Metamath Proof Explorer


Theorem resqrtcl

Description: Closure of the square root function. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Jul-2013)

Ref Expression
Assertion resqrtcl ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โ†’ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 resqrex โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) )
2 simp1l โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
3 recn โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
4 sqrtval โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) = ( โ„ฉ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฅ ) โˆ‰ โ„+ ) ) )
5 2 3 4 3syl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) = ( โ„ฉ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฅ ) โˆ‰ โ„+ ) ) )
6 simp3r โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด )
7 simp3l โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ 0 โ‰ค ๐‘ฆ )
8 rere โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) = ๐‘ฆ )
9 8 3ad2ant2 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) = ๐‘ฆ )
10 7 9 breqtrrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) )
11 rennim โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†’ ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+ )
12 11 3ad2ant2 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+ )
13 6 10 12 3jca โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+ ) )
14 recn โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ )
15 14 3ad2ant2 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ )
16 resqreu โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โ†’ โˆƒ! ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฅ ) โˆ‰ โ„+ ) )
17 16 3ad2ant1 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ โˆƒ! ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฅ ) โˆ‰ โ„+ ) )
18 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) )
19 18 eqeq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด โ†” ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) )
20 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) )
21 20 breq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†” 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
22 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( i ยท ๐‘ฅ ) = ( i ยท ๐‘ฆ ) )
23 neleq1 โŠข ( ( i ยท ๐‘ฅ ) = ( i ยท ๐‘ฆ ) โ†’ ( ( i ยท ๐‘ฅ ) โˆ‰ โ„+ โ†” ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+ ) )
24 22 23 syl โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ( i ยท ๐‘ฅ ) โˆ‰ โ„+ โ†” ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+ ) )
25 19 21 24 3anbi123d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฅ ) โˆ‰ โ„+ ) โ†” ( ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+ ) ) )
26 25 riota2 โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ โˆง โˆƒ! ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฅ ) โˆ‰ โ„+ ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+ ) โ†” ( โ„ฉ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฅ ) โˆ‰ โ„+ ) ) = ๐‘ฆ ) )
27 15 17 26 syl2anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฆ ) โˆ‰ โ„+ ) โ†” ( โ„ฉ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฅ ) โˆ‰ โ„+ ) ) = ๐‘ฆ ) )
28 13 27 mpbid โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ ( โ„ฉ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ๐ด โˆง 0 โ‰ค ( โ„œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆง ( i ยท ๐‘ฅ ) โˆ‰ โ„+ ) ) = ๐‘ฆ )
29 5 28 eqtrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) = ๐‘ฆ )
30 simp2 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ )
31 29 30 eqeltrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โˆง ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) ) โ†’ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
32 31 rexlimdv3a โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ( 0 โ‰ค ๐‘ฆ โˆง ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ๐ด ) โ†’ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ ) )
33 1 32 mpd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โ†’ ( โˆš โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )