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 47646
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 13005 . . 3 (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈ ℂ)
3 sqrtcl 15439 . . 3 (𝐴 ∈ ℂ → (√‘𝐴) ∈ ℂ)
41, 2, 33syl 19 . 2 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (√‘𝐴) ∈ ℂ)
5 fveq1 6887 . . . 4 (𝑥 = ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) → (𝑥‘(√‘𝐴)) = (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)))
65eqeq1d 2768 . . 3 (𝑥 = ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) → ((𝑥‘(√‘𝐴)) = 0 ↔ (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = 0))
7 qsscn 13002 . . . . . . 7 ℚ ⊆ ℂ
8 1z 12642 . . . . . . . 8 1 ∈ ℤ
9 zq 12996 . . . . . . . 8 (1 ∈ ℤ → 1 ∈ ℚ)
108, 9ax-mp 5 . . . . . . 7 1 ∈ ℚ
11 2nn0 12539 . . . . . . 7 2 ∈ ℕ0
12 plypow 26399 . . . . . . 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 26400 . . . . . 6 ((ℚ ⊆ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) → (ℂ × {𝐴}) ∈ (Poly‘ℚ))
1715, 1, 16syl2anc 596 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (ℂ × {𝐴}) ∈ (Poly‘ℚ))
18 qaddcl 13007 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℚ ∧ 𝑝 ∈ ℚ) → (𝑥 + 𝑝) ∈ ℚ)
1918adantl 487 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℚ ∧ 𝑝 ∈ ℚ)) → (𝑥 + 𝑝) ∈ ℚ)
20 qmulcl 13009 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℚ ∧ 𝑝 ∈ ℚ) → (𝑥 · 𝑝) ∈ ℚ)
2120adantl 487 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℚ ∧ 𝑝 ∈ ℚ)) → (𝑥 · 𝑝) ∈ ℚ)
22 neg1z 12648 . . . . . . 7 -1 ∈ ℤ
23 zq 12996 . . . . . . 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 26413 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ∈ (Poly‘ℚ))
27 0cnd 11217 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 0 ∈ ℂ)
28 fnconstg 6773 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℚ → (ℂ × {𝐴}) Fn ℂ)
2928adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (ℂ × {𝐴}) Fn ℂ)
30 ovex 7456 . . . . . . . . . . 11 (𝑡↑2) ∈ V
3130rgenw 3086 . . . . . . . . . 10 𝑡 ∈ ℂ (𝑡↑2) ∈ V
32 nfcv 2928 . . . . . . . . . . 11 𝑡
3332mptfnf 6677 . . . . . . . . . 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 11199 . . . . . . . . . 10 ℂ ∈ V
37 0cn 11216 . . . . . . . . . 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 7704 . . . . . . . 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 7430 . . . . . . . . . . . 12 (𝑡 = 0 → (𝑡↑2) = (0↑2))
43 eqid 2766 . . . . . . . . . . . 12 (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) = (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))
44 ovex 7456 . . . . . . . . . . . 12 (0↑2) ∈ V
4542, 43, 44fvmpt 6996 . . . . . . . . . . 11 (0 ∈ ℂ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = (0↑2))
4637, 45ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = (0↑2)
47 sq0 14248 . . . . . . . . . 10 (0↑2) = 0
4846, 47eqtri 2789 . . . . . . . . 9 ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = 0
4948a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = 0)
50 fvconst2g 7207 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 ∈ ℂ) → ((ℂ × {𝐴})‘0) = 𝐴)
511, 27, 50syl2anc 596 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((ℂ × {𝐴})‘0) = 𝐴)
5249, 51oveq12d 7441 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) − ((ℂ × {𝐴})‘0)) = (0 − 𝐴))
5341, 52eqtrd 2801 . . . . . 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 3014 . . . . . . . . 9 (𝐴 ≠ 0 ↔ 0 ≠ 𝐴)
5655biimpi 219 . . . . . . . 8 (𝐴 ≠ 0 → 0 ≠ 𝐴)
5756adantl 487 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 0 ≠ 𝐴)
5827, 54, 57subne0d 11596 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (0 − 𝐴) ≠ 0)
5953, 58eqnetrd 3028 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘0) ≠ 0)
60 ne0p 26401 . . . . 5 ((0 ∈ ℂ ∧ (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘0) ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ≠ 0𝑝)
6127, 59, 60syl2anc 596 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ≠ 0𝑝)
6226, 61eldifsnd 4760 . . 3 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ∈ ((Poly‘ℚ) ∖ {0𝑝}))
634, 36jctil 529 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (ℂ ∈ V ∧ (√‘𝐴) ∈ ℂ))
64 fnfvof 7704 . . . . . 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))))
6535, 63, 64syl2anc 596 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) − ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴))))
66 oveq1 7430 . . . . . . . . 9 (𝑡 = (√‘𝐴) → (𝑡↑2) = ((√‘𝐴)↑2))
67 ovex 7456 . . . . . . . . 9 ((√‘𝐴)↑2) ∈ V
6866, 43, 67fvmpt 6996 . . . . . . . 8 ((√‘𝐴) ∈ ℂ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) = ((√‘𝐴)↑2))
6954, 3, 683syl 19 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) = ((√‘𝐴)↑2))
70 sqrtth 15442 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℂ → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
711, 2, 703syl 19 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
7269, 71eqtrd 2801 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) = 𝐴)
73 fvconst2g 7207 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ (√‘𝐴) ∈ ℂ) → ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴)) = 𝐴)
741, 4, 73syl2anc 596 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴)) = 𝐴)
7572, 74oveq12d 7441 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) − ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴))) = (𝐴𝐴))
7665, 75eqtrd 2801 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = (𝐴𝐴))
77 subid 11495 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴𝐴) = 0)
781, 2, 773syl 19 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (𝐴𝐴) = 0)
7976, 78eqtrd 2801 . . 3 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = 0)
806, 62, 79rspcedvdw 3587 . 2 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ∃𝑥 ∈ ((Poly‘ℚ) ∖ {0𝑝})(𝑥‘(√‘𝐴)) = 0)
81 elqaa 26520 . 2 ((√‘𝐴) ∈ 𝔸 ↔ ((√‘𝐴) ∈ ℂ ∧ ∃𝑥 ∈ ((Poly‘ℚ) ∖ {0𝑝})(𝑥‘(√‘𝐴)) = 0))
824, 80, 81sylanbrc 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 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  2c2 12313  0cn0 12522  cz 12609  cq 12990  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-pm 8836  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-sup 9412  df-inf 9413  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-q 12991  df-rp 13035  df-fz 13554  df-fzo 13702  df-fl 13845  df-mod 13923  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-rlim 15566  df-sum 15764  df-0p 25866  df-ply 26382  df-coe 26384  df-dgr 26385  df-aa 26513
This theorem is used by:  sqrtqaa  47647
  Copyright terms: Public domain W3C validator