Metamath Proof Explorer


Theorem sqrlearg

Description: The square compared with its argument. (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021)

Ref Expression
Hypothesis sqrlearg.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
Assertion sqrlearg ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด โ†” ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sqrlearg.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
2 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
3 2 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ 0 โˆˆ โ„ )
4 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ยฌ ๐ด โ‰ค 1 ) โ†’ ยฌ ๐ด โ‰ค 1 )
5 1red โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ยฌ ๐ด โ‰ค 1 ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
6 1 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ยฌ ๐ด โ‰ค 1 ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
7 5 6 ltnled โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ยฌ ๐ด โ‰ค 1 ) โ†’ ( 1 < ๐ด โ†” ยฌ ๐ด โ‰ค 1 ) )
8 4 7 mpbird โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ยฌ ๐ด โ‰ค 1 ) โ†’ 1 < ๐ด )
9 1red โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง 1 < ๐ด ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
10 1 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง 1 < ๐ด ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
11 2 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง 1 < ๐ด ) โ†’ 0 โˆˆ โ„ )
12 0lt1 โŠข 0 < 1
13 12 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง 1 < ๐ด ) โ†’ 0 < 1 )
14 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง 1 < ๐ด ) โ†’ 1 < ๐ด )
15 11 9 10 13 14 lttrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง 1 < ๐ด ) โ†’ 0 < ๐ด )
16 10 15 elrpd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง 1 < ๐ด ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„+ )
17 9 10 16 14 ltmul2dd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง 1 < ๐ด ) โ†’ ( ๐ด ยท 1 ) < ( ๐ด ยท ๐ด ) )
18 1 recnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
19 18 mulridd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด ยท 1 ) = ๐ด )
20 19 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง 1 < ๐ด ) โ†’ ( ๐ด ยท 1 ) = ๐ด )
21 18 sqvald โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด โ†‘ 2 ) = ( ๐ด ยท ๐ด ) )
22 21 eqcomd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด ยท ๐ด ) = ( ๐ด โ†‘ 2 ) )
23 22 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง 1 < ๐ด ) โ†’ ( ๐ด ยท ๐ด ) = ( ๐ด โ†‘ 2 ) )
24 20 23 breq12d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง 1 < ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ด ยท 1 ) < ( ๐ด ยท ๐ด ) โ†” ๐ด < ( ๐ด โ†‘ 2 ) ) )
25 17 24 mpbid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง 1 < ๐ด ) โ†’ ๐ด < ( ๐ด โ†‘ 2 ) )
26 8 25 syldan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ยฌ ๐ด โ‰ค 1 ) โ†’ ๐ด < ( ๐ด โ†‘ 2 ) )
27 26 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) โˆง ยฌ ๐ด โ‰ค 1 ) โ†’ ๐ด < ( ๐ด โ†‘ 2 ) )
28 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด )
29 1 resqcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ )
30 29 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ ( ๐ด โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ )
31 1 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
32 30 31 lenltd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด โ†” ยฌ ๐ด < ( ๐ด โ†‘ 2 ) ) )
33 28 32 mpbid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ ยฌ ๐ด < ( ๐ด โ†‘ 2 ) )
34 33 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) โˆง ยฌ ๐ด โ‰ค 1 ) โ†’ ยฌ ๐ด < ( ๐ด โ†‘ 2 ) )
35 27 34 condan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ ๐ด โ‰ค 1 )
36 1red โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰ค 1 ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
37 35 36 syldan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
38 31 sqge0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ด โ†‘ 2 ) )
39 3 30 31 38 28 letrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ด )
40 3 37 31 39 35 eliccd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) )
41 40 ex โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด โ†’ ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) )
42 unitssre โŠข ( 0 [,] 1 ) โІ โ„
43 42 sseli โŠข ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
44 1red โŠข ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
45 0xr โŠข 0 โˆˆ โ„*
46 45 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ 0 โˆˆ โ„* )
47 44 rexrd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ 1 โˆˆ โ„* )
48 id โŠข ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) )
49 46 47 48 iccgelbd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ด )
50 46 47 48 iccleubd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ๐ด โ‰ค 1 )
51 43 44 43 49 50 lemul2ad โŠข ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ( ๐ด ยท ๐ด ) โ‰ค ( ๐ด ยท 1 ) )
52 51 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ๐ด ยท ๐ด ) โ‰ค ( ๐ด ยท 1 ) )
53 22 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ๐ด ยท ๐ด ) = ( ๐ด โ†‘ 2 ) )
54 19 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ๐ด ยท 1 ) = ๐ด )
55 53 54 breq12d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐ด ) โ‰ค ( ๐ด ยท 1 ) โ†” ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) )
56 52 55 mpbid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด )
57 56 ex โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด ) )
58 41 57 impbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) โ‰ค ๐ด โ†” ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) )