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 48007
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 13093 . . 3 (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈ ℂ)
3 sqrtcl 15534 . . 3 (𝐴 ∈ ℂ → (√‘𝐴) ∈ ℂ)
41, 2, 33syl 19 . 2 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (√‘𝐴) ∈ ℂ)
5 fveq1 6884 . . . 4 (𝑥 = ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) → (𝑥‘(√‘𝐴)) = (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)))
65eqeq1d 2762 . . 3 (𝑥 = ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) → ((𝑥‘(√‘𝐴)) = 0 ↔ (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = 0))
7 qsscn 13090 . . . . . . 7 ℚ ⊆ ℂ
8 1z 12729 . . . . . . . 8 1 ∈ ℤ
9 zq 13084 . . . . . . . 8 (1 ∈ ℤ → 1 ∈ ℚ)
108, 9ax-mp 5 . . . . . . 7 1 ∈ ℚ
11 2nn0 12626 . . . . . . 7 2 ∈ ℕ0
12 plypow 26528 . . . . . . 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 26529 . . . . . 6 ((ℚ ⊆ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) → (ℂ × {𝐴}) ∈ (Poly‘ℚ))
1715, 1, 16syl2anc 596 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (ℂ × {𝐴}) ∈ (Poly‘ℚ))
18 qaddcl 13096 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℚ ∧ 𝑝 ∈ ℚ) → (𝑥 + 𝑝) ∈ ℚ)
1918adantl 487 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℚ ∧ 𝑝 ∈ ℚ)) → (𝑥 + 𝑝) ∈ ℚ)
20 qmulcl 13098 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℚ ∧ 𝑝 ∈ ℚ) → (𝑥 · 𝑝) ∈ ℚ)
2120adantl 487 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℚ ∧ 𝑝 ∈ ℚ)) → (𝑥 · 𝑝) ∈ ℚ)
22 neg1z 12735 . . . . . . 7 -1 ∈ ℤ
23 zq 13084 . . . . . . 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 26543 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴})) ∈ (Poly‘ℚ))
27 0cnd 11302 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 0 ∈ ℂ)
28 fnconstg 6770 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℚ → (ℂ × {𝐴}) Fn ℂ)
2928adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (ℂ × {𝐴}) Fn ℂ)
30 ovex 7453 . . . . . . . . . . 11 (𝑡↑2) ∈ V
3130rgenw 3080 . . . . . . . . . 10 ∀𝑡 ∈ ℂ (𝑡↑2) ∈ V
32 nfcv 2922 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑡ℂ
3332mptfnf 6674 . . . . . . . . . 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 11284 . . . . . . . . . 10 ℂ ∈ V
37 0cn 11301 . . . . . . . . . 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 7710 . . . . . . . 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 7427 . . . . . . . . . . . 12 (𝑡 = 0 → (𝑡↑2) = (0↑2))
43 eqid 2760 . . . . . . . . . . . 12 (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) = (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))
44 ovex 7453 . . . . . . . . . . . 12 (0↑2) ∈ V
4542, 43, 44fvmpt 6993 . . . . . . . . . . 11 (0 ∈ ℂ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = (0↑2))
4637, 45ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = (0↑2)
47 sq0 14338 . . . . . . . . . 10 (0↑2) = 0
4846, 47eqtri 2783 . . . . . . . . 9 ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = 0
4948a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) = 0)
50 fvconst2g 7208 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 ∈ ℂ) → ((ℂ × {𝐴})‘0) = 𝐴)
511, 27, 50syl2anc 596 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((ℂ × {𝐴})‘0) = 𝐴)
5249, 51oveq12d 7438 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘0) − ((ℂ × {𝐴})‘0)) = (0 − 𝐴))
5341, 52eqtrd 2795 . . . . . 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 3008 . . . . . . . 8 (𝐴 ≠ 0 ↔ 0 ≠ 𝐴)
5655bilani 510 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 0 ≠ 𝐴)
5727, 54, 56subne0d 11682 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (0 − 𝐴) ≠ 0)
5853, 57eqnetrd 3022 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘0) ≠ 0)
59 ne0p 26530 . . . . 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 4746 . . 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 7710 . . . . . 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 7427 . . . . . . . . 9 (𝑡 = (√‘𝐴) → (𝑡↑2) = ((√‘𝐴)↑2))
66 ovex 7453 . . . . . . . . 9 ((√‘𝐴)↑2) ∈ V
6765, 43, 66fvmpt 6993 . . . . . . . 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 15537 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℂ → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
701, 2, 693syl 19 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((√‘𝐴)↑2) = 𝐴)
7168, 70eqtrd 2795 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) = 𝐴)
72 fvconst2g 7208 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ (√‘𝐴) ∈ ℂ) → ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴)) = 𝐴)
731, 4, 72syl2anc 596 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴)) = 𝐴)
7471, 73oveq12d 7438 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2))‘(√‘𝐴)) − ((ℂ × {𝐴})‘(√‘𝐴))) = (𝐴 − 𝐴))
7564, 74eqtrd 2795 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = (𝐴 − 𝐴))
76 subid 11580 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴 − 𝐴) = 0)
771, 2, 763syl 19 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (𝐴 − 𝐴) = 0)
7875, 77eqtrd 2795 . . 3 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑2)) ∘f − (ℂ × {𝐴}))‘(√‘𝐴)) = 0)
796, 61, 78rspcedvdw 3579 . 2 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ∃𝑥 ∈ ((Poly‘ℚ) ∖ {0𝑝})(𝑥‘(√‘𝐴)) = 0)
80 elqaa 26650 . 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 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  Vcvv 3450   ⊆ wss 3895   ∖ cdif 4045  {csn 4584   ↦ cmpt 5185   × cxp 5648   Fn wfn 6533  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ∘f cof 7691  ℂcc 11201  0cc0 11203  1c1 11204   + caddc 11206   · cmul 11208   − cmin 11544   -cneg 11545  2c2 12400  ℕ0cn0 12609  ℤcz 12696  ℚcq 13078  ↑cexp 14207  √csqrt 15405  0𝑝c0p 25995  Polycply 26507  𝔸caa 26642
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-inf2 9645  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-pre-sup 11281
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-er 8720  df-map 8852  df-pm 8853  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9507  df-card 10023  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-div 11977  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-n0 12610  df-z 12697  df-uz 12969  df-q 13079  df-rp 13124  df-fz 13643  df-fzo 13792  df-fl 13935  df-mod 14013  df-seq 14148  df-exp 14208  df-hash 14478  df-cj 15271  df-re 15272  df-im 15273  df-sqrt 15407  df-abs 15408  df-clim 15660  df-rlim 15661  df-sum 15859  df-0p 25996  df-ply 26511  df-coe 26513  df-dgr 26514  df-aa 26643
This theorem is used by:  sqrtqaa  48008
  Copyright terms: Public domain W3C validator