∧ (ℂ × {𝐴}) Fn ℂ) ∧ (ℂ ∈ V ∧ (√‘𝐴) ∈ ℂ)) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) − ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴))))
5929, 57, 58syl2anc 596 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℕ → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) − ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴))))
60 oveq1 7430 . . . . . . . . . 10 (𝑡 = (√‘𝐴) → (𝑡↑2) = ((√‘𝐴)↑2))
61 ovex 7456 . . . . . . . . . 10 ((√‘𝐴)↑2) ∈ V
6260, 37, 61fvmpt 6996 . . . . . . . . 9 ((√‘𝐴) ∈ ℂ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) = ((√‘𝐴)↑2))
633, 62syl 18 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℕ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) = ((√‘𝐴)↑2))
64 sqrtth 15442 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℂ → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
651, 64syl 18 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℕ → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
6663, 65eqtrd 2801 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℕ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) = 𝐴)
67 fvconst2g 7207 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ (√‘𝐴) ∈ ℂ) → ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴)) = 𝐴)
6844, 3, 67syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℕ → ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴)) = 𝐴)
6966, 68oveq12d 7441 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℕ → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) − ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴))) = (𝐴𝐴))
7059, 69eqtrd 2801 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℕ → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = (𝐴𝐴))
71 subid 11495 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴𝐴) = 0)
721, 71syl 18 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℕ → (𝐴𝐴) = 0)
7370, 72eqtrd 2801 . . . 4 (𝐴 ∈ ℕ → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = 0)
74 fveq1 6887 . . . . . 6 (𝑥 = ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) → (𝑥‘(√‘𝐴)) = (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)))
7574eqeq1d 2768 . . . . 5 (𝑥 = ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) → ((𝑥‘(√‘𝐴)) = 0 ↔ (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = 0))
7675rspcev 3584 . . . 4 ((((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ∈ ((Poly‘ℤ) ∖ {0𝑝}) ∧ (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = 0) → ∃𝑥 ∈ ((Poly‘ℤ) ∖ {0𝑝})(𝑥‘(√‘𝐴)) = 0)
7756, 73, 76syl2anc 596 . . 3 (𝐴 ∈ ℕ → ∃𝑥 ∈ ((Poly‘ℤ) ∖ {0𝑝})(𝑥‘(√‘𝐴)) = 0)
783, 77jca 521 . 2 (𝐴 ∈ ℕ → ((√‘𝐴) ∈ ℂ ∧ ∃𝑥 ∈ ((Poly‘ℤ) ∖ {0𝑝})(𝑥‘(√‘𝐴)) = 0))
79 elaa 26514 . 2 ((√‘𝐴) ∈ 𝔸 ↔ ((√‘𝐴) ∈ ℂ ∧ ∃𝑥 ∈ ((Poly‘ℤ) ∖ {0𝑝})(𝑥‘(√‘𝐴)) = 0))
8078, 79sylibr 237 1 (𝐴 ∈ ℕ → (√‘𝐴) ∈ 𝔸)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 401   = wceq 1570  wcel 2146  wne 2961  wral 3082  wrex 3092  Vcvv 3458  cdif 3905  wss 3908  {csn 4594  cmpt 5197   × cxp 5664   Fn wfn 6538  cfv 6543  (class class class)co 7423  f cof 7685  cc 11116  0cc0 11118  1c1 11119   + caddc 11121   · cmul 11123  cmin 11459  -cneg 11460  cn 12251  2c2 12313  0cn0 12522  cz 12609  cexp 14117  csqrt 15310  0𝑝c0p 25865  Polycply 26378  𝔸caa 26512
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-inf2 9620  ax-cnex 11174  ax-resscn 11175  ax-1cn 11176  ax-icn 11177  ax-addcl 11178  ax-addrcl 11179  ax-mulcl 11180  ax-mulrcl 11181  ax-mulcom 11182  ax-addass 11183  ax-mulass 11184  ax-distr 11185  ax-i2m1 11186  ax-1ne0 11187  ax-1rid 11188  ax-rnegex 11189  ax-rrecex 11190  ax-cnre 11191  ax-pre-lttri 11192  ax-pre-lttrn 11193  ax-pre-ltadd 11194  ax-pre-mulgt0 11195  ax-pre-sup 11196
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-se 5620  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7380  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-of 7687  df-om 7872  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8703  df-map 8835  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-sup 9412  df-oi 9482  df-card 9944  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-ltxr 11266  df-le 11267  df-sub 11461  df-neg 11462  df-div 11890  df-nn 12252  df-2 12321  df-3 12322  df-n0 12523  df-z 12610  df-uz 12881  df-rp 13035  df-fz 13554  df-fzo 13702  df-seq 14058  df-exp 14118  df-hash 14387  df-cj 15176  df-re 15177  df-im 15178  df-sqrt 15312  df-abs 15313  df-clim 15565  df-sum 15764  df-0p 25866  df-ply 26382  df-aa 26513
This theorem is used by:  nthrucw  47648
  Copyright terms: Public domain W3C validator