Metamath Proof Explorer


Theorem nrt2irr

Description: The N -th root of 2 is irrational for N greater than 2 . For N = 2 , see sqrt2irr . This short and rather elegant proof has the minor disadvantage that it refers to ax-flt , which is still to be formalized. For a proof not requiring ax-flt , see rtprmirr . (Contributed by Prof. Loof Lirpa, 1-Apr-2025) (Proof modification is discouraged.)

Ref Expression
Assertion nrt2irr ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โ†’ ยฌ ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โˆˆ โ„š )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 2cnd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ 2 โˆˆ โ„‚ )
2 simprr โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ž โˆˆ โ„• )
3 2 nncnd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ž โˆˆ โ„‚ )
4 eluzge3nn โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
5 4 adantr โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
6 5 nnnn0d โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0 )
7 3 6 expcld โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) โˆˆ โ„‚ )
8 2 nnne0d โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ž โ‰  0 )
9 5 nnzd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค )
10 3 8 9 expne0d โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) โ‰  0 )
11 1 7 10 divcan4d โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( 2 ยท ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) / ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) = 2 )
12 7 2timesd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( 2 ยท ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) = ( ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) + ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) )
13 simpl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) )
14 simprl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
15 ax-flt โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) + ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) โ‰  ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) )
16 13 2 2 14 15 syl13anc โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) + ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) โ‰  ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) )
17 12 16 eqnetrd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( 2 ยท ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) โ‰  ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) )
18 1 7 mulcld โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( 2 ยท ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) โˆˆ โ„‚ )
19 14 nncnd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚ )
20 19 6 expcld โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) โˆˆ โ„‚ )
21 div11 โŠข ( ( ( 2 ยท ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) โ‰  0 ) ) โ†’ ( ( ( 2 ยท ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) / ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) = ( ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) / ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) โ†” ( 2 ยท ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) = ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) ) )
22 18 20 7 10 21 syl112anc โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( ( 2 ยท ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) / ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) = ( ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) / ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) โ†” ( 2 ยท ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) = ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) ) )
23 22 necon3bid โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( ( 2 ยท ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) / ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) โ‰  ( ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) / ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) โ†” ( 2 ยท ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) โ‰  ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) ) )
24 17 23 mpbird โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( 2 ยท ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) / ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) โ‰  ( ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) / ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) )
25 11 24 eqnetrrd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ 2 โ‰  ( ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) / ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) )
26 19 3 8 6 expdivd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘ ๐‘ ) = ( ( ๐‘ โ†‘ ๐‘ ) / ( ๐‘ž โ†‘ ๐‘ ) ) )
27 25 26 neeqtrrd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ 2 โ‰  ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘ ๐‘ ) )
28 19 3 8 divcld โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘ / ๐‘ž ) โˆˆ โ„‚ )
29 14 nnne0d โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ โ‰  0 )
30 19 3 29 8 divne0d โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ‰  0 )
31 28 30 9 cxpexpzd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) = ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘ ๐‘ ) )
32 27 31 neeqtrrd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ 2 โ‰  ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) )
33 2re โŠข 2 โˆˆ โ„
34 33 a1i โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ 2 โˆˆ โ„ )
35 0le2 โŠข 0 โ‰ค 2
36 35 a1i โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ 0 โ‰ค 2 )
37 14 nnrpd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„+ )
38 2 nnrpd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ž โˆˆ โ„+ )
39 37 38 rpdivcld โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘ / ๐‘ž ) โˆˆ โ„+ )
40 39 rpred โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘ / ๐‘ž ) โˆˆ โ„ )
41 39 rpge0d โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐‘ / ๐‘ž ) )
42 5 nnred โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ )
43 40 41 42 recxpcld โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) โˆˆ โ„ )
44 40 41 42 cxpge0d โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) )
45 5 nnrpd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„+ )
46 45 rpreccld โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( 1 / ๐‘ ) โˆˆ โ„+ )
47 34 36 43 44 46 recxpf1lem โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( 2 = ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) โ†” ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) = ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) ) )
48 47 necon3bid โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( 2 โ‰  ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) โ†” ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โ‰  ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) ) )
49 32 48 mpbid โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โ‰  ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) )
50 5 nnrecred โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( 1 / ๐‘ ) โˆˆ โ„ )
51 50 recnd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( 1 / ๐‘ ) โˆˆ โ„‚ )
52 28 51 cxpcld โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โˆˆ โ„‚ )
53 28 30 51 cxpne0d โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โ‰  0 )
54 52 53 9 cxpexpzd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) = ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โ†‘ ๐‘ ) )
55 cxpcom โŠข ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โˆˆ โ„+ โˆง ( 1 / ๐‘ ) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) = ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) )
56 39 50 42 55 syl3anc โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) = ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) )
57 cxproot โŠข ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โ†‘ ๐‘ ) = ( ๐‘ / ๐‘ž ) )
58 28 5 57 syl2anc โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โ†‘ ๐‘ ) = ( ๐‘ / ๐‘ž ) )
59 54 56 58 3eqtr3d โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†‘๐‘ ๐‘ ) โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) = ( ๐‘ / ๐‘ž ) )
60 49 59 neeqtrd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โ‰  ( ๐‘ / ๐‘ž ) )
61 60 neneqd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ž โˆˆ โ„• ) ) โ†’ ยฌ ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) = ( ๐‘ / ๐‘ž ) )
62 61 ralrimivva โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โ†’ โˆ€ ๐‘ โˆˆ โ„• โˆ€ ๐‘ž โˆˆ โ„• ยฌ ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) = ( ๐‘ / ๐‘ž ) )
63 ralnex2 โŠข ( โˆ€ ๐‘ โˆˆ โ„• โˆ€ ๐‘ž โˆˆ โ„• ยฌ ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) = ( ๐‘ / ๐‘ž ) โ†” ยฌ โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ž โˆˆ โ„• ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) = ( ๐‘ / ๐‘ž ) )
64 62 63 sylib โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โ†’ ยฌ โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ž โˆˆ โ„• ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) = ( ๐‘ / ๐‘ž ) )
65 2rp โŠข 2 โˆˆ โ„+
66 65 a1i โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โ†’ 2 โˆˆ โ„+ )
67 4 nnrecred โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โ†’ ( 1 / ๐‘ ) โˆˆ โ„ )
68 66 67 cxpgt0d โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โ†’ 0 < ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) )
69 68 biantrud โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โ†’ ( ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โˆˆ โ„š โ†” ( ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โˆˆ โ„š โˆง 0 < ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) ) ) )
70 elpqb โŠข ( ( ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โˆˆ โ„š โˆง 0 < ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ž โˆˆ โ„• ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) = ( ๐‘ / ๐‘ž ) )
71 69 70 bitrdi โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โ†’ ( ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โˆˆ โ„š โ†” โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ž โˆˆ โ„• ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) = ( ๐‘ / ๐‘ž ) ) )
72 64 71 mtbird โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 3 ) โ†’ ยฌ ( 2 โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘ ) ) โˆˆ โ„š )