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Theorem 4sqlem17 14018
Description: Lemma for 4sq 14021. (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
4sqlem17  |-  -.  ph
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 4sqlem17
StepHypRef Expression
1 4sq.1 . . . . . . 7  |-  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 ) ) ) }
2 4sq.2 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
3 4sq.3 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  P  =  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
4 4sq.4 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  P  e.  Prime )
5 4sq.5 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( 0 ... (
2  x.  N ) )  C_  S )
6 4sq.6 . . . . . . 7  |-  T  =  { i  e.  NN  |  ( i  x.  P )  e.  S }
7 4sq.7 . . . . . . 7  |-  M  =  sup ( T ,  RR ,  `'  <  )
8 4sq.m . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  M  e.  ( ZZ>= ` 
2 ) )
9 4sq.a . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  A  e.  ZZ )
10 4sq.b . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  B  e.  ZZ )
11 4sq.c . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  C  e.  ZZ )
12 4sq.d . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  D  e.  ZZ )
13 4sq.e . . . . . . 7  |-  E  =  ( ( ( A  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
14 4sq.f . . . . . . 7  |-  F  =  ( ( ( B  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
15 4sq.g . . . . . . 7  |-  G  =  ( ( ( C  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
16 4sq.h . . . . . . 7  |-  H  =  ( ( ( D  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
17 4sq.r . . . . . . 7  |-  R  =  ( ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  /  M
)
18 4sq.p . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( M  x.  P
)  =  ( ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^ 2 ) )  +  ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^ 2 ) ) ) )
191, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 184sqlem16 14017 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( R  <_  M  /\  ( ( R  =  0  \/  R  =  M )  ->  ( M ^ 2 )  ||  ( M  x.  P
) ) ) )
2019simpld 456 . . . . 5  |-  ( ph  ->  R  <_  M )
21 ssrab2 3434 . . . . . . . . 9  |-  { i  e.  NN  |  ( i  x.  P )  e.  S }  C_  NN
226, 21eqsstri 3383 . . . . . . . 8  |-  T  C_  NN
23 nnuz 10892 . . . . . . . 8  |-  NN  =  ( ZZ>= `  1 )
2422, 23sseqtri 3385 . . . . . . 7  |-  T  C_  ( ZZ>= `  1 )
251, 2, 3, 4, 5, 6, 74sqlem13 14014 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( T  =/=  (/)  /\  M  <  P ) )
2625simpld 456 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  T  =/=  (/) )
27 infmssuzcl 10934 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( T  C_  ( ZZ>= ` 
1 )  /\  T  =/=  (/) )  ->  sup ( T ,  RR ,  `'  <  )  e.  T
)
2824, 26, 27sylancr 658 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  sup ( T ,  RR ,  `'  <  )  e.  T )
297, 28syl5eqel 2525 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  M  e.  T )
3022, 29sseldi 3351 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  M  e.  NN )
3130nnred 10333 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  M  e.  RR )
3225simprd 460 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  M  <  P )
3331, 32ltned 9506 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  M  =/=  P )
3430nncnd 10334 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  M  e.  CC )
3534sqvald 12001 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( M ^ 2 )  =  ( M  x.  M ) )
3635breq1d 4299 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( M ^
2 )  ||  ( M  x.  P )  <->  ( M  x.  M ) 
||  ( M  x.  P ) ) )
3730nnzd 10742 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
38 prmz 13763 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  ZZ )
394, 38syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  P  e.  ZZ )
4030nnne0d 10362 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  M  =/=  0 )
41 dvdscmulr 13557 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  P  e.  ZZ  /\  ( M  e.  ZZ  /\  M  =/=  0 ) )  -> 
( ( M  x.  M )  ||  ( M  x.  P )  <->  M 
||  P ) )
4237, 39, 37, 40, 41syl112anc 1217 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( M  x.  M )  ||  ( M  x.  P )  <->  M 
||  P ) )
43 dvdsprm 13781 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( M  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  P  e.  Prime )  ->  ( M  ||  P  <->  M  =  P ) )
448, 4, 43syl2anc 656 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( M  ||  P  <->  M  =  P ) )
4536, 42, 443bitrd 279 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( M ^
2 )  ||  ( M  x.  P )  <->  M  =  P ) )
4645necon3bbid 2640 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( -.  ( M ^ 2 )  ||  ( M  x.  P
)  <->  M  =/=  P
) )
4733, 46mpbird 232 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  -.  ( M ^
2 )  ||  ( M  x.  P )
)
481, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 184sqlem14 14015 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  R  e.  NN0 )
49 elnn0 10577 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( R  e.  NN0  <->  ( R  e.  NN  \/  R  =  0 ) )
5048, 49sylib 196 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( R  e.  NN  \/  R  =  0
) )
5150ord 377 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( -.  R  e.  NN  ->  R  = 
0 ) )
52 orc 385 . . . . . . . . . . 11  |-  ( R  =  0  ->  ( R  =  0  \/  R  =  M )
)
5319simprd 460 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( R  =  0  \/  R  =  M )  ->  ( M ^ 2 )  ||  ( M  x.  P
) ) )
5452, 53syl5 32 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( R  =  0  ->  ( M ^
2 )  ||  ( M  x.  P )
) )
5551, 54syld 44 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( -.  R  e.  NN  ->  ( M ^ 2 )  ||  ( M  x.  P
) ) )
5647, 55mt3d 125 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  R  e.  NN )
57 gzreim 13996 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  ->  ( A  +  ( _i  x.  B ) )  e.  ZZ[_i] )
589, 10, 57syl2anc 656 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  ( A  +  ( _i  x.  B ) )  e.  ZZ[_i] )
59 gzcn 13989 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( A  +  ( _i  x.  B ) )  e.  ZZ[_i]  ->  ( A  +  ( _i  x.  B ) )  e.  CC )
6058, 59syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( A  +  ( _i  x.  B ) )  e.  CC )
6160absvalsq2d 12925 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( Re
`  ( A  +  ( _i  x.  B
) ) ) ^
2 )  +  ( ( Im `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 ) ) )
629zred 10743 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  A  e.  RR )
6310zred 10743 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  B  e.  RR )
6462, 63crred 12716 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  ( Re `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) )  =  A )
6564oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( ( Re `  ( A  +  (
_i  x.  B )
) ) ^ 2 )  =  ( A ^ 2 ) )
6662, 63crimd 12717 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  ( Im `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) )  =  B )
6766oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( ( Im `  ( A  +  (
_i  x.  B )
) ) ^ 2 )  =  ( B ^ 2 ) )
6865, 67oveq12d 6108 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( ( ( Re
`  ( A  +  ( _i  x.  B
) ) ) ^
2 )  +  ( ( Im `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^ 2 ) ) )
6961, 68eqtrd 2473 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( A ^
2 )  +  ( B ^ 2 ) ) )
70 gzreim 13996 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( C  e.  ZZ  /\  D  e.  ZZ )  ->  ( C  +  ( _i  x.  D ) )  e.  ZZ[_i] )
7111, 12, 70syl2anc 656 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  ( C  +  ( _i  x.  D ) )  e.  ZZ[_i] )
72 gzcn 13989 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( C  +  ( _i  x.  D ) )  e.  ZZ[_i]  ->  ( C  +  ( _i  x.  D ) )  e.  CC )
7371, 72syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( C  +  ( _i  x.  D ) )  e.  CC )
7473absvalsq2d 12925 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( Re
`  ( C  +  ( _i  x.  D
) ) ) ^
2 )  +  ( ( Im `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 ) ) )
7511zred 10743 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  C  e.  RR )
7612zred 10743 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  D  e.  RR )
7775, 76crred 12716 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  ( Re `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) )  =  C )
7877oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( ( Re `  ( C  +  (
_i  x.  D )
) ) ^ 2 )  =  ( C ^ 2 ) )
7975, 76crimd 12717 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  ( Im `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) )  =  D )
8079oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( ( Im `  ( C  +  (
_i  x.  D )
) ) ^ 2 )  =  ( D ^ 2 ) )
8178, 80oveq12d 6108 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( ( ( Re
`  ( C  +  ( _i  x.  D
) ) ) ^
2 )  +  ( ( Im `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( C ^ 2 )  +  ( D ^ 2 ) ) )
8274, 81eqtrd 2473 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( C ^
2 )  +  ( D ^ 2 ) ) )
8369, 82oveq12d 6108 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( ( abs `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( A ^ 2 )  +  ( B ^
2 ) )  +  ( ( C ^
2 )  +  ( D ^ 2 ) ) ) )
8418, 83eqtr4d 2476 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( M  x.  P
)  =  ( ( ( abs `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 ) ) )
8584oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( M  x.  P )  /  M
)  =  ( ( ( ( abs `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 ) )  /  M ) )
86 prmnn 13762 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  NN )
874, 86syl 16 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  P  e.  NN )
8887nncnd 10334 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  P  e.  CC )
8988, 34, 40divcan3d 10108 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( M  x.  P )  /  M
)  =  P )
9085, 89eqtr3d 2475 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( abs `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 ) )  /  M )  =  P )
919, 30, 134sqlem5 13999 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  ( E  e.  ZZ  /\  ( ( A  -  E )  /  M
)  e.  ZZ ) )
9291simpld 456 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  E  e.  ZZ )
9310, 30, 144sqlem5 13999 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  ( F  e.  ZZ  /\  ( ( B  -  F )  /  M
)  e.  ZZ ) )
9493simpld 456 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  F  e.  ZZ )
95 gzreim 13996 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( E  e.  ZZ  /\  F  e.  ZZ )  ->  ( E  +  ( _i  x.  F ) )  e.  ZZ[_i] )
9692, 94, 95syl2anc 656 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( E  +  ( _i  x.  F ) )  e.  ZZ[_i] )
97 gzcn 13989 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( E  +  ( _i  x.  F ) )  e.  ZZ[_i]  ->  ( E  +  ( _i  x.  F ) )  e.  CC )
9896, 97syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( E  +  ( _i  x.  F ) )  e.  CC )
9998absvalsq2d 12925 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( Re
`  ( E  +  ( _i  x.  F
) ) ) ^
2 )  +  ( ( Im `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) ) ^ 2 ) ) )
10092zred 10743 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  E  e.  RR )
10194zred 10743 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  F  e.  RR )
102100, 101crred 12716 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( Re `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) )  =  E )
103102oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( ( Re `  ( E  +  (
_i  x.  F )
) ) ^ 2 )  =  ( E ^ 2 ) )
104100, 101crimd 12717 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( Im `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) )  =  F )
105104oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( ( Im `  ( E  +  (
_i  x.  F )
) ) ^ 2 )  =  ( F ^ 2 ) )
106103, 105oveq12d 6108 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( ( ( Re
`  ( E  +  ( _i  x.  F
) ) ) ^
2 )  +  ( ( Im `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^ 2 ) ) )
10799, 106eqtrd 2473 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( E ^
2 )  +  ( F ^ 2 ) ) )
10811, 30, 154sqlem5 13999 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  ( G  e.  ZZ  /\  ( ( C  -  G )  /  M
)  e.  ZZ ) )
109108simpld 456 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  G  e.  ZZ )
11012, 30, 164sqlem5 13999 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  ( H  e.  ZZ  /\  ( ( D  -  H )  /  M
)  e.  ZZ ) )
111110simpld 456 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  H  e.  ZZ )
112 gzreim 13996 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( G  e.  ZZ  /\  H  e.  ZZ )  ->  ( G  +  ( _i  x.  H ) )  e.  ZZ[_i] )
113109, 111, 112syl2anc 656 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( G  +  ( _i  x.  H ) )  e.  ZZ[_i] )
114 gzcn 13989 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( G  +  ( _i  x.  H ) )  e.  ZZ[_i]  ->  ( G  +  ( _i  x.  H ) )  e.  CC )
115113, 114syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( G  +  ( _i  x.  H ) )  e.  CC )
116115absvalsq2d 12925 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( Re
`  ( G  +  ( _i  x.  H
) ) ) ^
2 )  +  ( ( Im `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) ) ^ 2 ) ) )
117109zred 10743 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  G  e.  RR )
118111zred 10743 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  H  e.  RR )
119117, 118crred 12716 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( Re `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) )  =  G )
120119oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( ( Re `  ( G  +  (
_i  x.  H )
) ) ^ 2 )  =  ( G ^ 2 ) )
121117, 118crimd 12717 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( Im `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) )  =  H )
122121oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( ( Im `  ( G  +  (
_i  x.  H )
) ) ^ 2 )  =  ( H ^ 2 ) )
123120, 122oveq12d 6108 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( ( ( Re
`  ( G  +  ( _i  x.  H
) ) ) ^
2 )  +  ( ( Im `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( G ^ 2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )
124116, 123eqtrd 2473 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )
125107, 124oveq12d 6108 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( ( abs `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) ) )
126125oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( abs `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) ) ^ 2 ) )  /  M )  =  ( ( ( ( E ^ 2 )  +  ( F ^
2 ) )  +  ( ( G ^
2 )  +  ( H ^ 2 ) ) )  /  M
) )
127126, 17syl6eqr 2491 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( abs `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) ) ^ 2 ) )  /  M )  =  R )
12890, 127oveq12d 6108 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( ( abs `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 ) )  /  M )  x.  ( ( ( ( abs `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) ) ^ 2 ) )  /  M ) )  =  ( P  x.  R ) )
12956nncnd 10334 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  R  e.  CC )
13088, 129mulcomd 9403 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( P  x.  R
)  =  ( R  x.  P ) )
131128, 130eqtrd 2473 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( ( abs `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 ) )  /  M )  x.  ( ( ( ( abs `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) ) ^ 2 ) )  /  M ) )  =  ( R  x.  P ) )
132 eqid 2441 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( abs `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( abs `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 ) )
133 eqid 2441 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( abs `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( abs `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) ) ^ 2 ) )
1349zcnd 10744 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  A  e.  CC )
135 ax-icn 9337 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  _i  e.  CC
13610zcnd 10744 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  B  e.  CC )
137 mulcl 9362 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( _i  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( _i  x.  B
)  e.  CC )
138135, 136, 137sylancr 658 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( _i  x.  B
)  e.  CC )
13992zcnd 10744 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  E  e.  CC )
14094zcnd 10744 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  F  e.  CC )
141 mulcl 9362 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( _i  e.  CC  /\  F  e.  CC )  ->  ( _i  x.  F
)  e.  CC )
142135, 140, 141sylancr 658 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( _i  x.  F
)  e.  CC )
143134, 138, 139, 142addsub4d 9762 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( A  +  ( _i  x.  B
) )  -  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) )  =  ( ( A  -  E )  +  ( ( _i  x.  B )  -  (
_i  x.  F )
) ) )
144135a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  _i  e.  CC )
145144, 136, 140subdid 9796 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( _i  x.  ( B  -  F )
)  =  ( ( _i  x.  B )  -  ( _i  x.  F ) ) )
146145oveq2d 6106 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( A  -  E )  +  ( _i  x.  ( B  -  F ) ) )  =  ( ( A  -  E )  +  ( ( _i  x.  B )  -  ( _i  x.  F
) ) ) )
147143, 146eqtr4d 2476 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( A  +  ( _i  x.  B
) )  -  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) )  =  ( ( A  -  E )  +  ( _i  x.  ( B  -  F )
) ) )
148147oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( ( A  +  ( _i  x.  B ) )  -  ( E  +  (
_i  x.  F )
) )  /  M
)  =  ( ( ( A  -  E
)  +  ( _i  x.  ( B  -  F ) ) )  /  M ) )
149134, 139subcld 9715 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( A  -  E
)  e.  CC )
150136, 140subcld 9715 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( B  -  F
)  e.  CC )
151 mulcl 9362 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( _i  e.  CC  /\  ( B  -  F
)  e.  CC )  ->  ( _i  x.  ( B  -  F
) )  e.  CC )
152135, 150, 151sylancr 658 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( _i  x.  ( B  -  F )
)  e.  CC )
153149, 152, 34, 40divdird 10141 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( ( A  -  E )  +  ( _i  x.  ( B  -  F )
) )  /  M
)  =  ( ( ( A  -  E
)  /  M )  +  ( ( _i  x.  ( B  -  F ) )  /  M ) ) )
154144, 150, 34, 40divassd 10138 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( _i  x.  ( B  -  F
) )  /  M
)  =  ( _i  x.  ( ( B  -  F )  /  M ) ) )
155154oveq2d 6106 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( ( A  -  E )  /  M )  +  ( ( _i  x.  ( B  -  F )
)  /  M ) )  =  ( ( ( A  -  E
)  /  M )  +  ( _i  x.  ( ( B  -  F )  /  M
) ) ) )
156148, 153, 1553eqtrd 2477 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( ( A  +  ( _i  x.  B ) )  -  ( E  +  (
_i  x.  F )
) )  /  M
)  =  ( ( ( A  -  E
)  /  M )  +  ( _i  x.  ( ( B  -  F )  /  M
) ) ) )
15791simprd 460 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( A  -  E )  /  M
)  e.  ZZ )
15893simprd 460 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( B  -  F )  /  M
)  e.  ZZ )
159 gzreim 13996 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  -  E )  /  M
)  e.  ZZ  /\  ( ( B  -  F )  /  M
)  e.  ZZ )  ->  ( ( ( A  -  E )  /  M )  +  ( _i  x.  (
( B  -  F
)  /  M ) ) )  e.  ZZ[_i] )
160157, 158, 159syl2anc 656 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( ( A  -  E )  /  M )  +  ( _i  x.  ( ( B  -  F )  /  M ) ) )  e.  ZZ[_i] )
161156, 160eqeltrd 2515 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( ( A  +  ( _i  x.  B ) )  -  ( E  +  (
_i  x.  F )
) )  /  M
)  e.  ZZ[_i] )
16211zcnd 10744 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  C  e.  CC )
16312zcnd 10744 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  D  e.  CC )
164 mulcl 9362 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( _i  e.  CC  /\  D  e.  CC )  ->  ( _i  x.  D
)  e.  CC )
165135, 163, 164sylancr 658 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( _i  x.  D
)  e.  CC )
166109zcnd 10744 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  G  e.  CC )
167111zcnd 10744 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  H  e.  CC )
168 mulcl 9362 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( _i  e.  CC  /\  H  e.  CC )  ->  ( _i  x.  H
)  e.  CC )
169135, 167, 168sylancr 658 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( _i  x.  H
)  e.  CC )
170162, 165, 166, 169addsub4d 9762 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( C  +  ( _i  x.  D
) )  -  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) )  =  ( ( C  -  G )  +  ( ( _i  x.  D )  -  (
_i  x.  H )
) ) )
171144, 163, 167subdid 9796 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( _i  x.  ( D  -  H )
)  =  ( ( _i  x.  D )  -  ( _i  x.  H ) ) )
172171oveq2d 6106 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( C  -  G )  +  ( _i  x.  ( D  -  H ) ) )  =  ( ( C  -  G )  +  ( ( _i  x.  D )  -  ( _i  x.  H
) ) ) )
173170, 172eqtr4d 2476 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( C  +  ( _i  x.  D
) )  -  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) )  =  ( ( C  -  G )  +  ( _i  x.  ( D  -  H )
) ) )
174173oveq1d 6105 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( ( C  +  ( _i  x.  D ) )  -  ( G  +  (
_i  x.  H )
) )  /  M
)  =  ( ( ( C  -  G
)  +  ( _i  x.  ( D  -  H ) ) )  /  M ) )
175162, 166subcld 9715 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( C  -  G
)  e.  CC )
176163, 167subcld 9715 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( D  -  H
)  e.  CC )
177 mulcl 9362 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( _i  e.  CC  /\  ( D  -  H
)  e.  CC )  ->  ( _i  x.  ( D  -  H
) )  e.  CC )
178135, 176, 177sylancr 658 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( _i  x.  ( D  -  H )
)  e.  CC )
179175, 178, 34, 40divdird 10141 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( ( C  -  G )  +  ( _i  x.  ( D  -  H )
) )  /  M
)  =  ( ( ( C  -  G
)  /  M )  +  ( ( _i  x.  ( D  -  H ) )  /  M ) ) )
180144, 176, 34, 40divassd 10138 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( _i  x.  ( D  -  H
) )  /  M
)  =  ( _i  x.  ( ( D  -  H )  /  M ) ) )
181180oveq2d 6106 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( ( C  -  G )  /  M )  +  ( ( _i  x.  ( D  -  H )
)  /  M ) )  =  ( ( ( C  -  G
)  /  M )  +  ( _i  x.  ( ( D  -  H )  /  M
) ) ) )
182174, 179, 1813eqtrd 2477 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( ( C  +  ( _i  x.  D ) )  -  ( G  +  (
_i  x.  H )
) )  /  M
)  =  ( ( ( C  -  G
)  /  M )  +  ( _i  x.  ( ( D  -  H )  /  M
) ) ) )
183108simprd 460 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( C  -  G )  /  M
)  e.  ZZ )
184110simprd 460 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( D  -  H )  /  M
)  e.  ZZ )
185 gzreim 13996 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( C  -  G )  /  M
)  e.  ZZ  /\  ( ( D  -  H )  /  M
)  e.  ZZ )  ->  ( ( ( C  -  G )  /  M )  +  ( _i  x.  (
( D  -  H
)  /  M ) ) )  e.  ZZ[_i] )
186183, 184, 185syl2anc 656 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( ( C  -  G )  /  M )  +  ( _i  x.  ( ( D  -  H )  /  M ) ) )  e.  ZZ[_i] )
187182, 186eqeltrd 2515 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( ( C  +  ( _i  x.  D ) )  -  ( G  +  (
_i  x.  H )
) )  /  M
)  e.  ZZ[_i] )
18887nnnn0d 10632 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  P  e.  NN0 )
18990, 188eqeltrd 2515 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( abs `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 ) )  /  M )  e. 
NN0 )
1901, 58, 71, 96, 113, 132, 133, 30, 161, 187, 189mul4sqlem 14010 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( ( abs `  ( A  +  ( _i  x.  B ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( C  +  ( _i  x.  D ) ) ) ^ 2 ) )  /  M )  x.  ( ( ( ( abs `  ( E  +  ( _i  x.  F ) ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( G  +  ( _i  x.  H ) ) ) ^ 2 ) )  /  M ) )  e.  S )
191131, 190eqeltrrd 2516 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( R  x.  P
)  e.  S )
192 oveq1 6097 . . . . . . . . . 10  |-  ( i  =  R  ->  (
i  x.  P )  =  ( R  x.  P ) )
193192eleq1d 2507 . . . . . . . . 9  |-  ( i  =  R  ->  (
( i  x.  P
)  e.  S  <->  ( R  x.  P )  e.  S
) )
194193, 6elrab2 3116 . . . . . . . 8  |-  ( R  e.  T  <->  ( R  e.  NN  /\  ( R  x.  P )  e.  S ) )
19556, 191, 194sylanbrc 659 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  R  e.  T )
196 infmssuzle 10933 . . . . . . 7  |-  ( ( T  C_  ( ZZ>= ` 
1 )  /\  R  e.  T )  ->  sup ( T ,  RR ,  `'  <  )  <_  R
)
19724, 195, 196sylancr 658 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  sup ( T ,  RR ,  `'  <  )  <_  R )
1987, 197syl5eqbr 4322 . . . . 5  |-  ( ph  ->  M  <_  R )
19956nnred 10333 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  R  e.  RR )
200199, 31letri3d 9512 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( R  =  M  <-> 
( R  <_  M  /\  M  <_  R ) ) )
20120, 198, 200mpbir2and 908 . . . 4  |-  ( ph  ->  R  =  M )
202201olcd 393 . . 3  |-  ( ph  ->  ( R  =  0  \/  R  =  M ) )
203202, 53mpd 15 . 2  |-  ( ph  ->  ( M ^ 2 )  ||  ( M  x.  P ) )
204203, 47pm2.65i 173 1  |-  -.  ph
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    \/ wo 368    = wceq 1364    e. wcel 1761   {cab 2427    =/= wne 2604   E.wrex 2714   {crab 2717    C_ wss 3325   (/)c0 3634   class class class wbr 4289   `'ccnv 4835   ` cfv 5415  (class class class)co 6090   supcsup 7686   CCcc 9276   RRcr 9277   0cc0 9278   1c1 9279   _ici 9280    + caddc 9281    x. cmul 9283    < clt 9414    <_ cle 9415    - cmin 9591    / cdiv 9989   NNcn 10318   2c2 10367   NN0cn0 10575   ZZcz 10642   ZZ>=cuz 10857   ...cfz 11433    mod cmo 11704   ^cexp 11861   Recre 12582   Imcim 12583   abscabs 12719    || cdivides 13531   Primecprime 13759   ZZ[_i]cgz 13986
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-rep 4400  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  ax-pre-sup 9356
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 2261  df-mo 2262  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-int 4126  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-1st 6576  df-2nd 6577  df-recs 6828  df-rdg 6862  df-1o 6916  df-2o 6917  df-oadd 6920  df-er 7097  df-en 7307  df-dom 7308  df-sdom 7309  df-fin 7310  df-sup 7687  df-card 8105  df-cda 8333  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-fz 11434  df-fl 11638  df-mod 11705  df-seq 11803  df-exp 11862  df-hash 12100  df-cj 12584  df-re 12585  df-im 12586  df-sqr 12720  df-abs 12721  df-dvds 13532  df-gcd 13687  df-prm 13760  df-gz 13987
This theorem is referenced by:  4sqlem18  14019
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