dcubic1lem - Metamath Proof Explorer

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Theorem dcubic1lem 24570

Description: Lemma for dcubic1 24572 and dcubic2 24571: simplify the cubic equation under the substitution 𝑋 = 𝑈 − 𝑀 / 𝑈. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Apr-2015.)

**Hypotheses**
Ref	Expression
dcubic.c	⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℂ)
dcubic.d	⊢ (𝜑 → 𝑄 ∈ ℂ)
dcubic.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ℂ)
dcubic.t	⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ ℂ)
dcubic.3	⊢ (𝜑 → (𝑇↑3) = (𝐺 − 𝑁))
dcubic.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ ℂ)
dcubic.2	⊢ (𝜑 → (𝐺↑2) = ((𝑁↑2) + (𝑀↑3)))
dcubic.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 = (𝑃 / 3))
dcubic.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 = (𝑄 / 2))
dcubic.0	⊢ (𝜑 → 𝑇 ≠ 0)
dcubic2.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ ℂ)
dcubic2.z	⊢ (𝜑 → 𝑈 ≠ 0)
dcubic2.2	⊢ (𝜑 → 𝑋 = (𝑈 − (𝑀 / 𝑈)))

**Assertion**
Ref	Expression
dcubic1lem	⊢ (𝜑 → (((𝑋↑3) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = 0 ↔ (((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) = 0))

**Proof of Theorem dcubic1lem**
Step	Hyp	Ref	Expression
1		dcubic2.u	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ ℂ)
2		3nn0 11310	. . . . . . . . 9 ⊢ 3 ∈ ℕ₀
3		expcl 12878	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑈 ∈ ℂ ∧ 3 ∈ ℕ₀) → (𝑈↑3) ∈ ℂ)
4	1, 2, 3	sylancl 694	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑈↑3) ∈ ℂ)
5	4	sqvald 13005	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝑈↑3)↑2) = ((𝑈↑3) · (𝑈↑3)))
6	5	oveq1d 6665	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (((𝑈↑3)↑2) / (𝑈↑3)) = (((𝑈↑3) · (𝑈↑3)) / (𝑈↑3)))
7		dcubic2.z	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ≠ 0)
8		3z 11410	. . . . . . . . 9 ⊢ 3 ∈ ℤ
9	8	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 3 ∈ ℤ)
10	1, 7, 9	expne0d 13014	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑈↑3) ≠ 0)
11	4, 4, 10	divcan4d 10807	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (((𝑈↑3) · (𝑈↑3)) / (𝑈↑3)) = (𝑈↑3))
12	6, 11	eqtr2d 2657	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑈↑3) = (((𝑈↑3)↑2) / (𝑈↑3)))
13		dcubic.d	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑄 ∈ ℂ)
14		dcubic.m	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑀 = (𝑃 / 3))
15		dcubic.c	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℂ)
16		3cn 11095	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 3 ∈ ℂ
17	16	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 3 ∈ ℂ)
18		3ne0 11115	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 3 ≠ 0
19	18	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 3 ≠ 0)
20	15, 17, 19	divcld 10801	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑃 / 3) ∈ ℂ)
21	14, 20	eqeltrd 2701	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
22		expcl 12878	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑀 ∈ ℂ ∧ 3 ∈ ℕ₀) → (𝑀↑3) ∈ ℂ)
23	21, 2, 22	sylancl 694	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑀↑3) ∈ ℂ)
24	23, 4, 10	divcld 10801	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝑀↑3) / (𝑈↑3)) ∈ ℂ)
25	13, 24	negsubd 10398	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) = (𝑄 − ((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
26	13, 4, 10	divcan4d 10807	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝑄 · (𝑈↑3)) / (𝑈↑3)) = 𝑄)
27	26	oveq1d 6665	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (((𝑄 · (𝑈↑3)) / (𝑈↑3)) − ((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) = (𝑄 − ((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
28	25, 27	eqtr4d 2659	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) = (((𝑄 · (𝑈↑3)) / (𝑈↑3)) − ((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
29		dcubic.x	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ℂ)
30	15, 29	mulcld 10060	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑃 · 𝑋) ∈ ℂ)
31	30	negcld 10379	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → -(𝑃 · 𝑋) ∈ ℂ)
32	24	negcld 10379	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)) ∈ ℂ)
33	31, 32, 30, 13	add42d 10265	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑋) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = ((-(𝑃 · 𝑋) + (𝑃 · 𝑋)) + (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))))
34	15, 29	mulneg2d 10484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑃 · -𝑋) = -(𝑃 · 𝑋))
35		dcubic2.2	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → 𝑋 = (𝑈 − (𝑀 / 𝑈)))
36	35	negeqd 10275	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → -𝑋 = -(𝑈 − (𝑀 / 𝑈)))
37	21, 1, 7	divcld 10801	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (𝑀 / 𝑈) ∈ ℂ)
38	1, 37	negsubdid 10407	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → -(𝑈 − (𝑀 / 𝑈)) = (-𝑈 + (𝑀 / 𝑈)))
39	36, 38	eqtrd 2656	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → -𝑋 = (-𝑈 + (𝑀 / 𝑈)))
40	39	oveq2d 6666	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑃 · -𝑋) = (𝑃 · (-𝑈 + (𝑀 / 𝑈))))
41	34, 40	eqtr3d 2658	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → -(𝑃 · 𝑋) = (𝑃 · (-𝑈 + (𝑀 / 𝑈))))
42	1	negcld 10379	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → -𝑈 ∈ ℂ)
43	15, 42, 37	adddid 10064	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑃 · (-𝑈 + (𝑀 / 𝑈))) = ((𝑃 · -𝑈) + (𝑃 · (𝑀 / 𝑈))))
44	15, 1	mulneg2d 10484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑃 · -𝑈) = -(𝑃 · 𝑈))
45	44	oveq1d 6665	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((𝑃 · -𝑈) + (𝑃 · (𝑀 / 𝑈))) = (-(𝑃 · 𝑈) + (𝑃 · (𝑀 / 𝑈))))
46	41, 43, 45	3eqtrd 2660	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → -(𝑃 · 𝑋) = (-(𝑃 · 𝑈) + (𝑃 · (𝑀 / 𝑈))))
47	46	oveq1d 6665	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (-(𝑃 · 𝑋) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) = ((-(𝑃 · 𝑈) + (𝑃 · (𝑀 / 𝑈))) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
48	15, 1	mulcld 10060	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑃 · 𝑈) ∈ ℂ)
49	48	negcld 10379	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → -(𝑃 · 𝑈) ∈ ℂ)
50	15, 37	mulcld 10060	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) ∈ ℂ)
51	49, 50, 32	addassd 10062	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑈) + (𝑃 · (𝑀 / 𝑈))) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) = (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))))
52	47, 51	eqtrd 2656	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (-(𝑃 · 𝑋) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) = (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))))
53	52	oveq1d 6665	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑋) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = ((-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)))
54	31, 30	addcomd 10238	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (-(𝑃 · 𝑋) + (𝑃 · 𝑋)) = ((𝑃 · 𝑋) + -(𝑃 · 𝑋)))
55	30	negidd 10382	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝑃 · 𝑋) + -(𝑃 · 𝑋)) = 0)
56	54, 55	eqtrd 2656	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (-(𝑃 · 𝑋) + (𝑃 · 𝑋)) = 0)
57	56	oveq1d 6665	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑋) + (𝑃 · 𝑋)) + (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) = (0 + (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))))
58	13, 32	addcld 10059	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) ∈ ℂ)
59	58	addid2d 10237	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (0 + (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) = (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
60	57, 59	eqtrd 2656	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑋) + (𝑃 · 𝑋)) + (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) = (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
61	33, 53, 60	3eqtr3d 2664	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = (𝑄 + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
62	13, 4	mulcld 10060	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑄 · (𝑈↑3)) ∈ ℂ)
63	62, 23, 4, 10	divsubdird 10840	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3)) / (𝑈↑3)) = (((𝑄 · (𝑈↑3)) / (𝑈↑3)) − ((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
64	28, 61, 63	3eqtr4d 2666	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = (((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3)) / (𝑈↑3)))
65	12, 64	oveq12d 6668	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑈↑3) + ((-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄))) = ((((𝑈↑3)↑2) / (𝑈↑3)) + (((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3)) / (𝑈↑3))))
66	1, 37	negsubd 10398	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑈 + -(𝑀 / 𝑈)) = (𝑈 − (𝑀 / 𝑈)))
67	35, 66	eqtr4d 2659	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑋 = (𝑈 + -(𝑀 / 𝑈)))
68	67	oveq1d 6665	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑋↑3) = ((𝑈 + -(𝑀 / 𝑈))↑3))
69	37	negcld 10379	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → -(𝑀 / 𝑈) ∈ ℂ)
70		binom3 12985	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑈 ∈ ℂ ∧ -(𝑀 / 𝑈) ∈ ℂ) → ((𝑈 + -(𝑀 / 𝑈))↑3) = (((𝑈↑3) + (3 · ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈)))) + ((3 · (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2))) + (-(𝑀 / 𝑈)↑3))))
71	1, 69, 70	syl2anc 693	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝑈 + -(𝑀 / 𝑈))↑3) = (((𝑈↑3) + (3 · ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈)))) + ((3 · (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2))) + (-(𝑀 / 𝑈)↑3))))
72	1	sqcld 13006	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑈↑2) ∈ ℂ)
73	72, 37	mulneg2d 10484	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈)) = -((𝑈↑2) · (𝑀 / 𝑈)))
74	72, 21, 1, 7	div12d 10837	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((𝑈↑2) · (𝑀 / 𝑈)) = (𝑀 · ((𝑈↑2) / 𝑈)))
75	1	sqvald 13005	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → (𝑈↑2) = (𝑈 · 𝑈))
76	75	oveq1d 6665	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → ((𝑈↑2) / 𝑈) = ((𝑈 · 𝑈) / 𝑈))
77	1, 1, 7	divcan4d 10807	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → ((𝑈 · 𝑈) / 𝑈) = 𝑈)
78	76, 77	eqtrd 2656	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → ((𝑈↑2) / 𝑈) = 𝑈)
79	78	oveq2d 6666	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (𝑀 · ((𝑈↑2) / 𝑈)) = (𝑀 · 𝑈))
80	74, 79	eqtrd 2656	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → ((𝑈↑2) · (𝑀 / 𝑈)) = (𝑀 · 𝑈))
81	80	negeqd 10275	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → -((𝑈↑2) · (𝑀 / 𝑈)) = -(𝑀 · 𝑈))
82	73, 81	eqtrd 2656	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈)) = -(𝑀 · 𝑈))
83	82	oveq2d 6666	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (3 · ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈))) = (3 · -(𝑀 · 𝑈)))
84	21, 1	mulcld 10060	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑀 · 𝑈) ∈ ℂ)
85	17, 84	mulneg2d 10484	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (3 · -(𝑀 · 𝑈)) = -(3 · (𝑀 · 𝑈)))
86	17, 21, 1	mulassd 10063	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((3 · 𝑀) · 𝑈) = (3 · (𝑀 · 𝑈)))
87	14	oveq2d 6666	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (3 · 𝑀) = (3 · (𝑃 / 3)))
88	15, 17, 19	divcan2d 10803	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (3 · (𝑃 / 3)) = 𝑃)
89	87, 88	eqtrd 2656	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (3 · 𝑀) = 𝑃)
90	89	oveq1d 6665	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((3 · 𝑀) · 𝑈) = (𝑃 · 𝑈))
91	86, 90	eqtr3d 2658	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (3 · (𝑀 · 𝑈)) = (𝑃 · 𝑈))
92	91	negeqd 10275	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → -(3 · (𝑀 · 𝑈)) = -(𝑃 · 𝑈))
93	83, 85, 92	3eqtrd 2660	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (3 · ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈))) = -(𝑃 · 𝑈))
94	93	oveq2d 6666	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝑈↑3) + (3 · ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈)))) = ((𝑈↑3) + -(𝑃 · 𝑈)))
95		sqneg 12923	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑀 / 𝑈) ∈ ℂ → (-(𝑀 / 𝑈)↑2) = ((𝑀 / 𝑈)↑2))
96	37, 95	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (-(𝑀 / 𝑈)↑2) = ((𝑀 / 𝑈)↑2))
97	37	sqvald 13005	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((𝑀 / 𝑈)↑2) = ((𝑀 / 𝑈) · (𝑀 / 𝑈)))
98	96, 97	eqtrd 2656	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (-(𝑀 / 𝑈)↑2) = ((𝑀 / 𝑈) · (𝑀 / 𝑈)))
99	98	oveq2d 6666	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2)) = (𝑈 · ((𝑀 / 𝑈) · (𝑀 / 𝑈))))
100	1, 37, 37	mulassd 10063	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝑈 · (𝑀 / 𝑈)) · (𝑀 / 𝑈)) = (𝑈 · ((𝑀 / 𝑈) · (𝑀 / 𝑈))))
101	21, 1, 7	divcan2d 10803	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑈 · (𝑀 / 𝑈)) = 𝑀)
102	101	oveq1d 6665	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝑈 · (𝑀 / 𝑈)) · (𝑀 / 𝑈)) = (𝑀 · (𝑀 / 𝑈)))
103	99, 100, 102	3eqtr2d 2662	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2)) = (𝑀 · (𝑀 / 𝑈)))
104	103	oveq2d 6666	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (3 · (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2))) = (3 · (𝑀 · (𝑀 / 𝑈))))
105	17, 21, 37	mulassd 10063	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((3 · 𝑀) · (𝑀 / 𝑈)) = (3 · (𝑀 · (𝑀 / 𝑈))))
106	89	oveq1d 6665	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((3 · 𝑀) · (𝑀 / 𝑈)) = (𝑃 · (𝑀 / 𝑈)))
107	104, 105, 106	3eqtr2d 2662	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (3 · (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2))) = (𝑃 · (𝑀 / 𝑈)))
108		3nn 11186	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 3 ∈ ℕ
109	108	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 3 ∈ ℕ)
110		2nn 11185	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 2 ∈ ℕ
111		1nn0 11308	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 1 ∈ ℕ₀
112		1nn 11031	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 1 ∈ ℕ
113		2t1e2 11176	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (2 · 1) = 2
114	113	oveq1i 6660	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((2 · 1) + 1) = (2 + 1)
115		2p1e3 11151	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (2 + 1) = 3
116	114, 115	eqtri 2644	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((2 · 1) + 1) = 3
117		1lt2 11194	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 1 < 2
118	110, 111, 112, 116, 117	ndvdsi 15136	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ¬ 2 ∥ 3
119	118	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ¬ 2 ∥ 3)
120		oexpneg 15069	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑀 / 𝑈) ∈ ℂ ∧ 3 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 3) → (-(𝑀 / 𝑈)↑3) = -((𝑀 / 𝑈)↑3))
121	37, 109, 119, 120	syl3anc 1326	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (-(𝑀 / 𝑈)↑3) = -((𝑀 / 𝑈)↑3))
122	2	a1i 11	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 3 ∈ ℕ₀)
123	21, 1, 7, 122	expdivd 13022	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝑀 / 𝑈)↑3) = ((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))
124	123	negeqd 10275	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → -((𝑀 / 𝑈)↑3) = -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))
125	121, 124	eqtrd 2656	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (-(𝑀 / 𝑈)↑3) = -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))
126	107, 125	oveq12d 6668	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((3 · (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2))) + (-(𝑀 / 𝑈)↑3)) = ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))
127	94, 126	oveq12d 6668	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (((𝑈↑3) + (3 · ((𝑈↑2) · -(𝑀 / 𝑈)))) + ((3 · (𝑈 · (-(𝑀 / 𝑈)↑2))) + (-(𝑀 / 𝑈)↑3))) = (((𝑈↑3) + -(𝑃 · 𝑈)) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))))
128	68, 71, 127	3eqtrd 2660	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑋↑3) = (((𝑈↑3) + -(𝑃 · 𝑈)) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))))
129	50, 32	addcld 10059	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))) ∈ ℂ)
130	4, 49, 129	addassd 10062	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (((𝑈↑3) + -(𝑃 · 𝑈)) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) = ((𝑈↑3) + (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))))
131	128, 130	eqtrd 2656	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑋↑3) = ((𝑈↑3) + (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))))
132	131	oveq1d 6665	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑋↑3) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = (((𝑈↑3) + (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)))
133	49, 129	addcld 10059	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) ∈ ℂ)
134	30, 13	addcld 10059	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄) ∈ ℂ)
135	4, 133, 134	addassd 10062	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (((𝑈↑3) + (-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3))))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = ((𝑈↑3) + ((-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄))))
136	132, 135	eqtrd 2656	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑋↑3) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = ((𝑈↑3) + ((-(𝑃 · 𝑈) + ((𝑃 · (𝑀 / 𝑈)) + -((𝑀↑3) / (𝑈↑3)))) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄))))
137	4	sqcld 13006	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑈↑3)↑2) ∈ ℂ)
138	62, 23	subcld 10392	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3)) ∈ ℂ)
139	137, 138, 4, 10	divdird 10839	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) / (𝑈↑3)) = ((((𝑈↑3)↑2) / (𝑈↑3)) + (((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3)) / (𝑈↑3))))
140	65, 136, 139	3eqtr4d 2666	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑋↑3) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = ((((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) / (𝑈↑3)))
141	140	eqeq1d 2624	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝑋↑3) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = 0 ↔ ((((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) / (𝑈↑3)) = 0))
142	137, 138	addcld 10059	. . 3 ⊢ (𝜑 → (((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) ∈ ℂ)
143	142, 4, 10	diveq0ad 10811	. 2 ⊢ (𝜑 → (((((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) / (𝑈↑3)) = 0 ↔ (((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) = 0))
144	141, 143	bitrd 268	1 ⊢ (𝜑 → (((𝑋↑3) + ((𝑃 · 𝑋) + 𝑄)) = 0 ↔ (((𝑈↑3)↑2) + ((𝑄 · (𝑈↑3)) − (𝑀↑3))) = 0))

Colors of variables: wff setvar class

Syntax hints: ¬ wn 3 → wi 4 ↔ wb 196 = wceq 1483 ∈ wcel 1990 ≠ wne 2794 class class class wbr 4653 (class class class)co 6650 ℂcc 9934 0cc0 9936 1c1 9937 + caddc 9939 · cmul 9941 − cmin 10266 -cneg 10267 / cdiv 10684 ℕcn 11020 2c2 11070 3c3 11071 ℕ₀cn0 11292 ℤcz 11377 ↑cexp 12860 ∥ cdvds 14983

This theorem was proved from axioms: ax-mp 5 ax-1 6 ax-2 7 ax-3 8 ax-gen 1722 ax-4 1737 ax-5 1839 ax-6 1888 ax-7 1935 ax-8 1992 ax-9 1999 ax-10 2019 ax-11 2034 ax-12 2047 ax-13 2246 ax-ext 2602 ax-sep 4781 ax-nul 4789 ax-pow 4843 ax-pr 4906 ax-un 6949 ax-cnex 9992 ax-resscn 9993 ax-1cn 9994 ax-icn 9995 ax-addcl 9996 ax-addrcl 9997 ax-mulcl 9998 ax-mulrcl 9999 ax-mulcom 10000 ax-addass 10001 ax-mulass 10002 ax-distr 10003 ax-i2m1 10004 ax-1ne0 10005 ax-1rid 10006 ax-rnegex 10007 ax-rrecex 10008 ax-cnre 10009 ax-pre-lttri 10010 ax-pre-lttrn 10011 ax-pre-ltadd 10012 ax-pre-mulgt0 10013 ax-pre-sup 10014

This theorem depends on definitions: df-bi 197 df-or 385 df-an 386 df-3or 1038 df-3an 1039 df-tru 1486 df-ex 1705 df-nf 1710 df-sb 1881 df-eu 2474 df-mo 2475 df-clab 2609 df-cleq 2615 df-clel 2618 df-nfc 2753 df-ne 2795 df-nel 2898 df-ral 2917 df-rex 2918 df-reu 2919 df-rmo 2920 df-rab 2921 df-v 3202 df-sbc 3436 df-csb 3534 df-dif 3577 df-un 3579 df-in 3581 df-ss 3588 df-pss 3590 df-nul 3916 df-if 4087 df-pw 4160 df-sn 4178 df-pr 4180 df-tp 4182 df-op 4184 df-uni 4437 df-iun 4522 df-br 4654 df-opab 4713 df-mpt 4730 df-tr 4753 df-id 5024 df-eprel 5029 df-po 5035 df-so 5036 df-fr 5073 df-we 5075 df-xp 5120 df-rel 5121 df-cnv 5122 df-co 5123 df-dm 5124 df-rn 5125 df-res 5126 df-ima 5127 df-pred 5680 df-ord 5726 df-on 5727 df-lim 5728 df-suc 5729 df-iota 5851 df-fun 5890 df-fn 5891 df-f 5892 df-f1 5893 df-fo 5894 df-f1o 5895 df-fv 5896 df-riota 6611 df-ov 6653 df-oprab 6654 df-mpt2 6655 df-om 7066 df-1st 7168 df-2nd 7169 df-wrecs 7407 df-recs 7468 df-rdg 7506 df-er 7742 df-en 7956 df-dom 7957 df-sdom 7958 df-sup 8348 df-inf 8349 df-pnf 10076 df-mnf 10077 df-xr 10078 df-ltxr 10079 df-le 10080 df-sub 10268 df-neg 10269 df-div 10685 df-nn 11021 df-2 11079 df-3 11080 df-n0 11293 df-z 11378 df-uz 11688 df-rp 11833 df-fz 12327 df-seq 12802 df-exp 12861 df-cj 13839 df-re 13840 df-im 13841 df-sqrt 13975 df-abs 13976 df-dvds 14984

This theorem is referenced by: dcubic2 24571 dcubic1 24572

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