Metamath Proof Explorer


Theorem 01sqrex

Description: Existence of a square root for reals in the interval ( 0 , 1 ] . (Contributed by Mario Carneiro, 10-Jul-2013)

Ref Expression
Assertion 01sqrex ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐ด โ‰ค 1 ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„+ ( ๐‘ฅ โ‰ค 1 โˆง ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eqid โŠข { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } = { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด }
2 eqid โŠข sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) = sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < )
3 1 2 01sqrexlem4 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐ด โ‰ค 1 ) โ†’ ( sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โˆˆ โ„+ โˆง sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ‰ค 1 ) )
4 eqid โŠข { ๐‘ง โˆฃ โˆƒ ๐‘ค โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } ๐‘ง = ( ๐‘ค ยท ๐‘ฅ ) } = { ๐‘ง โˆฃ โˆƒ ๐‘ค โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } ๐‘ง = ( ๐‘ค ยท ๐‘ฅ ) }
5 1 2 4 01sqrexlem7 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐ด โ‰ค 1 ) โ†’ ( sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ†‘ 2 ) = ๐ด )
6 breq1 โŠข ( ๐‘ฅ = sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ†’ ( ๐‘ฅ โ‰ค 1 โ†” sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ‰ค 1 ) )
7 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ( sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ†‘ 2 ) )
8 7 eqeq1d โŠข ( ๐‘ฅ = sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด โ†” ( sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ†‘ 2 ) = ๐ด ) )
9 6 8 anbi12d โŠข ( ๐‘ฅ = sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ โ‰ค 1 โˆง ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) โ†” ( sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ‰ค 1 โˆง ( sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) )
10 9 rspcev โŠข ( ( sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โˆˆ โ„+ โˆง ( sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ‰ค 1 โˆง ( sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„+ ( ๐‘ฅ โ‰ค 1 โˆง ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) )
11 10 anassrs โŠข ( ( ( sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โˆˆ โ„+ โˆง sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ‰ค 1 ) โˆง ( sup ( { ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆฃ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด } , โ„ , < ) โ†‘ 2 ) = ๐ด ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„+ ( ๐‘ฅ โ‰ค 1 โˆง ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) )
12 3 5 11 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐ด โ‰ค 1 ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„+ ( ๐‘ฅ โ‰ค 1 โˆง ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) )