Metamath Proof Explorer


Theorem quad

Description: The quadratic equation. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Apr-2015)

Ref Expression
Hypotheses quad.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
quad.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โ‰  0 )
quad.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
quad.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
quad.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„‚ )
quad.d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท = ( ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆ’ ( 4 ยท ( ๐ด ยท ๐ถ ) ) ) )
Assertion quad ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ด ยท ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) ) + ( ( ๐ต ยท ๐‘‹ ) + ๐ถ ) ) = 0 โ†” ( ๐‘‹ = ( ( - ๐ต + ( โˆš โ€˜ ๐ท ) ) / ( 2 ยท ๐ด ) ) โˆจ ๐‘‹ = ( ( - ๐ต โˆ’ ( โˆš โ€˜ ๐ท ) ) / ( 2 ยท ๐ด ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 quad.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
2 quad.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โ‰  0 )
3 quad.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
4 quad.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
5 quad.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„‚ )
6 quad.d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท = ( ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆ’ ( 4 ยท ( ๐ด ยท ๐ถ ) ) ) )
7 3 sqcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„‚ )
8 4cn โŠข 4 โˆˆ โ„‚
9 1 4 mulcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด ยท ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
10 mulcl โŠข ( ( 4 โˆˆ โ„‚ โˆง ( ๐ด ยท ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 4 ยท ( ๐ด ยท ๐ถ ) ) โˆˆ โ„‚ )
11 8 9 10 sylancr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 4 ยท ( ๐ด ยท ๐ถ ) ) โˆˆ โ„‚ )
12 7 11 subcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆ’ ( 4 ยท ( ๐ด ยท ๐ถ ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
13 6 12 eqeltrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ โ„‚ )
14 13 sqrtcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆš โ€˜ ๐ท ) โˆˆ โ„‚ )
15 13 sqsqrtd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ๐ท ) โ†‘ 2 ) = ๐ท )
16 15 6 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ๐ท ) โ†‘ 2 ) = ( ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆ’ ( 4 ยท ( ๐ด ยท ๐ถ ) ) ) )
17 1 2 3 4 5 14 16 quad2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ด ยท ( ๐‘‹ โ†‘ 2 ) ) + ( ( ๐ต ยท ๐‘‹ ) + ๐ถ ) ) = 0 โ†” ( ๐‘‹ = ( ( - ๐ต + ( โˆš โ€˜ ๐ท ) ) / ( 2 ยท ๐ด ) ) โˆจ ๐‘‹ = ( ( - ๐ต โˆ’ ( โˆš โ€˜ ๐ท ) ) / ( 2 ยท ๐ด ) ) ) ) )