MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  4sqlem14 Structured version   Unicode version

Theorem 4sqlem14 14335
Description: Lemma for 4sq 14341. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Jul-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
4sq.1  |-  S  =  { n  |  E. x  e.  ZZ  E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  n  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) }
4sq.2  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
4sq.3  |-  ( ph  ->  P  =  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
4sq.4  |-  ( ph  ->  P  e.  Prime )
4sq.5  |-  ( ph  ->  ( 0 ... (
2  x.  N ) )  C_  S )
4sq.6  |-  T  =  { i  e.  NN  |  ( i  x.  P )  e.  S }
4sq.7  |-  M  =  sup ( T ,  RR ,  `'  <  )
4sq.m  |-  ( ph  ->  M  e.  ( ZZ>= ` 
2 ) )
4sq.a  |-  ( ph  ->  A  e.  ZZ )
4sq.b  |-  ( ph  ->  B  e.  ZZ )
4sq.c  |-  ( ph  ->  C  e.  ZZ )
4sq.d  |-  ( ph  ->  D  e.  ZZ )
4sq.e  |-  E  =  ( ( ( A  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
4sq.f  |-  F  =  ( ( ( B  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
4sq.g  |-  G  =  ( ( ( C  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
4sq.h  |-  H  =  ( ( ( D  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
4sq.r  |-  R  =  ( ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  /  M
)
4sq.p  |-  ( ph  ->  ( M  x.  P
)  =  ( ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^ 2 ) )  +  ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^ 2 ) ) ) )
Assertion
Ref Expression
4sqlem14  |-  ( ph  ->  R  e.  NN0 )
Distinct variable groups:    w, n, x, y, z    B, n   
n, E    n, G    n, H    A, n    C, n    D, n    n, F    i, n, M    n, N    P, i, n    ph, n    S, i, n    R, i
Allowed substitution hints:    ph( x, y, z, w, i)    A( x, y, z, w, i)    B( x, y, z, w, i)    C( x, y, z, w, i)    D( x, y, z, w, i)    P( x, y, z, w)    R( x, y, z, w, n)    S( x, y, z, w)    T( x, y, z, w, i, n)    E( x, y, z, w, i)    F( x, y, z, w, i)    G( x, y, z, w, i)    H( x, y, z, w, i)    M( x, y, z, w)    N( x, y, z, w, i)

Proof of Theorem 4sqlem14
StepHypRef Expression
1 4sq.r . 2  |-  R  =  ( ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  /  M
)
2 4sq.6 . . . . . . . . . 10  |-  T  =  { i  e.  NN  |  ( i  x.  P )  e.  S }
3 ssrab2 3585 . . . . . . . . . 10  |-  { i  e.  NN  |  ( i  x.  P )  e.  S }  C_  NN
42, 3eqsstri 3534 . . . . . . . . 9  |-  T  C_  NN
5 4sq.7 . . . . . . . . . 10  |-  M  =  sup ( T ,  RR ,  `'  <  )
6 nnuz 11117 . . . . . . . . . . . 12  |-  NN  =  ( ZZ>= `  1 )
74, 6sseqtri 3536 . . . . . . . . . . 11  |-  T  C_  ( ZZ>= `  1 )
8 4sq.1 . . . . . . . . . . . . 13  |-  S  =  { n  |  E. x  e.  ZZ  E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  n  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) }
9 4sq.2 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
10 4sq.3 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  P  =  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
11 4sq.4 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  P  e.  Prime )
12 4sq.5 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( 0 ... (
2  x.  N ) )  C_  S )
138, 9, 10, 11, 12, 2, 54sqlem13 14334 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( T  =/=  (/)  /\  M  <  P ) )
1413simpld 459 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  T  =/=  (/) )
15 infmssuzcl 11165 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( T  C_  ( ZZ>= ` 
1 )  /\  T  =/=  (/) )  ->  sup ( T ,  RR ,  `'  <  )  e.  T
)
167, 14, 15sylancr 663 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  sup ( T ,  RR ,  `'  <  )  e.  T )
175, 16syl5eqel 2559 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  M  e.  T )
184, 17sseldi 3502 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  M  e.  NN )
1918nnzd 10965 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
20 prmz 14080 . . . . . . . 8  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  ZZ )
2111, 20syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  P  e.  ZZ )
22 dvdsmul1 13866 . . . . . . 7  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  P  e.  ZZ )  ->  M  ||  ( M  x.  P ) )
2319, 21, 22syl2anc 661 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  M  ||  ( M  x.  P ) )
24 4sq.a . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  A  e.  ZZ )
25 4sq.e . . . . . . . . . . 11  |-  E  =  ( ( ( A  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
2624, 18, 254sqlem8 14322 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  M  ||  ( ( A ^ 2 )  -  ( E ^
2 ) ) )
27 4sq.b . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  B  e.  ZZ )
28 4sq.f . . . . . . . . . . 11  |-  F  =  ( ( ( B  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
2927, 18, 284sqlem8 14322 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  M  ||  ( ( B ^ 2 )  -  ( F ^
2 ) ) )
30 zsqcl 12206 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( A  e.  ZZ  ->  ( A ^ 2 )  e.  ZZ )
3124, 30syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( A ^ 2 )  e.  ZZ )
3224, 18, 254sqlem5 14319 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( E  e.  ZZ  /\  ( ( A  -  E )  /  M
)  e.  ZZ ) )
3332simpld 459 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  E  e.  ZZ )
34 zsqcl2 12213 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( E  e.  ZZ  ->  ( E ^ 2 )  e. 
NN0 )
3533, 34syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( E ^ 2 )  e.  NN0 )
3635nn0zd 10964 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( E ^ 2 )  e.  ZZ )
3731, 36zsubcld 10971 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( A ^
2 )  -  ( E ^ 2 ) )  e.  ZZ )
38 zsqcl 12206 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( B  e.  ZZ  ->  ( B ^ 2 )  e.  ZZ )
3927, 38syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( B ^ 2 )  e.  ZZ )
4027, 18, 284sqlem5 14319 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( F  e.  ZZ  /\  ( ( B  -  F )  /  M
)  e.  ZZ ) )
4140simpld 459 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  F  e.  ZZ )
42 zsqcl2 12213 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( F  e.  ZZ  ->  ( F ^ 2 )  e. 
NN0 )
4341, 42syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( F ^ 2 )  e.  NN0 )
4443nn0zd 10964 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( F ^ 2 )  e.  ZZ )
4539, 44zsubcld 10971 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( B ^
2 )  -  ( F ^ 2 ) )  e.  ZZ )
46 dvds2add 13876 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  ( ( A ^
2 )  -  ( E ^ 2 ) )  e.  ZZ  /\  (
( B ^ 2 )  -  ( F ^ 2 ) )  e.  ZZ )  -> 
( ( M  ||  ( ( A ^
2 )  -  ( E ^ 2 ) )  /\  M  ||  (
( B ^ 2 )  -  ( F ^ 2 ) ) )  ->  M  ||  (
( ( A ^
2 )  -  ( E ^ 2 ) )  +  ( ( B ^ 2 )  -  ( F ^ 2 ) ) ) ) )
4719, 37, 45, 46syl3anc 1228 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( M  ||  ( ( A ^
2 )  -  ( E ^ 2 ) )  /\  M  ||  (
( B ^ 2 )  -  ( F ^ 2 ) ) )  ->  M  ||  (
( ( A ^
2 )  -  ( E ^ 2 ) )  +  ( ( B ^ 2 )  -  ( F ^ 2 ) ) ) ) )
4826, 29, 47mp2and 679 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  M  ||  ( ( ( A ^ 2 )  -  ( E ^ 2 ) )  +  ( ( B ^ 2 )  -  ( F ^ 2 ) ) ) )
4924zcnd 10967 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  A  e.  CC )
5049sqcld 12276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( A ^ 2 )  e.  CC )
5127zcnd 10967 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  B  e.  CC )
5251sqcld 12276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( B ^ 2 )  e.  CC )
5333zcnd 10967 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  E  e.  CC )
5453sqcld 12276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( E ^ 2 )  e.  CC )
5541zcnd 10967 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  F  e.  CC )
5655sqcld 12276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( F ^ 2 )  e.  CC )
5750, 52, 54, 56addsub4d 9977 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^ 2 ) )  -  (
( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) ) )  =  ( ( ( A ^ 2 )  -  ( E ^ 2 ) )  +  ( ( B ^ 2 )  -  ( F ^ 2 ) ) ) )
5848, 57breqtrrd 4473 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  M  ||  ( ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^ 2 ) )  -  ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) ) ) )
59 4sq.c . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  C  e.  ZZ )
60 4sq.g . . . . . . . . . . 11  |-  G  =  ( ( ( C  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
6159, 18, 604sqlem8 14322 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  M  ||  ( ( C ^ 2 )  -  ( G ^
2 ) ) )
62 4sq.d . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  D  e.  ZZ )
63 4sq.h . . . . . . . . . . 11  |-  H  =  ( ( ( D  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
6462, 18, 634sqlem8 14322 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  M  ||  ( ( D ^ 2 )  -  ( H ^
2 ) ) )
65 zsqcl 12206 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( C  e.  ZZ  ->  ( C ^ 2 )  e.  ZZ )
6659, 65syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( C ^ 2 )  e.  ZZ )
6759, 18, 604sqlem5 14319 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( G  e.  ZZ  /\  ( ( C  -  G )  /  M
)  e.  ZZ ) )
6867simpld 459 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  G  e.  ZZ )
69 zsqcl2 12213 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( G  e.  ZZ  ->  ( G ^ 2 )  e. 
NN0 )
7068, 69syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( G ^ 2 )  e.  NN0 )
7170nn0zd 10964 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( G ^ 2 )  e.  ZZ )
7266, 71zsubcld 10971 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( C ^
2 )  -  ( G ^ 2 ) )  e.  ZZ )
73 zsqcl 12206 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( D  e.  ZZ  ->  ( D ^ 2 )  e.  ZZ )
7462, 73syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( D ^ 2 )  e.  ZZ )
7562, 18, 634sqlem5 14319 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( H  e.  ZZ  /\  ( ( D  -  H )  /  M
)  e.  ZZ ) )
7675simpld 459 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  H  e.  ZZ )
77 zsqcl2 12213 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( H  e.  ZZ  ->  ( H ^ 2 )  e. 
NN0 )
7876, 77syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( H ^ 2 )  e.  NN0 )
7978nn0zd 10964 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( H ^ 2 )  e.  ZZ )
8074, 79zsubcld 10971 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( D ^
2 )  -  ( H ^ 2 ) )  e.  ZZ )
81 dvds2add 13876 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  ( ( C ^
2 )  -  ( G ^ 2 ) )  e.  ZZ  /\  (
( D ^ 2 )  -  ( H ^ 2 ) )  e.  ZZ )  -> 
( ( M  ||  ( ( C ^
2 )  -  ( G ^ 2 ) )  /\  M  ||  (
( D ^ 2 )  -  ( H ^ 2 ) ) )  ->  M  ||  (
( ( C ^
2 )  -  ( G ^ 2 ) )  +  ( ( D ^ 2 )  -  ( H ^ 2 ) ) ) ) )
8219, 72, 80, 81syl3anc 1228 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( M  ||  ( ( C ^
2 )  -  ( G ^ 2 ) )  /\  M  ||  (
( D ^ 2 )  -  ( H ^ 2 ) ) )  ->  M  ||  (
( ( C ^
2 )  -  ( G ^ 2 ) )  +  ( ( D ^ 2 )  -  ( H ^ 2 ) ) ) ) )
8361, 64, 82mp2and 679 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  M  ||  ( ( ( C ^ 2 )  -  ( G ^ 2 ) )  +  ( ( D ^ 2 )  -  ( H ^ 2 ) ) ) )
8459zcnd 10967 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  C  e.  CC )
8584sqcld 12276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( C ^ 2 )  e.  CC )
8662zcnd 10967 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  D  e.  CC )
8786sqcld 12276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( D ^ 2 )  e.  CC )
8868zcnd 10967 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  G  e.  CC )
8988sqcld 12276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( G ^ 2 )  e.  CC )
9076zcnd 10967 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  H  e.  CC )
9190sqcld 12276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( H ^ 2 )  e.  CC )
9285, 87, 89, 91addsub4d 9977 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^ 2 ) )  -  (
( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  =  ( ( ( C ^ 2 )  -  ( G ^ 2 ) )  +  ( ( D ^ 2 )  -  ( H ^ 2 ) ) ) )
9383, 92breqtrrd 4473 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  M  ||  ( ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^ 2 ) )  -  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) )
9431, 39zaddcld 10970 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( A ^
2 )  +  ( B ^ 2 ) )  e.  ZZ )
9535, 43nn0addcld 10856 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  e.  NN0 )
9695nn0zd 10964 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  e.  ZZ )
9794, 96zsubcld 10971 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^ 2 ) )  -  (
( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) ) )  e.  ZZ )
9866, 74zaddcld 10970 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( C ^
2 )  +  ( D ^ 2 ) )  e.  ZZ )
9970, 78nn0addcld 10856 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) )  e.  NN0 )
10099nn0zd 10964 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) )  e.  ZZ )
10198, 100zsubcld 10971 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^ 2 ) )  -  (
( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  e.  ZZ )
102 dvds2add 13876 . . . . . . . . 9  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  ( ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^ 2 ) )  -  (
( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) ) )  e.  ZZ  /\  ( ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^ 2 ) )  -  (
( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  e.  ZZ )  ->  ( ( M 
||  ( ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^
2 ) )  -  ( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) ) )  /\  M  ||  ( ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^ 2 ) )  -  (
( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) )  ->  M  ||  ( ( ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^
2 ) )  -  ( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) ) )  +  ( ( ( C ^
2 )  +  ( D ^ 2 ) )  -  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) ) ) ) )
10319, 97, 101, 102syl3anc 1228 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( M  ||  ( ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^ 2 ) )  -  (
( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) ) )  /\  M  ||  ( ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^ 2 ) )  -  (
( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) )  ->  M  ||  ( ( ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^
2 ) )  -  ( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) ) )  +  ( ( ( C ^
2 )  +  ( D ^ 2 ) )  -  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) ) ) ) )
10458, 93, 103mp2and 679 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  M  ||  ( ( ( ( A ^
2 )  +  ( B ^ 2 ) )  -  ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) ) )  +  ( ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^
2 ) )  -  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) ) )
105 4sq.p . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( M  x.  P
)  =  ( ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^ 2 ) )  +  ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^ 2 ) ) ) )
106105oveq1d 6299 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( M  x.  P )  -  (
( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) ) )  =  ( ( ( ( A ^
2 )  +  ( B ^ 2 ) )  +  ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^
2 ) ) )  -  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) ) )
10750, 52addcld 9615 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( A ^
2 )  +  ( B ^ 2 ) )  e.  CC )
10885, 87addcld 9615 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( C ^
2 )  +  ( D ^ 2 ) )  e.  CC )
10954, 56addcld 9615 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  e.  CC )
11089, 91addcld 9615 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) )  e.  CC )
111107, 108, 109, 110addsub4d 9977 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^
2 ) )  +  ( ( C ^
2 )  +  ( D ^ 2 ) ) )  -  (
( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) ) )  =  ( ( ( ( A ^
2 )  +  ( B ^ 2 ) )  -  ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) ) )  +  ( ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^
2 ) )  -  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) ) )
112106, 111eqtrd 2508 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( M  x.  P )  -  (
( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) ) )  =  ( ( ( ( A ^
2 )  +  ( B ^ 2 ) )  -  ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) ) )  +  ( ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^
2 ) )  -  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) ) )
113104, 112breqtrrd 4473 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  M  ||  ( ( M  x.  P )  -  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) ) )
11419, 21zmulcld 10972 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( M  x.  P
)  e.  ZZ )
11596, 100zaddcld 10970 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  e.  ZZ )
116114, 115zsubcld 10971 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( M  x.  P )  -  (
( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) ) )  e.  ZZ )
117 dvds2sub 13877 . . . . . . 7  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  ( M  x.  P
)  e.  ZZ  /\  ( ( M  x.  P )  -  (
( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) ) )  e.  ZZ )  ->  ( ( M 
||  ( M  x.  P )  /\  M  ||  ( ( M  x.  P )  -  (
( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) ) ) )  ->  M  ||  ( ( M  x.  P )  -  (
( M  x.  P
)  -  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) ) ) ) )
11819, 114, 116, 117syl3anc 1228 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( M  ||  ( M  x.  P
)  /\  M  ||  (
( M  x.  P
)  -  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) ) )  ->  M  ||  (
( M  x.  P
)  -  ( ( M  x.  P )  -  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) ) ) ) )
11923, 113, 118mp2and 679 . . . . 5  |-  ( ph  ->  M  ||  ( ( M  x.  P )  -  ( ( M  x.  P )  -  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) ) ) )
12018nncnd 10552 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  M  e.  CC )
121 prmnn 14079 . . . . . . . . 9  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  NN )
12211, 121syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  P  e.  NN )
123122nncnd 10552 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  P  e.  CC )
124120, 123mulcld 9616 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( M  x.  P
)  e.  CC )
125109, 110addcld 9615 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  e.  CC )
126124, 125nncand 9935 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( M  x.  P )  -  (
( M  x.  P
)  -  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) ) )  =  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) )
127119, 126breqtrd 4471 . . . 4  |-  ( ph  ->  M  ||  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) )
12818nnne0d 10580 . . . . 5  |-  ( ph  ->  M  =/=  0 )
12995, 99nn0addcld 10856 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  e.  NN0 )
130129nn0zd 10964 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  e.  ZZ )
131 dvdsval2 13850 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  M  =/=  0  /\  (
( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) )  e.  ZZ )  -> 
( M  ||  (
( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) )  <-> 
( ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  /  M
)  e.  ZZ ) )
13219, 128, 130, 131syl3anc 1228 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( M  ||  (
( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) )  <-> 
( ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  /  M
)  e.  ZZ ) )
133127, 132mpbid 210 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  /  M
)  e.  ZZ )
134129nn0red 10853 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  e.  RR )
135129nn0ge0d 10855 . . . 4  |-  ( ph  ->  0  <_  ( (
( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) )
13618nnred 10551 . . . 4  |-  ( ph  ->  M  e.  RR )
13718nngt0d 10579 . . . 4  |-  ( ph  ->  0  <  M )
138 divge0 10411 . . . 4  |-  ( ( ( ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  e.  RR  /\  0  <_  ( (
( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) )  /\  ( M  e.  RR  /\  0  < 
M ) )  -> 
0  <_  ( (
( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) )  /  M ) )
139134, 135, 136, 137, 138syl22anc 1229 . . 3  |-  ( ph  ->  0  <_  ( (
( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) )  /  M ) )
140 elnn0z 10877 . . 3  |-  ( ( ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  /  M )  e.  NN0  <->  ( ( ( ( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) )  +  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^
2 ) ) )  /  M )  e.  ZZ  /\  0  <_ 
( ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  /  M
) ) )
141133, 139, 140sylanbrc 664 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  /  M
)  e.  NN0 )
1421, 141syl5eqel 2559 1  |-  ( ph  ->  R  e.  NN0 )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1379    e. wcel 1767   {cab 2452    =/= wne 2662   E.wrex 2815   {crab 2818    C_ wss 3476   (/)c0 3785   class class class wbr 4447   `'ccnv 4998   ` cfv 5588  (class class class)co 6284   supcsup 7900   RRcr 9491   0cc0 9492   1c1 9493    + caddc 9495    x. cmul 9497    < clt 9628    <_ cle 9629    - cmin 9805    / cdiv 10206   NNcn 10536   2c2 10585   NN0cn0 10795   ZZcz 10864   ZZ>=cuz 11082   ...cfz 11672    mod cmo 11964   ^cexp 12134    || cdivides 13847   Primecprime 14076
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1601  ax-4 1612  ax-5 1680  ax-6 1719  ax-7 1739  ax-8 1769  ax-9 1771  ax-10 1786  ax-11 1791  ax-12 1803  ax-13 1968  ax-ext 2445  ax-rep 4558  ax-sep 4568  ax-nul 4576  ax-pow 4625  ax-pr 4686  ax-un 6576  ax-cnex 9548  ax-resscn 9549  ax-1cn 9550  ax-icn 9551  ax-addcl 9552  ax-addrcl 9553  ax-mulcl 9554  ax-mulrcl 9555  ax-mulcom 9556  ax-addass 9557  ax-mulass 9558  ax-distr 9559  ax-i2m1 9560  ax-1ne0 9561  ax-1rid 9562  ax-rnegex 9563  ax-rrecex 9564  ax-cnre 9565  ax-pre-lttri 9566  ax-pre-lttrn 9567  ax-pre-ltadd 9568  ax-pre-mulgt0 9569  ax-pre-sup 9570
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1382  df-ex 1597  df-nf 1600  df-sb 1712  df-eu 2279  df-mo 2280  df-clab 2453  df-cleq 2459  df-clel 2462  df-nfc 2617  df-ne 2664  df-nel 2665  df-ral 2819  df-rex 2820  df-reu 2821  df-rmo 2822  df-rab 2823  df-v 3115  df-sbc 3332  df-csb 3436  df-dif 3479  df-un 3481  df-in 3483  df-ss 3490  df-pss 3492  df-nul 3786  df-if 3940  df-pw 4012  df-sn 4028  df-pr 4030  df-tp 4032  df-op 4034  df-uni 4246  df-int 4283  df-iun 4327  df-br 4448  df-opab 4506  df-mpt 4507  df-tr 4541  df-eprel 4791  df-id 4795  df-po 4800  df-so 4801  df-fr 4838  df-we 4840  df-ord 4881  df-on 4882  df-lim 4883  df-suc 4884  df-xp 5005  df-rel 5006  df-cnv 5007  df-co 5008  df-dm 5009  df-rn 5010  df-res 5011  df-ima 5012  df-iota 5551  df-fun 5590  df-fn 5591  df-f 5592  df-f1 5593  df-fo 5594  df-f1o 5595  df-fv 5596  df-riota 6245  df-ov 6287  df-oprab 6288  df-mpt2 6289  df-om 6685  df-1st 6784  df-2nd 6785  df-recs 7042  df-rdg 7076  df-1o 7130  df-2o 7131  df-oadd 7134  df-er 7311  df-en 7517  df-dom 7518  df-sdom 7519  df-fin 7520  df-sup 7901  df-card 8320  df-cda 8548  df-pnf 9630  df-mnf 9631  df-xr 9632  df-ltxr 9633  df-le 9634  df-sub 9807  df-neg 9808  df-div 10207  df-nn 10537  df-2 10594  df-3 10595  df-4 10596  df-n0 10796  df-z 10865  df-uz 11083  df-rp 11221  df-fz 11673  df-fl 11897  df-mod 11965  df-seq 12076  df-exp 12135  df-hash 12374  df-cj 12895  df-re 12896  df-im 12897  df-sqrt 13031  df-abs 13032  df-dvds 13848  df-gcd 14004  df-prm 14077  df-gz 14307
This theorem is referenced by:  4sqlem17  14338
  Copyright terms: Public domain W3C validator