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Theorem sqrmo 13059
Description: Uniqueness for the square root function. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Jul-2013.) (Revised by NM, 17-Jun-2017.)
Assertion
Ref Expression
sqrmo  |-  ( A  e.  CC  ->  E* x  e.  CC  (
( x ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  x )  /\  (
_i  x.  x )  e/  RR+ ) )
Distinct variable group:    x, A

Proof of Theorem sqrmo
Dummy variable  y is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simplr1 1037 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ ) )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )  ->  (
x ^ 2 )  =  A )
2 simprr1 1043 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ ) )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )  ->  (
y ^ 2 )  =  A )
31, 2eqtr4d 2485 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ ) )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )  ->  (
x ^ 2 )  =  ( y ^
2 ) )
4 sqeqor 12256 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( x ^
2 )  =  ( y ^ 2 )  <-> 
( x  =  y  \/  x  =  -u y ) ) )
54ad2ant2r 746 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ ) )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )  ->  (
( x ^ 2 )  =  ( y ^ 2 )  <->  ( x  =  y  \/  x  =  -u y ) ) )
63, 5mpbid 210 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ ) )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )  ->  (
x  =  y  \/  x  =  -u y
) )
76ord 377 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ ) )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )  ->  ( -.  x  =  y  ->  x  =  -u y
) )
8 3simpc 994 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( x ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  x )  /\  (
_i  x.  x )  e/  RR+ )  ->  (
0  <_  ( Re `  x )  /\  (
_i  x.  x )  e/  RR+ ) )
9 fveq2 5852 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  =  -u y  ->  (
Re `  x )  =  ( Re `  -u y ) )
109breq2d 4445 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  -u y  ->  (
0  <_  ( Re `  x )  <->  0  <_  ( Re `  -u y
) ) )
11 oveq2 6285 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  =  -u y  ->  (
_i  x.  x )  =  ( _i  x.  -u y ) )
12 neleq1 2779 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( _i  x.  x )  =  ( _i  x.  -u y )  ->  (
( _i  x.  x
)  e/  RR+  <->  ( _i  x.  -u y )  e/  RR+ ) )
1311, 12syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  -u y  ->  (
( _i  x.  x
)  e/  RR+  <->  ( _i  x.  -u y )  e/  RR+ ) )
1410, 13anbi12d 710 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  -u y  ->  (
( 0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ )  <->  ( 0  <_  ( Re `  -u y )  /\  (
_i  x.  -u y )  e/  RR+ ) ) )
158, 14syl5ibcom 220 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( x ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  x )  /\  (
_i  x.  x )  e/  RR+ )  ->  (
x  =  -u y  ->  ( 0  <_  (
Re `  -u y )  /\  ( _i  x.  -u y )  e/  RR+ )
) )
1615ad2antlr 726 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ ) )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )  ->  (
x  =  -u y  ->  ( 0  <_  (
Re `  -u y )  /\  ( _i  x.  -u y )  e/  RR+ )
) )
177, 16syld 44 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ ) )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )  ->  ( -.  x  =  y  ->  ( 0  <_  (
Re `  -u y )  /\  ( _i  x.  -u y )  e/  RR+ )
) )
18 negeq 9812 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  =  0  ->  -u y  =  -u 0 )
19 neg0 9865 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  -u 0  =  0
2018, 19syl6eq 2498 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  =  0  ->  -u y  =  0 )
2120eqeq2d 2455 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  0  ->  (
x  =  -u y  <->  x  =  0 ) )
22 eqeq2 2456 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  0  ->  (
x  =  y  <->  x  = 
0 ) )
2321, 22bitr4d 256 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  0  ->  (
x  =  -u y  <->  x  =  y ) )
2423biimpcd 224 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  -u y  ->  (
y  =  0  ->  x  =  y )
)
2524necon3bd 2653 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  -u y  ->  ( -.  x  =  y  ->  y  =/=  0 ) )
267, 25syli 37 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ ) )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )  ->  ( -.  x  =  y  ->  y  =/=  0 ) )
27 3simpc 994 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y )  /\  (
_i  x.  y )  e/  RR+ )  ->  (
0  <_  ( Re `  y )  /\  (
_i  x.  y )  e/  RR+ ) )
28 cnpart 13047 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( y  e.  CC  /\  y  =/=  0 )  -> 
( ( 0  <_ 
( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )  <->  -.  ( 0  <_  (
Re `  -u y )  /\  ( _i  x.  -u y )  e/  RR+ )
) )
2927, 28syl5ib 219 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( y  e.  CC  /\  y  =/=  0 )  -> 
( ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_ 
( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )  ->  -.  ( 0  <_ 
( Re `  -u y
)  /\  ( _i  x.  -u y )  e/  RR+ ) ) )
3029impancom 440 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  y )  /\  ( _i  x.  y
)  e/  RR+ ) )  ->  ( y  =/=  0  ->  -.  (
0  <_  ( Re `  -u y )  /\  (
_i  x.  -u y )  e/  RR+ ) ) )
3130adantl 466 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ ) )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )  ->  (
y  =/=  0  ->  -.  ( 0  <_  (
Re `  -u y )  /\  ( _i  x.  -u y )  e/  RR+ )
) )
3226, 31syld 44 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ ) )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )  ->  ( -.  x  =  y  ->  -.  ( 0  <_ 
( Re `  -u y
)  /\  ( _i  x.  -u y )  e/  RR+ ) ) )
3317, 32pm2.65d 175 . . . . . . 7  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ ) )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )  ->  -.  -.  x  =  y
)
3433notnotrd 113 . . . . . 6  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ ) )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( ( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )  ->  x  =  y )
3534an4s 824 . . . . 5  |-  ( ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  /\  ( ( ( x ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  x
)  /\  ( _i  x.  x )  e/  RR+ )  /\  ( ( y ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  y )  /\  ( _i  x.  y
)  e/  RR+ ) ) )  ->  x  =  y )
3635ex 434 . . . 4  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( ( x ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  x
)  /\  ( _i  x.  x )  e/  RR+ )  /\  ( ( y ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  y )  /\  ( _i  x.  y
)  e/  RR+ ) )  ->  x  =  y ) )
3736a1i 11 . . 3  |-  ( A  e.  CC  ->  (
( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( ( x ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  x )  /\  (
_i  x.  x )  e/  RR+ )  /\  (
( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y )  /\  (
_i  x.  y )  e/  RR+ ) )  ->  x  =  y )
) )
3837ralrimivv 2861 . 2  |-  ( A  e.  CC  ->  A. x  e.  CC  A. y  e.  CC  ( ( ( ( x ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  x )  /\  (
_i  x.  x )  e/  RR+ )  /\  (
( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y )  /\  (
_i  x.  y )  e/  RR+ ) )  ->  x  =  y )
)
39 oveq1 6284 . . . . 5  |-  ( x  =  y  ->  (
x ^ 2 )  =  ( y ^
2 ) )
4039eqeq1d 2443 . . . 4  |-  ( x  =  y  ->  (
( x ^ 2 )  =  A  <->  ( y ^ 2 )  =  A ) )
41 fveq2 5852 . . . . 5  |-  ( x  =  y  ->  (
Re `  x )  =  ( Re `  y ) )
4241breq2d 4445 . . . 4  |-  ( x  =  y  ->  (
0  <_  ( Re `  x )  <->  0  <_  ( Re `  y ) ) )
43 oveq2 6285 . . . . 5  |-  ( x  =  y  ->  (
_i  x.  x )  =  ( _i  x.  y ) )
44 neleq1 2779 . . . . 5  |-  ( ( _i  x.  x )  =  ( _i  x.  y )  ->  (
( _i  x.  x
)  e/  RR+  <->  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
)
4543, 44syl 16 . . . 4  |-  ( x  =  y  ->  (
( _i  x.  x
)  e/  RR+  <->  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
)
4640, 42, 453anbi123d 1298 . . 3  |-  ( x  =  y  ->  (
( ( x ^
2 )  =  A  /\  0  <_  (
Re `  x )  /\  ( _i  x.  x
)  e/  RR+ )  <->  ( (
y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y
)  /\  ( _i  x.  y )  e/  RR+ )
) )
4746rmo4 3276 . 2  |-  ( E* x  e.  CC  (
( x ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  x )  /\  (
_i  x.  x )  e/  RR+ )  <->  A. x  e.  CC  A. y  e.  CC  ( ( ( ( x ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  x )  /\  (
_i  x.  x )  e/  RR+ )  /\  (
( y ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  y )  /\  (
_i  x.  y )  e/  RR+ ) )  ->  x  =  y )
)
4838, 47sylibr 212 1  |-  ( A  e.  CC  ->  E* x  e.  CC  (
( x ^ 2 )  =  A  /\  0  <_  ( Re `  x )  /\  (
_i  x.  x )  e/  RR+ ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    \/ wo 368    /\ wa 369    /\ w3a 972    = wceq 1381    e. wcel 1802    =/= wne 2636    e/ wnel 2637   A.wral 2791   E*wrmo 2794   class class class wbr 4433   ` cfv 5574  (class class class)co 6277   CCcc 9488   0cc0 9490   _ici 9492    x. cmul 9495    <_ cle 9627   -ucneg 9806   2c2 10586   RR+crp 11224   ^cexp 12140   Recre 12904
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1603  ax-4 1616  ax-5 1689  ax-6 1732  ax-7 1774  ax-8 1804  ax-9 1806  ax-10 1821  ax-11 1826  ax-12 1838  ax-13 1983  ax-ext 2419  ax-sep 4554  ax-nul 4562  ax-pow 4611  ax-pr 4672  ax-un 6573  ax-cnex 9546  ax-resscn 9547  ax-1cn 9548  ax-icn 9549  ax-addcl 9550  ax-addrcl 9551  ax-mulcl 9552  ax-mulrcl 9553  ax-mulcom 9554  ax-addass 9555  ax-mulass 9556  ax-distr 9557  ax-i2m1 9558  ax-1ne0 9559  ax-1rid 9560  ax-rnegex 9561  ax-rrecex 9562  ax-cnre 9563  ax-pre-lttri 9564  ax-pre-lttrn 9565  ax-pre-ltadd 9566  ax-pre-mulgt0 9567
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 973  df-3an 974  df-tru 1384  df-ex 1598  df-nf 1602  df-sb 1725  df-eu 2270  df-mo 2271  df-clab 2427  df-cleq 2433  df-clel 2436  df-nfc 2591  df-ne 2638  df-nel 2639  df-ral 2796  df-rex 2797  df-reu 2798  df-rmo 2799  df-rab 2800  df-v 3095  df-sbc 3312  df-csb 3418  df-dif 3461  df-un 3463  df-in 3465  df-ss 3472  df-pss 3474  df-nul 3768  df-if 3923  df-pw 3995  df-sn 4011  df-pr 4013  df-tp 4015  df-op 4017  df-uni 4231  df-iun 4313  df-br 4434  df-opab 4492  df-mpt 4493  df-tr 4527  df-eprel 4777  df-id 4781  df-po 4786  df-so 4787  df-fr 4824  df-we 4826  df-ord 4867  df-on 4868  df-lim 4869  df-suc 4870  df-xp 4991  df-rel 4992  df-cnv 4993  df-co 4994  df-dm 4995  df-rn 4996  df-res 4997  df-ima 4998  df-iota 5537  df-fun 5576  df-fn 5577  df-f 5578  df-f1 5579  df-fo 5580  df-f1o 5581  df-fv 5582  df-riota 6238  df-ov 6280  df-oprab 6281  df-mpt2 6282  df-om 6682  df-2nd 6782  df-recs 7040  df-rdg 7074  df-er 7309  df-en 7515  df-dom 7516  df-sdom 7517  df-pnf 9628  df-mnf 9629  df-xr 9630  df-ltxr 9631  df-le 9632  df-sub 9807  df-neg 9808  df-div 10208  df-nn 10538  df-2 10595  df-n0 10797  df-z 10866  df-uz 11086  df-rp 11225  df-seq 12082  df-exp 12141  df-cj 12906  df-re 12907  df-im 12908
This theorem is referenced by:  resqreu  13060  sqrtneg  13075  sqreu  13167
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