Metamath Proof Explorer


Theorem sqrtnegnre

Description: The square root of a negative number is not a real number. (Contributed by AV, 28-Feb-2023)

Ref Expression
Assertion sqrtnegnre ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → X ∉ ℝ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 recn ⊢ X ∈ ℝ → X ∈ ℂ
2 1 negnegd ⊢ X ∈ ℝ → − − X = X
3 2 adantr ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → − − X = X
4 3 eqcomd ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → X = − − X
5 4 fveq2d ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → X = − − X
6 simpl ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → X ∈ ℝ
7 6 renegcld ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → − X ∈ ℝ
8 0re ⊢ 0 ∈ ℝ
9 ltle ⊢ X ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ → X < 0 → X ≤ 0
10 8 9 mpan2 ⊢ X ∈ ℝ → X < 0 → X ≤ 0
11 10 imp ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → X ≤ 0
12 le0neg1 ⊢ X ∈ ℝ → X ≤ 0 ↔ 0 ≤ − X
13 12 adantr ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → X ≤ 0 ↔ 0 ≤ − X
14 11 13 mpbid ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → 0 ≤ − X
15 7 14 sqrtnegd ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → − − X = i ⁢ − X
16 5 15 eqtrd ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → X = i ⁢ − X
17 ax-icn ⊢ i ∈ ℂ
18 17 a1i ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → i ∈ ℂ
19 1 adantr ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → X ∈ ℂ
20 19 negcld ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → − X ∈ ℂ
21 20 sqrtcld ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → − X ∈ ℂ
22 18 21 mulcomd ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → i ⁢ − X = − X ⁢ i
23 7 14 resqrtcld ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → − X ∈ ℝ
24 inelr ⊢ ¬ i ∈ ℝ
25 24 a1i ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → ¬ i ∈ ℝ
26 18 25 eldifd ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → i ∈ ℂ ∖ ℝ
27 lt0neg1 ⊢ X ∈ ℝ → X < 0 ↔ 0 < − X
28 8 a1i ⊢ X ∈ ℝ → 0 ∈ ℝ
29 ltne ⊢ 0 ∈ ℝ ∧ 0 < − X → − X ≠ 0
30 28 29 sylan ⊢ X ∈ ℝ ∧ 0 < − X → − X ≠ 0
31 simpl ⊢ X ∈ ℝ ∧ 0 < − X → X ∈ ℝ
32 31 renegcld ⊢ X ∈ ℝ ∧ 0 < − X → − X ∈ ℝ
33 10 27 12 3imtr3d ⊢ X ∈ ℝ → 0 < − X → 0 ≤ − X
34 33 imp ⊢ X ∈ ℝ ∧ 0 < − X → 0 ≤ − X
35 sqrt00 ⊢ − X ∈ ℝ ∧ 0 ≤ − X → − X = 0 ↔ − X = 0
36 32 34 35 syl2anc ⊢ X ∈ ℝ ∧ 0 < − X → − X = 0 ↔ − X = 0
37 36 bicomd ⊢ X ∈ ℝ ∧ 0 < − X → − X = 0 ↔ − X = 0
38 37 necon3bid ⊢ X ∈ ℝ ∧ 0 < − X → − X ≠ 0 ↔ − X ≠ 0
39 30 38 mpbid ⊢ X ∈ ℝ ∧ 0 < − X → − X ≠ 0
40 39 ex ⊢ X ∈ ℝ → 0 < − X → − X ≠ 0
41 27 40 sylbid ⊢ X ∈ ℝ → X < 0 → − X ≠ 0
42 41 imp ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → − X ≠ 0
43 23 26 42 recnmulnred ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → − X ⁢ i ∉ ℝ
44 df-nel ⊢ − X ⁢ i ∉ ℝ ↔ ¬ − X ⁢ i ∈ ℝ
45 43 44 sylib ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → ¬ − X ⁢ i ∈ ℝ
46 22 45 eqneltrd ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → ¬ i ⁢ − X ∈ ℝ
47 16 46 eqneltrd ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → ¬ X ∈ ℝ
48 df-nel ⊢ X ∉ ℝ ↔ ¬ X ∈ ℝ
49 47 48 sylibr ⊢ X ∈ ℝ ∧ X < 0 → X ∉ ℝ