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Theorem resqrex 13065
Description: Existence of a square root for positive reals. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Jul-2013.)
Assertion
Ref Expression
resqrex  |-  ( ( A  e.  RR  /\  0  <_  A )  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) )
Distinct variable group:    x, A

Proof of Theorem resqrex
Dummy variable  y is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 0re 9599 . . . . 5  |-  0  e.  RR
2 leloe 9674 . . . . 5  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  A  e.  RR )  ->  ( 0  <_  A  <->  ( 0  <  A  \/  0  =  A )
) )
31, 2mpan 670 . . . 4  |-  ( A  e.  RR  ->  (
0  <_  A  <->  ( 0  <  A  \/  0  =  A ) ) )
4 elrp 11232 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR+  <->  ( A  e.  RR  /\  0  < 
A ) )
5 01sqrex 13064 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  RR+  /\  A  <_  1 )  ->  E. x  e.  RR+  ( x  <_ 
1  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) )
6 rprege0 11244 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( x  e.  RR  /\  0  <_  x ) )
76anim1i 568 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  (
x ^ 2 )  =  A )  -> 
( ( x  e.  RR  /\  0  <_  x )  /\  (
x ^ 2 )  =  A ) )
8 anass 649 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( x  e.  RR  /\  0  <_  x )  /\  ( x ^ 2 )  =  A )  <-> 
( x  e.  RR  /\  ( 0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) ) )
97, 8sylib 196 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  (
x ^ 2 )  =  A )  -> 
( x  e.  RR  /\  ( 0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) ) )
109adantrl 715 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  (
x  <_  1  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) )  ->  ( x  e.  RR  /\  ( 0  <_  x  /\  (
x ^ 2 )  =  A ) ) )
1110reximi2 2910 . . . . . . . 8  |-  ( E. x  e.  RR+  (
x  <_  1  /\  ( x ^ 2 )  =  A )  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) )
125, 11syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  RR+  /\  A  <_  1 )  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^
2 )  =  A ) )
134, 12sylanbr 473 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  0  <  A )  /\  A  <_  1
)  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^
2 )  =  A ) )
1413exp31 604 . . . . 5  |-  ( A  e.  RR  ->  (
0  <  A  ->  ( A  <_  1  ->  E. x  e.  RR  (
0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) ) ) )
15 sq0 12240 . . . . . . . . . 10  |-  ( 0 ^ 2 )  =  0
16 id 22 . . . . . . . . . 10  |-  ( 0  =  A  ->  0  =  A )
1715, 16syl5eq 2496 . . . . . . . . 9  |-  ( 0  =  A  ->  (
0 ^ 2 )  =  A )
18 0le0 10632 . . . . . . . . 9  |-  0  <_  0
1917, 18jctil 537 . . . . . . . 8  |-  ( 0  =  A  ->  (
0  <_  0  /\  ( 0 ^ 2 )  =  A ) )
20 breq2 4441 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  0  ->  (
0  <_  x  <->  0  <_  0 ) )
21 oveq1 6288 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  0  ->  (
x ^ 2 )  =  ( 0 ^ 2 ) )
2221eqeq1d 2445 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  0  ->  (
( x ^ 2 )  =  A  <->  ( 0 ^ 2 )  =  A ) )
2320, 22anbi12d 710 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  0  ->  (
( 0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A )  <-> 
( 0  <_  0  /\  ( 0 ^ 2 )  =  A ) ) )
2423rspcev 3196 . . . . . . . 8  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  ( 0  <_  0  /\  ( 0 ^ 2 )  =  A ) )  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^
2 )  =  A ) )
251, 19, 24sylancr 663 . . . . . . 7  |-  ( 0  =  A  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^
2 )  =  A ) )
2625a1d 25 . . . . . 6  |-  ( 0  =  A  ->  ( A  <_  1  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^
2 )  =  A ) ) )
2726a1i 11 . . . . 5  |-  ( A  e.  RR  ->  (
0  =  A  -> 
( A  <_  1  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) ) ) )
2814, 27jaod 380 . . . 4  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( 0  <  A  \/  0  =  A
)  ->  ( A  <_  1  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^
2 )  =  A ) ) ) )
293, 28sylbid 215 . . 3  |-  ( A  e.  RR  ->  (
0  <_  A  ->  ( A  <_  1  ->  E. x  e.  RR  (
0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) ) ) )
3029imp 429 . 2  |-  ( ( A  e.  RR  /\  0  <_  A )  -> 
( A  <_  1  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) ) )
31 0lt1 10082 . . . . . . . . . 10  |-  0  <  1
32 1re 9598 . . . . . . . . . . 11  |-  1  e.  RR
33 ltletr 9679 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  1  e.  RR  /\  A  e.  RR )  ->  (
( 0  <  1  /\  1  <_  A )  ->  0  <  A
) )
341, 32, 33mp3an12 1315 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( 0  <  1  /\  1  <_  A )  ->  0  <  A
) )
3531, 34mpani 676 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  RR  ->  (
1  <_  A  ->  0  <  A ) )
3635imp 429 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  -> 
0  <  A )
374biimpri 206 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  RR  /\  0  <  A )  ->  A  e.  RR+ )
3836, 37syldan 470 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  ->  A  e.  RR+ )
3938rpreccld 11276 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  -> 
( 1  /  A
)  e.  RR+ )
40 simpr 461 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  -> 
1  <_  A )
41 lerec 10434 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( 1  e.  RR  /\  0  <  1 )  /\  ( A  e.  RR  /\  0  < 
A ) )  -> 
( 1  <_  A  <->  ( 1  /  A )  <_  ( 1  / 
1 ) ) )
4232, 31, 41mpanl12 682 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  RR  /\  0  <  A )  -> 
( 1  <_  A  <->  ( 1  /  A )  <_  ( 1  / 
1 ) ) )
4336, 42syldan 470 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  -> 
( 1  <_  A  <->  ( 1  /  A )  <_  ( 1  / 
1 ) ) )
4440, 43mpbid 210 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  -> 
( 1  /  A
)  <_  ( 1  /  1 ) )
45 1div1e1 10244 . . . . . . 7  |-  ( 1  /  1 )  =  1
4644, 45syl6breq 4476 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  -> 
( 1  /  A
)  <_  1 )
47 01sqrex 13064 . . . . . 6  |-  ( ( ( 1  /  A
)  e.  RR+  /\  (
1  /  A )  <_  1 )  ->  E. y  e.  RR+  (
y  <_  1  /\  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A ) ) )
4839, 46, 47syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  ->  E. y  e.  RR+  (
y  <_  1  /\  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A ) ) )
49 rpre 11236 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  RR+  ->  y  e.  RR )
50493ad2ant2 1019 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  /\  y  e.  RR+  /\  (
y  <_  1  /\  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A ) ) )  ->  y  e.  RR )
51 rpgt0 11241 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  RR+  ->  0  < 
y )
52513ad2ant2 1019 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  /\  y  e.  RR+  /\  (
y  <_  1  /\  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A ) ) )  ->  0  <  y )
53 gt0ne0 10024 . . . . . . . . 9  |-  ( ( y  e.  RR  /\  0  <  y )  -> 
y  =/=  0 )
54 rereccl 10269 . . . . . . . . 9  |-  ( ( y  e.  RR  /\  y  =/=  0 )  -> 
( 1  /  y
)  e.  RR )
5553, 54syldan 470 . . . . . . . 8  |-  ( ( y  e.  RR  /\  0  <  y )  -> 
( 1  /  y
)  e.  RR )
5650, 52, 55syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  /\  y  e.  RR+  /\  (
y  <_  1  /\  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A ) ) )  ->  ( 1  /  y )  e.  RR )
57 recgt0 10393 . . . . . . . . 9  |-  ( ( y  e.  RR  /\  0  <  y )  -> 
0  <  ( 1  /  y ) )
58 ltle 9676 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  ( 1  /  y
)  e.  RR )  ->  ( 0  < 
( 1  /  y
)  ->  0  <_  ( 1  /  y ) ) )
591, 58mpan 670 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 1  /  y )  e.  RR  ->  (
0  <  ( 1  /  y )  -> 
0  <_  ( 1  /  y ) ) )
6055, 57, 59sylc 60 . . . . . . . 8  |-  ( ( y  e.  RR  /\  0  <  y )  -> 
0  <_  ( 1  /  y ) )
6150, 52, 60syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  /\  y  e.  RR+  /\  (
y  <_  1  /\  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A ) ) )  ->  0  <_  ( 1  /  y ) )
62 recn 9585 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  e.  RR  ->  y  e.  CC )
6362adantr 465 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( y  e.  RR  /\  0  <  y )  -> 
y  e.  CC )
6463, 53sqrecd 12295 . . . . . . . . 9  |-  ( ( y  e.  RR  /\  0  <  y )  -> 
( ( 1  / 
y ) ^ 2 )  =  ( 1  /  ( y ^
2 ) ) )
6550, 52, 64syl2anc 661 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  /\  y  e.  RR+  /\  (
y  <_  1  /\  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A ) ) )  ->  ( (
1  /  y ) ^ 2 )  =  ( 1  /  (
y ^ 2 ) ) )
66 simp3r 1026 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  /\  y  e.  RR+  /\  (
y  <_  1  /\  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A ) ) )  ->  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A
) )
6766oveq2d 6297 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  /\  y  e.  RR+  /\  (
y  <_  1  /\  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A ) ) )  ->  ( 1  /  ( y ^
2 ) )  =  ( 1  /  (
1  /  A ) ) )
68 gt0ne0 10024 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  e.  RR  /\  0  <  A )  ->  A  =/=  0 )
6936, 68syldan 470 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  ->  A  =/=  0 )
70 recn 9585 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A  e.  RR  ->  A  e.  CC )
71 recrec 10248 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  e.  CC  /\  A  =/=  0 )  -> 
( 1  /  (
1  /  A ) )  =  A )
7270, 71sylan 471 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  RR  /\  A  =/=  0 )  -> 
( 1  /  (
1  /  A ) )  =  A )
7369, 72syldan 470 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  -> 
( 1  /  (
1  /  A ) )  =  A )
74733ad2ant1 1018 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  /\  y  e.  RR+  /\  (
y  <_  1  /\  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A ) ) )  ->  ( 1  /  ( 1  /  A ) )  =  A )
7565, 67, 743eqtrd 2488 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  /\  y  e.  RR+  /\  (
y  <_  1  /\  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A ) ) )  ->  ( (
1  /  y ) ^ 2 )  =  A )
76 breq2 4441 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  ( 1  / 
y )  ->  (
0  <_  x  <->  0  <_  ( 1  /  y ) ) )
77 oveq1 6288 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  ( 1  / 
y )  ->  (
x ^ 2 )  =  ( ( 1  /  y ) ^
2 ) )
7877eqeq1d 2445 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  ( 1  / 
y )  ->  (
( x ^ 2 )  =  A  <->  ( (
1  /  y ) ^ 2 )  =  A ) )
7976, 78anbi12d 710 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  ( 1  / 
y )  ->  (
( 0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A )  <-> 
( 0  <_  (
1  /  y )  /\  ( ( 1  /  y ) ^
2 )  =  A ) ) )
8079rspcev 3196 . . . . . . 7  |-  ( ( ( 1  /  y
)  e.  RR  /\  ( 0  <_  (
1  /  y )  /\  ( ( 1  /  y ) ^
2 )  =  A ) )  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^
2 )  =  A ) )
8156, 61, 75, 80syl12anc 1227 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  /\  y  e.  RR+  /\  (
y  <_  1  /\  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A ) ) )  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^
2 )  =  A ) )
8281rexlimdv3a 2937 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  -> 
( E. y  e.  RR+  ( y  <_  1  /\  ( y ^ 2 )  =  ( 1  /  A ) )  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) ) )
8348, 82mpd 15 . . . 4  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  <_  A )  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) )
8483ex 434 . . 3  |-  ( A  e.  RR  ->  (
1  <_  A  ->  E. x  e.  RR  (
0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) ) )
8584adantr 465 . 2  |-  ( ( A  e.  RR  /\  0  <_  A )  -> 
( 1  <_  A  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) ) )
86 simpl 457 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  0  <_  A )  ->  A  e.  RR )
87 letric 9688 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  1  e.  RR )  ->  ( A  <_  1  \/  1  <_  A ) )
8886, 32, 87sylancl 662 . 2  |-  ( ( A  e.  RR  /\  0  <_  A )  -> 
( A  <_  1  \/  1  <_  A ) )
8930, 85, 88mpjaod 381 1  |-  ( ( A  e.  RR  /\  0  <_  A )  ->  E. x  e.  RR  ( 0  <_  x  /\  ( x ^ 2 )  =  A ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    \/ wo 368    /\ wa 369    /\ w3a 974    = wceq 1383    e. wcel 1804    =/= wne 2638   E.wrex 2794   class class class wbr 4437  (class class class)co 6281   CCcc 9493   RRcr 9494   0cc0 9495   1c1 9496    < clt 9631    <_ cle 9632    / cdiv 10213   2c2 10592   RR+crp 11230   ^cexp 12147
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1605  ax-4 1618  ax-5 1691  ax-6 1734  ax-7 1776  ax-8 1806  ax-9 1808  ax-10 1823  ax-11 1828  ax-12 1840  ax-13 1985  ax-ext 2421  ax-sep 4558  ax-nul 4566  ax-pow 4615  ax-pr 4676  ax-un 6577  ax-cnex 9551  ax-resscn 9552  ax-1cn 9553  ax-icn 9554  ax-addcl 9555  ax-addrcl 9556  ax-mulcl 9557  ax-mulrcl 9558  ax-mulcom 9559  ax-addass 9560  ax-mulass 9561  ax-distr 9562  ax-i2m1 9563  ax-1ne0 9564  ax-1rid 9565  ax-rnegex 9566  ax-rrecex 9567  ax-cnre 9568  ax-pre-lttri 9569  ax-pre-lttrn 9570  ax-pre-ltadd 9571  ax-pre-mulgt0 9572  ax-pre-sup 9573
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 975  df-3an 976  df-tru 1386  df-ex 1600  df-nf 1604  df-sb 1727  df-eu 2272  df-mo 2273  df-clab 2429  df-cleq 2435  df-clel 2438  df-nfc 2593  df-ne 2640  df-nel 2641  df-ral 2798  df-rex 2799  df-reu 2800  df-rmo 2801  df-rab 2802  df-v 3097  df-sbc 3314  df-csb 3421  df-dif 3464  df-un 3466  df-in 3468  df-ss 3475  df-pss 3477  df-nul 3771  df-if 3927  df-pw 3999  df-sn 4015  df-pr 4017  df-tp 4019  df-op 4021  df-uni 4235  df-iun 4317  df-br 4438  df-opab 4496  df-mpt 4497  df-tr 4531  df-eprel 4781  df-id 4785  df-po 4790  df-so 4791  df-fr 4828  df-we 4830  df-ord 4871  df-on 4872  df-lim 4873  df-suc 4874  df-xp 4995  df-rel 4996  df-cnv 4997  df-co 4998  df-dm 4999  df-rn 5000  df-res 5001  df-ima 5002  df-iota 5541  df-fun 5580  df-fn 5581  df-f 5582  df-f1 5583  df-fo 5584  df-f1o 5585  df-fv 5586  df-riota 6242  df-ov 6284  df-oprab 6285  df-mpt2 6286  df-om 6686  df-2nd 6786  df-recs 7044  df-rdg 7078  df-er 7313  df-en 7519  df-dom 7520  df-sdom 7521  df-sup 7903  df-pnf 9633  df-mnf 9634  df-xr 9635  df-ltxr 9636  df-le 9637  df-sub 9812  df-neg 9813  df-div 10214  df-nn 10544  df-2 10601  df-3 10602  df-n0 10803  df-z 10872  df-uz 11092  df-rp 11231  df-seq 12089  df-exp 12148
This theorem is referenced by:  resqreu  13067  resqrtcl  13068
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