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Theorem sqrmo

Description: Uniqueness for the square root function. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Jul-2013) (Revised by NM, 17-Jun-2017)

Ref Expression
Assertion sqrmo ⊢ A ∈ ℂ → ∃* x ∈ ℂ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ +

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simplr1 ⊢ x ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → x 2 = A
2 simprr1 ⊢ x ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → y 2 = A
3 1 2 eqtr4d ⊢ x ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → x 2 = y 2
4 sqeqor ⊢ x ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → x 2 = y 2 ↔ x = y ∨ x = − y
5 4 ad2ant2r ⊢ x ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → x 2 = y 2 ↔ x = y ∨ x = − y
6 3 5 mpbid ⊢ x ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → x = y ∨ x = − y
7 6 ord ⊢ x ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → ¬ x = y → x = − y
8 3simpc ⊢ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + → 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ +
9 fveq2 ⊢ x = − y → ℜ ⁡ x = ℜ ⁡ − y
10 9 breq2d ⊢ x = − y → 0 ≤ ℜ ⁡ x ↔ 0 ≤ ℜ ⁡ − y
11 oveq2 ⊢ x = − y → i ⁢ x = i ⁢ − y
12 neleq1 ⊢ i ⁢ x = i ⁢ − y → i ⁢ x ∉ ℝ + ↔ i ⁢ − y ∉ ℝ +
13 11 12 syl ⊢ x = − y → i ⁢ x ∉ ℝ + ↔ i ⁢ − y ∉ ℝ +
14 10 13 anbi12d ⊢ x = − y → 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ↔ 0 ≤ ℜ ⁡ − y ∧ i ⁢ − y ∉ ℝ +
15 8 14 syl5ibcom ⊢ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + → x = − y → 0 ≤ ℜ ⁡ − y ∧ i ⁢ − y ∉ ℝ +
16 15 ad2antlr ⊢ x ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → x = − y → 0 ≤ ℜ ⁡ − y ∧ i ⁢ − y ∉ ℝ +
17 7 16 syld ⊢ x ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → ¬ x = y → 0 ≤ ℜ ⁡ − y ∧ i ⁢ − y ∉ ℝ +
18 negeq ⊢ y = 0 → − y = − 0
19 neg0 ⊢ − 0 = 0
20 18 19 eqtrdi ⊢ y = 0 → − y = 0
21 20 eqeq2d ⊢ y = 0 → x = − y ↔ x = 0
22 eqeq2 ⊢ y = 0 → x = y ↔ x = 0
23 21 22 bitr4d ⊢ y = 0 → x = − y ↔ x = y
24 23 biimpcd ⊢ x = − y → y = 0 → x = y
25 24 necon3bd ⊢ x = − y → ¬ x = y → y ≠ 0
26 7 25 syli ⊢ x ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → ¬ x = y → y ≠ 0
27 3simpc ⊢ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ +
28 cnpart ⊢ y ∈ ℂ ∧ y ≠ 0 → 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + ↔ ¬ 0 ≤ ℜ ⁡ − y ∧ i ⁢ − y ∉ ℝ +
29 27 28 imbitrid ⊢ y ∈ ℂ ∧ y ≠ 0 → y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → ¬ 0 ≤ ℜ ⁡ − y ∧ i ⁢ − y ∉ ℝ +
30 29 impancom ⊢ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → y ≠ 0 → ¬ 0 ≤ ℜ ⁡ − y ∧ i ⁢ − y ∉ ℝ +
31 30 adantl ⊢ x ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → y ≠ 0 → ¬ 0 ≤ ℜ ⁡ − y ∧ i ⁢ − y ∉ ℝ +
32 26 31 syld ⊢ x ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → ¬ x = y → ¬ 0 ≤ ℜ ⁡ − y ∧ i ⁢ − y ∉ ℝ +
33 17 32 pm2.65d ⊢ x ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → ¬ ¬ x = y
34 33 notnotrd ⊢ x ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y ∈ ℂ ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → x = y
35 34 an4s ⊢ x ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ ∧ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → x = y
36 35 ex ⊢ x ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → x = y
37 36 a1i ⊢ A ∈ ℂ → x ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → x = y
38 37 ralrimivv ⊢ A ∈ ℂ → ∀ x ∈ ℂ ∀ y ∈ ℂ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → x = y
39 oveq1 ⊢ x = y → x 2 = y 2
40 39 eqeq1d ⊢ x = y → x 2 = A ↔ y 2 = A
41 fveq2 ⊢ x = y → ℜ ⁡ x = ℜ ⁡ y
42 41 breq2d ⊢ x = y → 0 ≤ ℜ ⁡ x ↔ 0 ≤ ℜ ⁡ y
43 oveq2 ⊢ x = y → i ⁢ x = i ⁢ y
44 neleq1 ⊢ i ⁢ x = i ⁢ y → i ⁢ x ∉ ℝ + ↔ i ⁢ y ∉ ℝ +
45 43 44 syl ⊢ x = y → i ⁢ x ∉ ℝ + ↔ i ⁢ y ∉ ℝ +
46 40 42 45 3anbi123d ⊢ x = y → x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ↔ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ +
47 46 rmo4 ⊢ ∃* x ∈ ℂ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ↔ ∀ x ∈ ℂ ∀ y ∈ ℂ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ + ∧ y 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ y ∧ i ⁢ y ∉ ℝ + → x = y
48 38 47 sylibr ⊢ A ∈ ℂ → ∃* x ∈ ℂ x 2 = A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ x ∧ i ⁢ x ∉ ℝ +