Metamath Proof Explorer


Definition df-sqrt

Description: Define a function whose value is the square root of a complex number. For example, ( sqrt2 5 ) = 5 ( ex-sqrt ).

Since ( y ^ 2 ) = x iff ( -u y ^ 2 ) = x , we ensure uniqueness by restricting the range to numbers with positive real part, or numbers with 0 real part and nonnegative imaginary part. A description can be found under "Principal square root of a complex number" at http://en.wikipedia.org/wiki/Square_root . The square root symbol was introduced in 1525 by Christoff Rudolff.

See sqrtcl for its closure, sqrtval for its value, sqrtth and sqsqrti for its relationship to squares, and sqrt11i for uniqueness. (Contributed by NM, 27-Jul-1999) (Revised by Mario Carneiro, 8-Jul-2013)

Ref Expression
Assertion df-sqrt โˆš = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( โ„ฉ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ ( ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐‘ฅ โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+ ) ) )

Detailed syntax breakdown

Step Hyp Ref Expression
0 csqrt โŠข โˆš
1 vx โŠข ๐‘ฅ
2 cc โŠข โ„‚
3 vy โŠข ๐‘ฆ
4 3 cv โŠข ๐‘ฆ
5 cexp โŠข โ†‘
6 c2 โŠข 2
7 4 6 5 co โŠข ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 )
8 1 cv โŠข ๐‘ฅ
9 7 8 wceq โŠข ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐‘ฅ
10 cc0 โŠข 0
11 cle โŠข โ‰ค
12 cre โŠข โ„œ
13 4 12 cfv โŠข ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ )
14 10 13 11 wbr โŠข 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ )
15 ci โŠข i
16 cmul โŠข ยท
17 15 4 16 co โŠข ( i ยท ๐‘ฆ )
18 crp โŠข โ„+
19 17 18 wnel โŠข ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+
20 9 14 19 w3a โŠข ( ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐‘ฅ โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+ )
21 20 3 2 crio โŠข ( โ„ฉ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ ( ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐‘ฅ โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+ ) )
22 1 2 21 cmpt โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( โ„ฉ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ ( ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐‘ฅ โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+ ) ) )
23 0 22 wceq โŠข โˆš = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โ†ฆ ( โ„ฉ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ ( ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐‘ฅ โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+ ) ) )