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Theorem discr 11997
Description: If a quadratic polynomial with real coefficients is nonnegative for all values, then its discriminant is non-positive. (Contributed by NM, 10-Aug-1999.) (Revised by Mario Carneiro, 4-Jun-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
discr.1  |-  ( ph  ->  A  e.  RR )
discr.2  |-  ( ph  ->  B  e.  RR )
discr.3  |-  ( ph  ->  C  e.  RR )
discr.4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  0  <_ 
( ( ( A  x.  ( x ^
2 ) )  +  ( B  x.  x
) )  +  C
) )
Assertion
Ref Expression
discr  |-  ( ph  ->  ( ( B ^
2 )  -  (
4  x.  ( A  x.  C ) ) )  <_  0 )
Distinct variable groups:    x, A    x, B    x, C    ph, x

Proof of Theorem discr
StepHypRef Expression
1 discr.2 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  B  e.  RR )
21adantr 462 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  B  e.  RR )
3 resqcl 11929 . . . . . . . . 9  |-  ( B  e.  RR  ->  ( B ^ 2 )  e.  RR )
42, 3syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( B ^ 2 )  e.  RR )
54recnd 9408 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( B ^ 2 )  e.  CC )
6 4re 10394 . . . . . . . . 9  |-  4  e.  RR
7 discr.1 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  A  e.  RR )
87adantr 462 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  A  e.  RR )
9 discr.3 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  C  e.  RR )
109adantr 462 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  C  e.  RR )
118, 10remulcld 9410 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( A  x.  C )  e.  RR )
12 remulcl 9363 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 4  e.  RR  /\  ( A  x.  C
)  e.  RR )  ->  ( 4  x.  ( A  x.  C
) )  e.  RR )
136, 11, 12sylancr 658 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( 4  x.  ( A  x.  C ) )  e.  RR )
1413recnd 9408 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( 4  x.  ( A  x.  C ) )  e.  CC )
15 4pos 10413 . . . . . . . . . 10  |-  0  <  4
166, 15elrpii 10990 . . . . . . . . 9  |-  4  e.  RR+
17 simpr 458 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  0  <  A )
188, 17elrpd 11021 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  A  e.  RR+ )
19 rpmulcl 11008 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 4  e.  RR+  /\  A  e.  RR+ )  ->  (
4  x.  A )  e.  RR+ )
2016, 18, 19sylancr 658 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( 4  x.  A )  e.  RR+ )
2120rpcnd 11025 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( 4  x.  A )  e.  CC )
2220rpne0d 11028 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( 4  x.  A )  =/=  0 )
235, 14, 21, 22divsubdird 10142 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( B ^ 2 )  -  ( 4  x.  ( A  x.  C ) ) )  /  ( 4  x.  A ) )  =  ( ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) )  -  (
( 4  x.  ( A  x.  C )
)  /  ( 4  x.  A ) ) ) )
2411recnd 9408 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( A  x.  C )  e.  CC )
258recnd 9408 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  A  e.  CC )
26 4cn 10395 . . . . . . . . . 10  |-  4  e.  CC
2726a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  4  e.  CC )
2818rpne0d 11028 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  A  =/=  0 )
29 4ne0 10414 . . . . . . . . . 10  |-  4  =/=  0
3029a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  4  =/=  0 )
3124, 25, 27, 28, 30divcan5d 10129 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
4  x.  ( A  x.  C ) )  /  ( 4  x.  A ) )  =  ( ( A  x.  C )  /  A
) )
3210recnd 9408 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  C  e.  CC )
3332, 25, 28divcan3d 10108 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( A  x.  C )  /  A )  =  C )
3431, 33eqtrd 2473 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
4  x.  ( A  x.  C ) )  /  ( 4  x.  A ) )  =  C )
3534oveq2d 6106 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  -  ( ( 4  x.  ( A  x.  C ) )  / 
( 4  x.  A
) ) )  =  ( ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) )  -  C
) )
3623, 35eqtrd 2473 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( B ^ 2 )  -  ( 4  x.  ( A  x.  C ) ) )  /  ( 4  x.  A ) )  =  ( ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) )  -  C
) )
374, 20rerpdivcld 11050 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) )  e.  RR )
3837recnd 9408 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) )  e.  CC )
39382timesd 10563 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( 2  x.  ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) ) )  =  ( ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) )  +  ( ( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) ) ) )
40 2t2e4 10467 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 2  x.  2 )  =  4
4140oveq1i 6100 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 2  x.  2 )  x.  A )  =  ( 4  x.  A
)
42 2cnd 10390 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  2  e.  CC )
4342, 42, 25mulassd 9405 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
2  x.  2 )  x.  A )  =  ( 2  x.  (
2  x.  A ) ) )
4441, 43syl5eqr 2487 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( 4  x.  A )  =  ( 2  x.  (
2  x.  A ) ) )
4544oveq2d 6106 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
2  x.  ( B ^ 2 ) )  /  ( 4  x.  A ) )  =  ( ( 2  x.  ( B ^ 2 ) )  /  (
2  x.  ( 2  x.  A ) ) ) )
4642, 5, 21, 22divassd 10138 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
2  x.  ( B ^ 2 ) )  /  ( 4  x.  A ) )  =  ( 2  x.  (
( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) ) ) )
47 2rp 10992 . . . . . . . . . . . . 13  |-  2  e.  RR+
48 rpmulcl 11008 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( 2  e.  RR+  /\  A  e.  RR+ )  ->  (
2  x.  A )  e.  RR+ )
4947, 18, 48sylancr 658 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( 2  x.  A )  e.  RR+ )
5049rpcnd 11025 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( 2  x.  A )  e.  CC )
5149rpne0d 11028 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( 2  x.  A )  =/=  0 )
52 2ne0 10410 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  =/=  0
5352a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  2  =/=  0 )
545, 50, 42, 51, 53divcan5d 10129 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
2  x.  ( B ^ 2 ) )  /  ( 2  x.  ( 2  x.  A
) ) )  =  ( ( B ^
2 )  /  (
2  x.  A ) ) )
5545, 46, 543eqtr3d 2481 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( 2  x.  ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) ) )  =  ( ( B ^
2 )  /  (
2  x.  A ) ) )
5639, 55eqtr3d 2475 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  +  ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) ) )  =  ( ( B ^
2 )  /  (
2  x.  A ) ) )
572, 49rerpdivcld 11050 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( B  /  ( 2  x.  A ) )  e.  RR )
5857renegcld 9771 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  -u ( B  /  ( 2  x.  A ) )  e.  RR )
59 discr.4 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  0  <_ 
( ( ( A  x.  ( x ^
2 ) )  +  ( B  x.  x
) )  +  C
) )
6059ralrimiva 2797 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  A. x  e.  RR  0  <_  ( ( ( A  x.  ( x ^ 2 ) )  +  ( B  x.  x ) )  +  C ) )
6160adantr 462 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  A. x  e.  RR  0  <_  (
( ( A  x.  ( x ^ 2 ) )  +  ( B  x.  x ) )  +  C ) )
62 oveq1 6097 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  =  -u ( B  / 
( 2  x.  A
) )  ->  (
x ^ 2 )  =  ( -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ^
2 ) )
6362oveq2d 6106 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  =  -u ( B  / 
( 2  x.  A
) )  ->  ( A  x.  ( x ^ 2 ) )  =  ( A  x.  ( -u ( B  / 
( 2  x.  A
) ) ^ 2 ) ) )
64 oveq2 6098 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  =  -u ( B  / 
( 2  x.  A
) )  ->  ( B  x.  x )  =  ( B  x.  -u ( B  /  (
2  x.  A ) ) ) )
6563, 64oveq12d 6108 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( x  =  -u ( B  / 
( 2  x.  A
) )  ->  (
( A  x.  (
x ^ 2 ) )  +  ( B  x.  x ) )  =  ( ( A  x.  ( -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ^
2 ) )  +  ( B  x.  -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ) ) )
6665oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  =  -u ( B  / 
( 2  x.  A
) )  ->  (
( ( A  x.  ( x ^ 2 ) )  +  ( B  x.  x ) )  +  C )  =  ( ( ( A  x.  ( -u ( B  /  (
2  x.  A ) ) ^ 2 ) )  +  ( B  x.  -u ( B  / 
( 2  x.  A
) ) ) )  +  C ) )
6766breq2d 4301 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  -u ( B  / 
( 2  x.  A
) )  ->  (
0  <_  ( (
( A  x.  (
x ^ 2 ) )  +  ( B  x.  x ) )  +  C )  <->  0  <_  ( ( ( A  x.  ( -u ( B  / 
( 2  x.  A
) ) ^ 2 ) )  +  ( B  x.  -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ) )  +  C ) ) )
6867rspcv 3066 . . . . . . . . . . 11  |-  ( -u ( B  /  (
2  x.  A ) )  e.  RR  ->  ( A. x  e.  RR  0  <_  ( ( ( A  x.  ( x ^ 2 ) )  +  ( B  x.  x ) )  +  C )  ->  0  <_  ( ( ( A  x.  ( -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ^
2 ) )  +  ( B  x.  -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ) )  +  C ) ) )
6958, 61, 68sylc 60 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  0  <_  ( ( ( A  x.  ( -u ( B  / 
( 2  x.  A
) ) ^ 2 ) )  +  ( B  x.  -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ) )  +  C ) )
7057recnd 9408 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( B  /  ( 2  x.  A ) )  e.  CC )
71 sqneg 11922 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( B  /  ( 2  x.  A ) )  e.  CC  ->  ( -u ( B  /  (
2  x.  A ) ) ^ 2 )  =  ( ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ^
2 ) )
7270, 71syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ^
2 )  =  ( ( B  /  (
2  x.  A ) ) ^ 2 ) )
732recnd 9408 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  B  e.  CC )
74 sqdiv 11927 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( B  e.  CC  /\  ( 2  x.  A
)  e.  CC  /\  ( 2  x.  A
)  =/=  0 )  ->  ( ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ^
2 )  =  ( ( B ^ 2 )  /  ( ( 2  x.  A ) ^ 2 ) ) )
7573, 50, 51, 74syl3anc 1213 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ^
2 )  =  ( ( B ^ 2 )  /  ( ( 2  x.  A ) ^ 2 ) ) )
76 sqval 11921 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( 2  x.  A )  e.  CC  ->  (
( 2  x.  A
) ^ 2 )  =  ( ( 2  x.  A )  x.  ( 2  x.  A
) ) )
7750, 76syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
2  x.  A ) ^ 2 )  =  ( ( 2  x.  A )  x.  (
2  x.  A ) ) )
7850, 42, 25mulassd 9405 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( 2  x.  A
)  x.  2 )  x.  A )  =  ( ( 2  x.  A )  x.  (
2  x.  A ) ) )
7942, 25, 42mul32d 9575 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
2  x.  A )  x.  2 )  =  ( ( 2  x.  2 )  x.  A
) )
8079, 41syl6eq 2489 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
2  x.  A )  x.  2 )  =  ( 4  x.  A
) )
8180oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( 2  x.  A
)  x.  2 )  x.  A )  =  ( ( 4  x.  A )  x.  A
) )
8277, 78, 813eqtr2d 2479 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
2  x.  A ) ^ 2 )  =  ( ( 4  x.  A )  x.  A
) )
8382oveq2d 6106 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B ^ 2 )  / 
( ( 2  x.  A ) ^ 2 ) )  =  ( ( B ^ 2 )  /  ( ( 4  x.  A )  x.  A ) ) )
8472, 75, 833eqtrd 2477 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ^
2 )  =  ( ( B ^ 2 )  /  ( ( 4  x.  A )  x.  A ) ) )
855, 21, 25, 22, 28divdiv1d 10134 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  /  A )  =  ( ( B ^
2 )  /  (
( 4  x.  A
)  x.  A ) ) )
8684, 85eqtr4d 2476 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ^
2 )  =  ( ( ( B ^
2 )  /  (
4  x.  A ) )  /  A ) )
8786oveq2d 6106 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( A  x.  ( -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ^
2 ) )  =  ( A  x.  (
( ( B ^
2 )  /  (
4  x.  A ) )  /  A ) ) )
8838, 25, 28divcan2d 10105 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( A  x.  ( ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) )  /  A
) )  =  ( ( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) ) )
8987, 88eqtrd 2473 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( A  x.  ( -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ^
2 ) )  =  ( ( B ^
2 )  /  (
4  x.  A ) ) )
9073, 70mulneg2d 9794 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( B  x.  -u ( B  / 
( 2  x.  A
) ) )  = 
-u ( B  x.  ( B  /  (
2  x.  A ) ) ) )
91 sqval 11921 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( B  e.  CC  ->  ( B ^ 2 )  =  ( B  x.  B
) )
9273, 91syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( B ^ 2 )  =  ( B  x.  B
) )
9392oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B ^ 2 )  / 
( 2  x.  A
) )  =  ( ( B  x.  B
)  /  ( 2  x.  A ) ) )
9473, 73, 50, 51divassd 10138 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B  x.  B )  /  ( 2  x.  A ) )  =  ( B  x.  ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ) )
9593, 94eqtrd 2473 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B ^ 2 )  / 
( 2  x.  A
) )  =  ( B  x.  ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ) )
9695negeqd 9600 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  -u ( ( B ^ 2 )  /  ( 2  x.  A ) )  = 
-u ( B  x.  ( B  /  (
2  x.  A ) ) ) )
9790, 96eqtr4d 2476 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( B  x.  -u ( B  / 
( 2  x.  A
) ) )  = 
-u ( ( B ^ 2 )  / 
( 2  x.  A
) ) )
9889, 97oveq12d 6108 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( A  x.  ( -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ^
2 ) )  +  ( B  x.  -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ) )  =  ( ( ( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  +  -u ( ( B ^ 2 )  / 
( 2  x.  A
) ) ) )
994, 49rerpdivcld 11050 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B ^ 2 )  / 
( 2  x.  A
) )  e.  RR )
10099recnd 9408 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B ^ 2 )  / 
( 2  x.  A
) )  e.  CC )
10138, 100negsubd 9721 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  +  -u ( ( B ^ 2 )  / 
( 2  x.  A
) ) )  =  ( ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) )  -  (
( B ^ 2 )  /  ( 2  x.  A ) ) ) )
10298, 101eqtrd 2473 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( A  x.  ( -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ^
2 ) )  +  ( B  x.  -u ( B  /  ( 2  x.  A ) ) ) )  =  ( ( ( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  -  ( ( B ^ 2 )  / 
( 2  x.  A
) ) ) )
103102oveq1d 6105 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( A  x.  ( -u ( B  /  (
2  x.  A ) ) ^ 2 ) )  +  ( B  x.  -u ( B  / 
( 2  x.  A
) ) ) )  +  C )  =  ( ( ( ( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  -  ( ( B ^
2 )  /  (
2  x.  A ) ) )  +  C
) )
10438, 32, 100addsubd 9736 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( ( B ^
2 )  /  (
4  x.  A ) )  +  C )  -  ( ( B ^ 2 )  / 
( 2  x.  A
) ) )  =  ( ( ( ( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  -  ( ( B ^
2 )  /  (
2  x.  A ) ) )  +  C
) )
105103, 104eqtr4d 2476 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( A  x.  ( -u ( B  /  (
2  x.  A ) ) ^ 2 ) )  +  ( B  x.  -u ( B  / 
( 2  x.  A
) ) ) )  +  C )  =  ( ( ( ( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  +  C )  -  (
( B ^ 2 )  /  ( 2  x.  A ) ) ) )
10669, 105breqtrd 4313 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  0  <_  ( ( ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) )  +  C
)  -  ( ( B ^ 2 )  /  ( 2  x.  A ) ) ) )
10737, 10readdcld 9409 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  +  C )  e.  RR )
108107, 99subge0d 9925 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( 0  <_  ( ( ( ( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  +  C )  -  ( ( B ^
2 )  /  (
2  x.  A ) ) )  <->  ( ( B ^ 2 )  / 
( 2  x.  A
) )  <_  (
( ( B ^
2 )  /  (
4  x.  A ) )  +  C ) ) )
109106, 108mpbid 210 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B ^ 2 )  / 
( 2  x.  A
) )  <_  (
( ( B ^
2 )  /  (
4  x.  A ) )  +  C ) )
11056, 109eqbrtrd 4309 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  +  ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) ) )  <_ 
( ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) )  +  C
) )
11137, 10, 37leadd2d 9930 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  <_  C  <->  ( (
( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  +  ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) ) )  <_ 
( ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) )  +  C
) ) )
112110, 111mpbird 232 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) )  <_  C
)
11337, 10suble0d 9926 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( ( B ^
2 )  /  (
4  x.  A ) )  -  C )  <_  0  <->  ( ( B ^ 2 )  / 
( 4  x.  A
) )  <_  C
) )
114112, 113mpbird 232 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( B ^ 2 )  /  ( 4  x.  A ) )  -  C )  <_ 
0 )
11536, 114eqbrtrd 4309 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( B ^ 2 )  -  ( 4  x.  ( A  x.  C ) ) )  /  ( 4  x.  A ) )  <_ 
0 )
1164, 13resubcld 9772 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B ^ 2 )  -  ( 4  x.  ( A  x.  C )
) )  e.  RR )
117 0red 9383 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  0  e.  RR )
118116, 117, 20ledivmuld 11072 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
( ( B ^
2 )  -  (
4  x.  ( A  x.  C ) ) )  /  ( 4  x.  A ) )  <_  0  <->  ( ( B ^ 2 )  -  ( 4  x.  ( A  x.  C )
) )  <_  (
( 4  x.  A
)  x.  0 ) ) )
119115, 118mpbid 210 . . 3  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B ^ 2 )  -  ( 4  x.  ( A  x.  C )
) )  <_  (
( 4  x.  A
)  x.  0 ) )
12021mul01d 9564 . . 3  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( (
4  x.  A )  x.  0 )  =  0 )
121119, 120breqtrd 4313 . 2  |-  ( (
ph  /\  0  <  A )  ->  ( ( B ^ 2 )  -  ( 4  x.  ( A  x.  C )
) )  <_  0
)
1229adantr 462 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  ->  C  e.  RR )
123122ltp1d 10259 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  ->  C  <  ( C  + 
1 ) )
124 peano2re 9538 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( C  e.  RR  ->  ( C  +  1 )  e.  RR )
125122, 124syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( C  +  1 )  e.  RR )
126122, 125ltnegd 9913 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( C  <  ( C  +  1 )  <->  -u ( C  +  1 )  <  -u C
) )
127123, 126mpbid 210 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  ->  -u ( C  +  1 )  <  -u C
)
128 df-neg 9594 . . . . . . . . . 10  |-  -u C  =  ( 0  -  C )
129127, 128syl6breq 4328 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  ->  -u ( C  +  1 )  <  ( 0  -  C ) )
130125renegcld 9771 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  ->  -u ( C  +  1 )  e.  RR )
131 0red 9383 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
0  e.  RR )
132130, 122, 131ltaddsubd 9935 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( ( -u ( C  +  1 )  +  C )  <  0  <->  -u ( C  + 
1 )  <  (
0  -  C ) ) )
133129, 132mpbird 232 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( -u ( C  + 
1 )  +  C
)  <  0 )
134133expr 612 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  ( B  =/=  0  ->  ( -u ( C  +  1 )  +  C )  <  0 ) )
1351adantr 462 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  ->  B  e.  RR )
136 simprr 751 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  ->  B  =/=  0 )
137130, 135, 136redivcld 10155 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( -u ( C  + 
1 )  /  B
)  e.  RR )
13860adantr 462 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  ->  A. x  e.  RR  0  <_  ( ( ( A  x.  ( x ^ 2 ) )  +  ( B  x.  x ) )  +  C ) )
139 oveq1 6097 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  =  ( -u ( C  +  1 )  /  B )  -> 
( x ^ 2 )  =  ( (
-u ( C  + 
1 )  /  B
) ^ 2 ) )
140139oveq2d 6106 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  =  ( -u ( C  +  1 )  /  B )  -> 
( A  x.  (
x ^ 2 ) )  =  ( A  x.  ( ( -u ( C  +  1
)  /  B ) ^ 2 ) ) )
141 oveq2 6098 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  =  ( -u ( C  +  1 )  /  B )  -> 
( B  x.  x
)  =  ( B  x.  ( -u ( C  +  1 )  /  B ) ) )
142140, 141oveq12d 6108 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( x  =  ( -u ( C  +  1 )  /  B )  -> 
( ( A  x.  ( x ^ 2 ) )  +  ( B  x.  x ) )  =  ( ( A  x.  ( (
-u ( C  + 
1 )  /  B
) ^ 2 ) )  +  ( B  x.  ( -u ( C  +  1 )  /  B ) ) ) )
143142oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  =  ( -u ( C  +  1 )  /  B )  -> 
( ( ( A  x.  ( x ^
2 ) )  +  ( B  x.  x
) )  +  C
)  =  ( ( ( A  x.  (
( -u ( C  + 
1 )  /  B
) ^ 2 ) )  +  ( B  x.  ( -u ( C  +  1 )  /  B ) ) )  +  C ) )
144143breq2d 4301 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  ( -u ( C  +  1 )  /  B )  -> 
( 0  <_  (
( ( A  x.  ( x ^ 2 ) )  +  ( B  x.  x ) )  +  C )  <->  0  <_  ( (
( A  x.  (
( -u ( C  + 
1 )  /  B
) ^ 2 ) )  +  ( B  x.  ( -u ( C  +  1 )  /  B ) ) )  +  C ) ) )
145144rspcv 3066 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
-u ( C  + 
1 )  /  B
)  e.  RR  ->  ( A. x  e.  RR  0  <_  ( ( ( A  x.  ( x ^ 2 ) )  +  ( B  x.  x ) )  +  C )  ->  0  <_  ( ( ( A  x.  ( ( -u ( C  +  1
)  /  B ) ^ 2 ) )  +  ( B  x.  ( -u ( C  + 
1 )  /  B
) ) )  +  C ) ) )
146137, 138, 145sylc 60 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
0  <_  ( (
( A  x.  (
( -u ( C  + 
1 )  /  B
) ^ 2 ) )  +  ( B  x.  ( -u ( C  +  1 )  /  B ) ) )  +  C ) )
147 simprl 750 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
0  =  A )
148147oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( 0  x.  (
( -u ( C  + 
1 )  /  B
) ^ 2 ) )  =  ( A  x.  ( ( -u ( C  +  1
)  /  B ) ^ 2 ) ) )
149137recnd 9408 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( -u ( C  + 
1 )  /  B
)  e.  CC )
150 sqcl 11924 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
-u ( C  + 
1 )  /  B
)  e.  CC  ->  ( ( -u ( C  +  1 )  /  B ) ^ 2 )  e.  CC )
151149, 150syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( ( -u ( C  +  1 )  /  B ) ^
2 )  e.  CC )
152151mul02d 9563 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( 0  x.  (
( -u ( C  + 
1 )  /  B
) ^ 2 ) )  =  0 )
153148, 152eqtr3d 2475 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( A  x.  (
( -u ( C  + 
1 )  /  B
) ^ 2 ) )  =  0 )
154130recnd 9408 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  ->  -u ( C  +  1 )  e.  CC )
155135recnd 9408 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  ->  B  e.  CC )
156154, 155, 136divcan2d 10105 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( B  x.  ( -u ( C  +  1 )  /  B ) )  =  -u ( C  +  1 ) )
157153, 156oveq12d 6108 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( ( A  x.  ( ( -u ( C  +  1 )  /  B ) ^
2 ) )  +  ( B  x.  ( -u ( C  +  1 )  /  B ) ) )  =  ( 0  +  -u ( C  +  1 ) ) )
158154addid2d 9566 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( 0  +  -u ( C  +  1
) )  =  -u ( C  +  1
) )
159157, 158eqtrd 2473 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( ( A  x.  ( ( -u ( C  +  1 )  /  B ) ^
2 ) )  +  ( B  x.  ( -u ( C  +  1 )  /  B ) ) )  =  -u ( C  +  1
) )
160159oveq1d 6105 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( ( ( A  x.  ( ( -u ( C  +  1
)  /  B ) ^ 2 ) )  +  ( B  x.  ( -u ( C  + 
1 )  /  B
) ) )  +  C )  =  (
-u ( C  + 
1 )  +  C
) )
161146, 160breqtrd 4313 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
0  <_  ( -u ( C  +  1 )  +  C ) )
162 0re 9382 . . . . . . . . . 10  |-  0  e.  RR
163130, 122readdcld 9409 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( -u ( C  + 
1 )  +  C
)  e.  RR )
164 lenlt 9449 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  ( -u ( C  + 
1 )  +  C
)  e.  RR )  ->  ( 0  <_ 
( -u ( C  + 
1 )  +  C
)  <->  -.  ( -u ( C  +  1 )  +  C )  <  0 ) )
165162, 163, 164sylancr 658 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  -> 
( 0  <_  ( -u ( C  +  1 )  +  C )  <->  -.  ( -u ( C  +  1 )  +  C )  <  0
) )
166161, 165mpbid 210 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( 0  =  A  /\  B  =/=  0 ) )  ->  -.  ( -u ( C  +  1 )  +  C )  <  0
)
167166expr 612 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  ( B  =/=  0  ->  -.  ( -u ( C  + 
1 )  +  C
)  <  0 ) )
168134, 167pm2.65d 175 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  -.  B  =/=  0 )
169 nne 2610 . . . . . 6  |-  ( -.  B  =/=  0  <->  B  =  0 )
170168, 169sylib 196 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  B  =  0 )
171170sq0id 11955 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  ( B ^ 2 )  =  0 )
172 simpr 458 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  0  =  A )
173172oveq1d 6105 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  (
0  x.  C )  =  ( A  x.  C ) )
1749recnd 9408 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  C  e.  CC )
175174adantr 462 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  C  e.  CC )
176175mul02d 9563 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  (
0  x.  C )  =  0 )
177173, 176eqtr3d 2475 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  ( A  x.  C )  =  0 )
178177oveq2d 6106 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  (
4  x.  ( A  x.  C ) )  =  ( 4  x.  0 ) )
17926mul01i 9555 . . . . 5  |-  ( 4  x.  0 )  =  0
180178, 179syl6eq 2489 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  (
4  x.  ( A  x.  C ) )  =  0 )
181171, 180oveq12d 6108 . . 3  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  (
( B ^ 2 )  -  ( 4  x.  ( A  x.  C ) ) )  =  ( 0  -  0 ) )
182 0m0e0 10427 . . . 4  |-  ( 0  -  0 )  =  0
183 0le0 10407 . . . 4  |-  0  <_  0
184182, 183eqbrtri 4308 . . 3  |-  ( 0  -  0 )  <_ 
0
185181, 184syl6eqbr 4326 . 2  |-  ( (
ph  /\  0  =  A )  ->  (
( B ^ 2 )  -  ( 4  x.  ( A  x.  C ) ) )  <_  0 )
186 eqid 2441 . . . 4  |-  if ( 1  <_  ( (
( B  +  if ( 0  <_  C ,  C ,  0 ) )  +  1 )  /  -u A ) ,  ( ( ( B  +  if ( 0  <_  C ,  C ,  0 ) )  +  1 )  /  -u A ) ,  1 )  =  if ( 1  <_  ( (
( B  +  if ( 0  <_  C ,  C ,  0 ) )  +  1 )  /  -u A ) ,  ( ( ( B  +  if ( 0  <_  C ,  C ,  0 ) )  +  1 )  /  -u A ) ,  1 )
1877, 1, 9, 59, 186discr1 11996 . . 3  |-  ( ph  ->  0  <_  A )
188 leloe 9457 . . . 4  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  A  e.  RR )  ->  ( 0  <_  A  <->  ( 0  <  A  \/  0  =  A )
) )
189162, 7, 188sylancr 658 . . 3  |-  ( ph  ->  ( 0  <_  A  <->  ( 0  <  A  \/  0  =  A )
) )
190187, 189mpbid 210 . 2  |-  ( ph  ->  ( 0  <  A  \/  0  =  A
) )
191121, 185, 190mpjaodan 779 1  |-  ( ph  ->  ( ( B ^
2 )  -  (
4  x.  ( A  x.  C ) ) )  <_  0 )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    \/ wo 368    /\ wa 369    = wceq 1364    e. wcel 1761    =/= wne 2604   A.wral 2713   ifcif 3788   class class class wbr 4289  (class class class)co 6090   CCcc 9276   RRcr 9277   0cc0 9278   1c1 9279    + caddc 9281    x. cmul 9283    < clt 9414    <_ cle 9415    - cmin 9591   -ucneg 9592    / cdiv 9989   2c2 10367   4c4 10369   RR+crp 10987   ^cexp 11861
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1596  ax-4 1607  ax-5 1675  ax-6 1713  ax-7 1733  ax-8 1763  ax-9 1765  ax-10 1780  ax-11 1785  ax-12 1797  ax-13 1948  ax-ext 2422  ax-sep 4410  ax-nul 4418  ax-pow 4467  ax-pr 4528  ax-un 6371  ax-cnex 9334  ax-resscn 9335  ax-1cn 9336  ax-icn 9337  ax-addcl 9338  ax-addrcl 9339  ax-mulcl 9340  ax-mulrcl 9341  ax-mulcom 9342  ax-addass 9343  ax-mulass 9344  ax-distr 9345  ax-i2m1 9346  ax-1ne0 9347  ax-1rid 9348  ax-rnegex 9349  ax-rrecex 9350  ax-cnre 9351  ax-pre-lttri 9352  ax-pre-lttrn 9353  ax-pre-ltadd 9354  ax-pre-mulgt0 9355
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 961  df-3an 962  df-tru 1367  df-ex 1592  df-nf 1595  df-sb 1706  df-eu 2263  df-mo 2264  df-clab 2428  df-cleq 2434  df-clel 2437  df-nfc 2566  df-ne 2606  df-nel 2607  df-ral 2718  df-rex 2719  df-reu 2720  df-rmo 2721  df-rab 2722  df-v 2972  df-sbc 3184  df-csb 3286  df-dif 3328  df-un 3330  df-in 3332  df-ss 3339  df-pss 3341  df-nul 3635  df-if 3789  df-pw 3859  df-sn 3875  df-pr 3877  df-tp 3879  df-op 3881  df-uni 4089  df-iun 4170  df-br 4290  df-opab 4348  df-mpt 4349  df-tr 4383  df-eprel 4628  df-id 4632  df-po 4637  df-so 4638  df-fr 4675  df-we 4677  df-ord 4718  df-on 4719  df-lim 4720  df-suc 4721  df-xp 4842  df-rel 4843  df-cnv 4844  df-co 4845  df-dm 4846  df-rn 4847  df-res 4848  df-ima 4849  df-iota 5378  df-fun 5417  df-fn 5418  df-f 5419  df-f1 5420  df-fo 5421  df-f1o 5422  df-fv 5423  df-riota 6049  df-ov 6093  df-oprab 6094  df-mpt2 6095  df-om 6476  df-2nd 6577  df-recs 6828  df-rdg 6862  df-er 7097  df-en 7307  df-dom 7308  df-sdom 7309  df-pnf 9416  df-mnf 9417  df-xr 9418  df-ltxr 9419  df-le 9420  df-sub 9593  df-neg 9594  df-div 9990  df-nn 10319  df-2 10376  df-3 10377  df-4 10378  df-n0 10576  df-z 10643  df-uz 10858  df-rp 10988  df-seq 11803  df-exp 11862
This theorem is referenced by:  csbren  20798  normlem6  24436
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