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

Theorem sqrtnzqaa 47858
Description: Square root of a nonzero rational is algebraic. (Contributed by Ender Ting, 22-Jul-2026.)
Assertion
Ref Expression
sqrtnzqaa ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (√‘𝐴) ∈ 𝔸)

Proof of Theorem sqrtnzqaa
Dummy variables 𝑥 𝑡 𝑝 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpl 488 . . 3 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 𝐴 ∈ ℚ)
2 qcn 13071 . . 3 (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈ ℂ)
3 sqrtcl 15509 . . 3 (𝐴 ∈ ℂ → (√‘𝐴) ∈ ℂ)
41, 2, 33syl 19 . 2 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (√‘𝐴) ∈ ℂ)
5 fveq1 6876 . . . 4 (𝑥 = ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) → (𝑥‘(√‘𝐴)) = (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)))
65eqeq1d 2763 . . 3 (𝑥 = ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) → ((𝑥‘(√‘𝐴)) = 0 ↔ (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = 0))
7 qsscn 13068 . . . . . . 7 ℚ ⊆ ℂ
8 1z 12707 . . . . . . . 8 1 ∈ ℤ
9 zq 13062 . . . . . . . 8 (1 ∈ ℤ → 1 ∈ ℚ)
108, 9ax-mp 5 . . . . . . 7 1 ∈ ℚ
11 2nn0 12604 . . . . . . 7 2 ∈ ℕ0
12 plypow 26503 . . . . . . 7 ((ℚ ⊆ ℂ ∧ 1 ∈ ℚ ∧ 2 ∈ ℕ0) → (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∈ (Poly‘ℚ))
137, 10, 11, 12mp3an 1490 . . . . . 6 (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∈ (Poly‘ℚ)
1413a1i 11 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∈ (Poly‘ℚ))
157a1i 11 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ℚ ⊆ ℂ)
16 plyconst 26504 . . . . . 6 ((ℚ ⊆ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) → (ℂ × {𝐴}) ∈ (Poly‘ℚ))
1715, 1, 16syl2anc 596 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (ℂ × {𝐴}) ∈ (Poly‘ℚ))
18 qaddcl 13074 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℚ ∧ 𝑝 ∈ ℚ) → (𝑥 + 𝑝) ∈ ℚ)
1918adantl 487 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℚ ∧ 𝑝 ∈ ℚ)) → (𝑥 + 𝑝) ∈ ℚ)
20 qmulcl 13076 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℚ ∧ 𝑝 ∈ ℚ) → (𝑥 · 𝑝) ∈ ℚ)
2120adantl 487 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℚ ∧ 𝑝 ∈ ℚ)) → (𝑥 · 𝑝) ∈ ℚ)
22 neg1z 12713 . . . . . . 7 -1 ∈ ℤ
23 zq 13062 . . . . . . 7 (-1 ∈ ℤ → -1 ∈ ℚ)
2422, 23ax-mp 5 . . . . . 6 -1 ∈ ℚ
2524a1i 11 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → -1 ∈ ℚ)
2614, 17, 19, 21, 25plysub 26518 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ∈ (Poly‘ℚ))
27 0cnd 11280 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 0 ∈ ℂ)
28 fnconstg 6762 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℚ → (ℂ × {𝐴}) Fn ℂ)
2928adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (ℂ × {𝐴}) Fn ℂ)
30 ovex 7445 . . . . . . . . . . 11 (𝑡↑2) ∈ V
3130rgenw 3081 . . . . . . . . . 10 ∀𝑡 ∈ ℂ (𝑡↑2) ∈ V
32 nfcv 2923 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑡ℂ
3332mptfnf 6666 . . . . . . . . . 10 (∀𝑡 ∈ ℂ (𝑡↑2) ∈ V ↔ (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) Fn ℂ)
3431, 33mpbi 233 . . . . . . . . 9 (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) Fn ℂ
3529, 34jctil 529 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) Fn ℂ ∧ (ℂ × {𝐴}) Fn ℂ))
36 cnex 11262 . . . . . . . . . 10 ℂ ∈ V
37 0cn 11279 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℂ
3836, 37pm3.2i 476 . . . . . . . . 9 (ℂ ∈ V ∧ 0 ∈ ℂ)
3938a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (ℂ ∈ V ∧ 0 ∈ ℂ))
40 fnfvof 7699 . . . . . . . 8 ((((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)))
4135, 39, 40syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘0) = (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) − ((ℂ × {𝐴})‘0)))
42 oveq1 7419 . . . . . . . . . . . 12 (𝑡 = 0 → (𝑡↑2) = (0↑2))
43 eqid 2761 . . . . . . . . . . . 12 (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) = (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))
44 ovex 7445 . . . . . . . . . . . 12 (0↑2) ∈ V
4542, 43, 44fvmpt 6985 . . . . . . . . . . 11 (0 ∈ ℂ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = (0↑2))
4637, 45ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = (0↑2)
47 sq0 14315 . . . . . . . . . 10 (0↑2) = 0
4846, 47eqtri 2784 . . . . . . . . 9 ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = 0
4948a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = 0)
50 fvconst2g 7200 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 ∈ ℂ) → ((ℂ × {𝐴})‘0) = 𝐴)
511, 27, 50syl2anc 596 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((ℂ × {𝐴})‘0) = 𝐴)
5249, 51oveq12d 7430 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) − ((ℂ × {𝐴})‘0)) = (0 − 𝐴))
5341, 52eqtrd 2796 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘0) = (0 − 𝐴))
542adantr 486 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 𝐴 ∈ ℂ)
55 necom 3009 . . . . . . . 8 (𝐴 ≠ 0 ↔ 0 ≠ 𝐴)
5655bilani 510 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 0 ≠ 𝐴)
5727, 54, 56subne0d 11660 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (0 − 𝐴) ≠ 0)
5853, 57eqnetrd 3023 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘0) ≠ 0)
59 ne0p 26505 . . . . 5 ((0 ∈ ℂ ∧ (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘0) ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ≠ 0𝑝)
6027, 58, 59syl2anc 596 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ≠ 0𝑝)
6126, 60eldifsnd 4750 . . 3 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ∈ ((Poly‘ℚ) ∖ {0𝑝}))
624, 36jctil 529 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (ℂ ∈ V ∧ (√‘𝐴) ∈ ℂ))
63 fnfvof 7699 . . . . . 6 ((((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))))
6435, 62, 63syl2anc 596 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) − ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴))))
65 oveq1 7419 . . . . . . . . 9 (𝑡 = (√‘𝐴) → (𝑡↑2) = ((√‘𝐴)↑2))
66 ovex 7445 . . . . . . . . 9 ((√‘𝐴)↑2) ∈ V
6765, 43, 66fvmpt 6985 . . . . . . . 8 ((√‘𝐴) ∈ ℂ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) = ((√‘𝐴)↑2))
6854, 3, 673syl 19 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) = ((√‘𝐴)↑2))
69 sqrtth 15512 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℂ → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
701, 2, 693syl 19 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
7168, 70eqtrd 2796 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) = 𝐴)
72 fvconst2g 7200 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ (√‘𝐴) ∈ ℂ) → ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴)) = 𝐴)
731, 4, 72syl2anc 596 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴)) = 𝐴)
7471, 73oveq12d 7430 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) − ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴))) = (𝐴 − 𝐴))
7564, 74eqtrd 2796 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = (𝐴 − 𝐴))
76 subid 11558 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴 − 𝐴) = 0)
771, 2, 763syl 19 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (𝐴 − 𝐴) = 0)
7875, 77eqtrd 2796 . . 3 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = 0)
796, 61, 78rspcedvdw 3580 . 2 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ∃𝑥 ∈ ((Poly‘ℚ) ∖ {0𝑝})(𝑥‘(√‘𝐴)) = 0)
80 elqaa 26627 . 2 ((√‘𝐴) ∈ 𝔸 ↔ ((√‘𝐴) ∈ ℂ ∧ ∃𝑥 ∈ ((Poly‘ℚ) ∖ {0𝑝})(𝑥‘(√‘𝐴)) = 0))
814, 79, 80sylanbrc 595 1 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (√‘𝐴) ∈ 𝔸)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  ∃wrex 3087  Vcvv 3451   ∖ cdif 3896   ⊆ wss 3899  {csn 4584   ↦ cmpt 5186   × cxp 5649   Fn wfn 6526  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412   ∘f cof 7680  ℂcc 11179  0cc0 11181  1c1 11182   + caddc 11184   · cmul 11186   − cmin 11522  -cneg 11523  2c2 12378  ℕ0cn0 12587  ℤcz 12674  ℚcq 13056  ↑cexp 14184  √csqrt 15380  0𝑝c0p 25970  Polycply 26482  𝔸caa 26619
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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-inf2 9626  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-pre-sup 11259
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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7682  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-er 8701  df-map 8833  df-pm 8834  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-sup 9418  df-inf 9419  df-oi 9488  df-card 10001  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-n0 12588  df-z 12675  df-uz 12947  df-q 13057  df-rp 13102  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-fl 13912  df-mod 13990  df-seq 14125  df-exp 14185  df-hash 14455  df-cj 15246  df-re 15247  df-im 15248  df-sqrt 15382  df-abs 15383  df-clim 15635  df-rlim 15636  df-sum 15834  df-0p 25971  df-ply 26486  df-coe 26488  df-dgr 26489  df-aa 26620
This theorem is used by:  sqrtqaa  47859
  Copyright terms: Public domain W3C validator