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Theorem rmspecsqrtnq

Description: The discriminant used to define the X and Y sequences has an irrational square root. (Contributed by Stefan O'Rear, 21-Sep-2014) (Proof shortened by AV, 2-Aug-2021)

Ref Expression
Assertion rmspecsqrtnq ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( √ ‘ ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) ) ∈ ( ℂ ∖ ℚ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eluzelcn ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → 𝐴 ∈ ℂ )
2 1 sqcld ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( 𝐴 ↑ 2 ) ∈ ℂ )
3 ax-1cn 1 ∈ ℂ
4 subcl ( ( ( 𝐴 ↑ 2 ) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ) → ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) ∈ ℂ )
5 2 3 4 sylancl ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) ∈ ℂ )
6 5 sqrtcld ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( √ ‘ ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) ) ∈ ℂ )
7 eluz2nn ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → 𝐴 ∈ ℕ )
8 7 nnsqcld ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( 𝐴 ↑ 2 ) ∈ ℕ )
9 nnm1nn0 ( ( 𝐴 ↑ 2 ) ∈ ℕ → ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) ∈ ℕ0 )
10 8 9 syl ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) ∈ ℕ0 )
11 nnm1nn0 ( 𝐴 ∈ ℕ → ( 𝐴 − 1 ) ∈ ℕ0 )
12 7 11 syl ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( 𝐴 − 1 ) ∈ ℕ0 )
13 binom2sub1 ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ( 𝐴 − 1 ) ↑ 2 ) = ( ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − ( 2 · 𝐴 ) ) + 1 ) )
14 1 13 syl ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( ( 𝐴 − 1 ) ↑ 2 ) = ( ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − ( 2 · 𝐴 ) ) + 1 ) )
15 2cnd ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → 2 ∈ ℂ )
16 15 1 mulcld ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( 2 · 𝐴 ) ∈ ℂ )
17 3 a1i ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → 1 ∈ ℂ )
18 2 16 17 subsubd ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − ( ( 2 · 𝐴 ) − 1 ) ) = ( ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − ( 2 · 𝐴 ) ) + 1 ) )
19 14 18 eqtr4d ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( ( 𝐴 − 1 ) ↑ 2 ) = ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − ( ( 2 · 𝐴 ) − 1 ) ) )
20 1red ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → 1 ∈ ℝ )
21 2re 2 ∈ ℝ
22 21 a1i ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → 2 ∈ ℝ )
23 eluzelre ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → 𝐴 ∈ ℝ )
24 22 23 remulcld ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( 2 · 𝐴 ) ∈ ℝ )
25 24 20 resubcld ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( ( 2 · 𝐴 ) − 1 ) ∈ ℝ )
26 8 nnred ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( 𝐴 ↑ 2 ) ∈ ℝ )
27 eluz2gt1 ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → 1 < 𝐴 )
28 20 20 23 27 27 lt2addmuld ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( 1 + 1 ) < ( 2 · 𝐴 ) )
29 remulcl ( ( 2 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ ) → ( 2 · 𝐴 ) ∈ ℝ )
30 21 23 29 sylancr ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( 2 · 𝐴 ) ∈ ℝ )
31 20 20 30 ltaddsubd ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( ( 1 + 1 ) < ( 2 · 𝐴 ) ↔ 1 < ( ( 2 · 𝐴 ) − 1 ) ) )
32 28 31 mpbid ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → 1 < ( ( 2 · 𝐴 ) − 1 ) )
33 20 25 26 32 ltsub2dd ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − ( ( 2 · 𝐴 ) − 1 ) ) < ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) )
34 19 33 eqbrtrd ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( ( 𝐴 − 1 ) ↑ 2 ) < ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) )
35 26 ltm1d ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) < ( 𝐴 ↑ 2 ) )
36 npcan ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ) → ( ( 𝐴 − 1 ) + 1 ) = 𝐴 )
37 1 3 36 sylancl ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( ( 𝐴 − 1 ) + 1 ) = 𝐴 )
38 37 oveq1d ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( ( ( 𝐴 − 1 ) + 1 ) ↑ 2 ) = ( 𝐴 ↑ 2 ) )
39 35 38 breqtrrd ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) < ( ( ( 𝐴 − 1 ) + 1 ) ↑ 2 ) )
40 nonsq ( ( ( ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) ∈ ℕ0 ∧ ( 𝐴 − 1 ) ∈ ℕ0 ) ∧ ( ( ( 𝐴 − 1 ) ↑ 2 ) < ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) ∧ ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) < ( ( ( 𝐴 − 1 ) + 1 ) ↑ 2 ) ) ) → ¬ ( √ ‘ ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) ) ∈ ℚ )
41 10 12 34 39 40 syl22anc ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ¬ ( √ ‘ ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) ) ∈ ℚ )
42 6 41 eldifd ( 𝐴 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( √ ‘ ( ( 𝐴 ↑ 2 ) − 1 ) ) ∈ ( ℂ ∖ ℚ ) )