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Theorem rmxycomplete 35682
Description: The X and Y sequences taken together enumerate all solutions to the corresponding Pell equation in the right half-plane. This is Metamath 100 proof #39. (Contributed by Stefan O'Rear, 22-Sep-2014.)
Assertion
Ref Expression
rmxycomplete  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  (
( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) )  =  1  <->  E. n  e.  ZZ  ( X  =  ( A Xrm  n
)  /\  Y  =  ( A Yrm  n ) ) ) )
Distinct variable groups:    A, n    n, X    n, Y

Proof of Theorem rmxycomplete
Dummy variables  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rmspecnonsq 35672 . . . 4  |-  ( A  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  e.  ( NN  \NN ) )
213ad2ant1 1026 . . 3  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  (
( A ^ 2 )  -  1 )  e.  ( NN  \NN ) )
3 pellfund14b 35664 . . 3  |-  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  e.  ( NN  \NN )  -> 
( ( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  e.  (Pell14QR `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  <->  E. n  e.  ZZ  ( X  +  (
( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( (PellFund `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) ) ^ n
) ) )
42, 3syl 17 . 2  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  e.  (Pell14QR `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  <->  E. n  e.  ZZ  ( X  +  (
( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( (PellFund `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) ) ^ n
) ) )
5 nn0re 10878 . . . . . 6  |-  ( X  e.  NN0  ->  X  e.  RR )
653ad2ant2 1027 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  X  e.  RR )
7 rmspecpos 35681 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  e.  RR+ )
87rpsqrtcld 13459 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  e.  RR+ )
98rpred 11341 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  e.  RR )
1093ad2ant1 1026 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) )  e.  RR )
11 zre 10941 . . . . . . 7  |-  ( Y  e.  ZZ  ->  Y  e.  RR )
12113ad2ant3 1028 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  Y  e.  RR )
1310, 12remulcld 9671 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  (
( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y )  e.  RR )
146, 13readdcld 9670 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) )  x.  Y ) )  e.  RR )
1514biantrurd 510 . . 3  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  ( E. x  e.  NN0  E. y  e.  ZZ  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  /\  (
( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 )  <->  ( ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) )  x.  Y ) )  e.  RR  /\  E. x  e.  NN0  E. y  e.  ZZ  ( ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  Y
) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  y ) )  /\  ( ( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  x.  (
y ^ 2 ) ) )  =  1 ) ) ) )
16 simpl2 1009 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( Y ^
2 ) ) )  =  1 )  ->  X  e.  NN0 )
17 simpl3 1010 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( Y ^
2 ) ) )  =  1 )  ->  Y  e.  ZZ )
18 eqidd 2423 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( Y ^
2 ) ) )  =  1 )  -> 
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  Y
) ) )
19 simpr 462 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( Y ^
2 ) ) )  =  1 )  -> 
( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) )  =  1 )
20 oveq1 6308 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  X  ->  (
x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  y ) )  =  ( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  y ) ) )
2120eqeq2d 2436 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  X  ->  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  <->  ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  Y
) )  =  ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  y ) ) ) )
22 oveq1 6308 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  X  ->  (
x ^ 2 )  =  ( X ^
2 ) )
2322oveq1d 6316 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  X  ->  (
( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  ( ( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  x.  (
y ^ 2 ) ) ) )
2423eqeq1d 2424 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  X  ->  (
( ( x ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( y ^ 2 ) ) )  =  1  <->  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 ) )
2521, 24anbi12d 715 . . . . . . 7  |-  ( x  =  X  ->  (
( ( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  /\  (
( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 )  <->  ( ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) )  x.  Y ) )  =  ( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  y ) )  /\  ( ( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^ 2 ) ) )  =  1 ) ) )
26 oveq2 6309 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  Y  ->  (
( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  y )  =  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  Y
) )
2726oveq2d 6317 . . . . . . . . 9  |-  ( y  =  Y  ->  ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) )  x.  y ) )  =  ( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) ) )
2827eqeq2d 2436 . . . . . . . 8  |-  ( y  =  Y  ->  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  <->  ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  Y
) )  =  ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) ) ) )
29 oveq1 6308 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  Y  ->  (
y ^ 2 )  =  ( Y ^
2 ) )
3029oveq2d 6317 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  Y  ->  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( y ^ 2 ) )  =  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) )
3130oveq2d 6317 . . . . . . . . 9  |-  ( y  =  Y  ->  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  ( ( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) ) )
3231eqeq1d 2424 . . . . . . . 8  |-  ( y  =  Y  ->  (
( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( y ^ 2 ) ) )  =  1  <->  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( Y ^
2 ) ) )  =  1 ) )
3328, 32anbi12d 715 . . . . . . 7  |-  ( y  =  Y  ->  (
( ( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  /\  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 )  <->  ( ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) )  x.  Y ) )  =  ( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  /\  ( ( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) )  =  1 ) ) )
3425, 33rspc2ev 3193 . . . . . 6  |-  ( ( X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ  /\  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  Y
) )  /\  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( Y ^
2 ) ) )  =  1 ) )  ->  E. x  e.  NN0  E. y  e.  ZZ  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  /\  (
( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 ) )
3516, 17, 18, 19, 34syl112anc 1268 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( Y ^
2 ) ) )  =  1 )  ->  E. x  e.  NN0  E. y  e.  ZZ  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  /\  (
( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 ) )
3635ex 435 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  (
( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) )  =  1  ->  E. x  e.  NN0  E. y  e.  ZZ  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  /\  (
( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 ) ) )
37 rmspecsqrtnq 35671 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  e.  ( CC  \  QQ ) )
38373ad2ant1 1026 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) )  e.  ( CC  \  QQ ) )
3938adantr 466 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
x  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )
)  ->  ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  e.  ( CC  \  QQ ) )
40 nn0ssq 11272 . . . . . . . . . . 11  |-  NN0  C_  QQ
41 simp2 1006 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  X  e.  NN0 )
4240, 41sseldi 3462 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  X  e.  QQ )
4342adantr 466 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
x  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )
)  ->  X  e.  QQ )
44 zq 11270 . . . . . . . . . . 11  |-  ( Y  e.  ZZ  ->  Y  e.  QQ )
45443ad2ant3 1028 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  Y  e.  QQ )
4645adantr 466 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
x  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )
)  ->  Y  e.  QQ )
4740sseli 3460 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  NN0  ->  x  e.  QQ )
4847ad2antrl 732 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
x  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )
)  ->  x  e.  QQ )
49 zq 11270 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  ZZ  ->  y  e.  QQ )
5049ad2antll 733 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
x  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )
)  ->  y  e.  QQ )
51 qirropth 35673 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  e.  ( CC 
\  QQ )  /\  ( X  e.  QQ  /\  Y  e.  QQ )  /\  ( x  e.  QQ  /\  y  e.  QQ ) )  -> 
( ( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  <->  ( X  =  x  /\  Y  =  y ) ) )
5239, 43, 46, 48, 50, 51syl122anc 1273 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
x  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )
)  ->  ( ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  y ) )  <->  ( X  =  x  /\  Y  =  y ) ) )
5352biimpd 210 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
x  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )
)  ->  ( ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  y ) )  ->  ( X  =  x  /\  Y  =  y ) ) )
5453anim1d 566 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
x  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )
)  ->  ( (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  /\  (
( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 )  -> 
( ( X  =  x  /\  Y  =  y )  /\  (
( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 ) ) )
55 oveq1 6308 . . . . . . . . . 10  |-  ( X  =  x  ->  ( X ^ 2 )  =  ( x ^ 2 ) )
56 oveq1 6308 . . . . . . . . . . 11  |-  ( Y  =  y  ->  ( Y ^ 2 )  =  ( y ^ 2 ) )
5756oveq2d 6317 . . . . . . . . . 10  |-  ( Y  =  y  ->  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) )  =  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^ 2 ) ) )
5855, 57oveqan12d 6320 . . . . . . . . 9  |-  ( ( X  =  x  /\  Y  =  y )  ->  ( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) )  =  ( ( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^ 2 ) ) ) )
5958eqcomd 2430 . . . . . . . 8  |-  ( ( X  =  x  /\  Y  =  y )  ->  ( ( x ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( y ^ 2 ) ) )  =  ( ( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) ) )
6059eqeq1d 2424 . . . . . . 7  |-  ( ( X  =  x  /\  Y  =  y )  ->  ( ( ( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  x.  (
y ^ 2 ) ) )  =  1  <-> 
( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) )  =  1 ) )
6160biimpa 486 . . . . . 6  |-  ( ( ( X  =  x  /\  Y  =  y )  /\  ( ( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^ 2 ) ) )  =  1 )  ->  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( Y ^
2 ) ) )  =  1 )
6254, 61syl6 34 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  (
x  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )
)  ->  ( (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  /\  (
( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 )  -> 
( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) )  =  1 ) )
6362rexlimdvva 2924 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  ( E. x  e.  NN0  E. y  e.  ZZ  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  /\  (
( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 )  -> 
( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) )  =  1 ) )
6436, 63impbid 193 . . 3  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  (
( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) )  =  1  <->  E. x  e.  NN0  E. y  e.  ZZ  ( ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  Y
) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  y ) )  /\  ( ( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  x.  (
y ^ 2 ) ) )  =  1 ) ) )
65 elpell14qr 35612 . . . 4  |-  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  e.  ( NN  \NN )  -> 
( ( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  e.  (Pell14QR `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  <->  ( ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  Y
) )  e.  RR  /\ 
E. x  e.  NN0  E. y  e.  ZZ  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  /\  (
( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 ) ) ) )
662, 65syl 17 . . 3  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  e.  (Pell14QR `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  <->  ( ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  Y
) )  e.  RR  /\ 
E. x  e.  NN0  E. y  e.  ZZ  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( x  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  y
) )  /\  (
( x ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 ) ) ) )
6715, 64, 663bitr4d 288 . 2  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  (
( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) )  =  1  <->  ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) )  x.  Y ) )  e.  (Pell14QR `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) ) ) )
6838adantr 466 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) )  e.  ( CC  \  QQ ) )
6942adantr 466 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  X  e.  QQ )
7045adantr 466 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  Y  e.  QQ )
71 frmx 35678 . . . . . . . 8  |- Xrm  : (
( ZZ>= `  2 )  X.  ZZ ) --> NN0
7271a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  -> Xrm  : ( ( ZZ>= `  2 )  X.  ZZ ) --> NN0 )
73 simpl1 1008 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  A  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
74 simpr 462 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  n  e.  ZZ )
7572, 73, 74fovrnd 6451 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  ( A Xrm 
n )  e.  NN0 )
7640, 75sseldi 3462 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  ( A Xrm 
n )  e.  QQ )
77 zssq 11271 . . . . . 6  |-  ZZ  C_  QQ
78 frmy 35679 . . . . . . . 8  |- Yrm  : (
( ZZ>= `  2 )  X.  ZZ ) --> ZZ
7978a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  -> Yrm  : ( ( ZZ>= `  2 )  X.  ZZ ) --> ZZ )
8079, 73, 74fovrnd 6451 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  ( A Yrm 
n )  e.  ZZ )
8177, 80sseldi 3462 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  ( A Yrm 
n )  e.  QQ )
82 qirropth 35673 . . . . 5  |-  ( ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  e.  ( CC 
\  QQ )  /\  ( X  e.  QQ  /\  Y  e.  QQ )  /\  ( ( A Xrm  n )  e.  QQ  /\  ( A Yrm  n )  e.  QQ ) )  -> 
( ( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( ( A Xrm  n )  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  ( A Yrm  n ) ) )  <->  ( X  =  ( A Xrm  n )  /\  Y  =  ( A Yrm  n ) ) ) )
8368, 69, 70, 76, 81, 82syl122anc 1273 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( ( A Xrm  n )  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  ( A Yrm  n ) ) )  <->  ( X  =  ( A Xrm  n )  /\  Y  =  ( A Yrm  n ) ) ) )
84 rmxyval 35680 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  n  e.  ZZ )  ->  (
( A Xrm  n )  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  ( A Yrm  n ) ) )  =  ( ( A  +  ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  -  1 ) ) ) ^ n ) )
85843ad2antl1 1167 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  (
( A Xrm  n )  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  ( A Yrm  n ) ) )  =  ( ( A  +  ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  -  1 ) ) ) ^ n ) )
86 rmspecfund 35674 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  (PellFund `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  =  ( A  +  ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) ) ) )
87863ad2ant1 1026 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  (PellFund `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  =  ( A  +  ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) ) ) )
8887adantr 466 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  (PellFund `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  =  ( A  +  ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) ) ) )
8988oveq1d 6316 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  (
(PellFund `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) ) ^
n )  =  ( ( A  +  ( sqr `  ( ( A ^ 2 )  -  1 ) ) ) ^ n ) )
9085, 89eqtr4d 2466 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  (
( A Xrm  n )  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  ( A Yrm  n ) ) )  =  ( (PellFund `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) ) ^ n ) )
9190eqeq2d 2436 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  (
( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( ( A Xrm  n )  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  ( A Yrm  n ) ) )  <->  ( X  +  ( ( sqr `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) )  x.  Y
) )  =  ( (PellFund `  ( ( A ^ 2 )  - 
1 ) ) ^
n ) ) )
9283, 91bitr3d 258 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  (
ZZ>= `  2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  /\  n  e.  ZZ )  ->  (
( X  =  ( A Xrm  n )  /\  Y  =  ( A Yrm  n ) )  <->  ( X  +  ( ( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( (PellFund `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) ) ^ n
) ) )
9392rexbidva 2936 . 2  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  ( E. n  e.  ZZ  ( X  =  ( A Xrm 
n )  /\  Y  =  ( A Yrm  n ) )  <->  E. n  e.  ZZ  ( X  +  (
( sqr `  (
( A ^ 2 )  -  1 ) )  x.  Y ) )  =  ( (PellFund `  ( ( A ^
2 )  -  1 ) ) ^ n
) ) )
944, 67, 933bitr4d 288 1  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  X  e.  NN0  /\  Y  e.  ZZ )  ->  (
( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( Y ^ 2 ) ) )  =  1  <->  E. n  e.  ZZ  ( X  =  ( A Xrm  n
)  /\  Y  =  ( A Yrm  n ) ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 187    /\ wa 370    /\ w3a 982    = wceq 1437    e. wcel 1868   E.wrex 2776    \ cdif 3433    X. cxp 4847   -->wf 5593   ` cfv 5597  (class class class)co 6301   CCcc 9537   RRcr 9538   1c1 9540    + caddc 9542    x. cmul 9544    - cmin 9860   NNcn 10609   2c2 10659   NN0cn0 10869   ZZcz 10937   ZZ>=cuz 11159   QQcq 11264   ^cexp 12271   sqrcsqrt 13282  ◻NNcsquarenn 35597  Pell14QRcpell14qr 35600  PellFundcpellfund 35601   Xrm crmx 35665   Yrm crmy 35666
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1665  ax-4 1678  ax-5 1748  ax-6 1794  ax-7 1839  ax-8 1870  ax-9 1872  ax-10 1887  ax-11 1892  ax-12 1905  ax-13 2053  ax-ext 2400  ax-rep 4533  ax-sep 4543  ax-nul 4551  ax-pow 4598  ax-pr 4656  ax-un 6593  ax-inf2 8148  ax-cnex 9595  ax-resscn 9596  ax-1cn 9597  ax-icn 9598  ax-addcl 9599  ax-addrcl 9600  ax-mulcl 9601  ax-mulrcl 9602  ax-mulcom 9603  ax-addass 9604  ax-mulass 9605  ax-distr 9606  ax-i2m1 9607  ax-1ne0 9608  ax-1rid 9609  ax-rnegex 9610  ax-rrecex 9611  ax-cnre 9612  ax-pre-lttri 9613  ax-pre-lttrn 9614  ax-pre-ltadd 9615  ax-pre-mulgt0 9616  ax-pre-sup 9617  ax-addf 9618  ax-mulf 9619
This theorem depends on definitions:  df-bi 188  df-or 371  df-an 372  df-3or 983  df-3an 984  df-tru 1440  df-fal 1443  df-ex 1660  df-nf 1664  df-sb 1787  df-eu 2269  df-mo 2270  df-clab 2408  df-cleq 2414  df-clel 2417  df-nfc 2572  df-ne 2620  df-nel 2621  df-ral 2780  df-rex 2781  df-reu 2782  df-rmo 2783  df-rab 2784  df-v 3083  df-sbc 3300  df-csb 3396  df-dif 3439  df-un 3441  df-in 3443  df-ss 3450  df-pss 3452  df-nul 3762  df-if 3910  df-pw 3981  df-sn 3997  df-pr 3999  df-tp 4001  df-op 4003  df-uni 4217  df-int 4253  df-iun 4298  df-iin 4299  df-br 4421  df-opab 4480  df-mpt 4481  df-tr 4516  df-eprel 4760  df-id 4764  df-po 4770  df-so 4771  df-fr 4808  df-se 4809  df-we 4810  df-xp 4855  df-rel 4856  df-cnv 4857  df-co 4858  df-dm 4859  df-rn 4860  df-res 4861  df-ima 4862  df-pred 5395  df-ord 5441  df-on 5442  df-lim 5443  df-suc 5444  df-iota 5561  df-fun 5599  df-fn 5600  df-f 5601  df-f1 5602  df-fo 5603  df-f1o 5604  df-fv 5605  df-isom 5606  df-riota 6263  df-ov 6304  df-oprab 6305  df-mpt2 6306  df-of 6541  df-om 6703  df-1st 6803  df-2nd 6804  df-supp 6922  df-wrecs 7032  df-recs 7094  df-rdg 7132  df-1o 7186  df-2o 7187  df-oadd 7190  df-omul 7191  df-er 7367  df-map 7478  df-pm 7479  df-ixp 7527  df-en 7574  df-dom 7575  df-sdom 7576  df-fin 7577  df-fsupp 7886  df-fi 7927  df-sup 7958  df-inf 7959  df-oi 8027  df-card 8374  df-acn 8377  df-cda 8598  df-pnf 9677  df-mnf 9678  df-xr 9679  df-ltxr 9680  df-le 9681  df-sub 9862  df-neg 9863  df-div 10270  df-nn 10610  df-2 10668  df-3 10669  df-4 10670  df-5 10671  df-6 10672  df-7 10673  df-8 10674  df-9 10675  df-10 10676  df-n0 10870  df-z 10938  df-dec 11052  df-uz 11160  df-q 11265  df-rp 11303  df-xneg 11409  df-xadd 11410  df-xmul 11411  df-ioo 11639  df-ioc 11640  df-ico 11641  df-icc 11642  df-fz 11785  df-fzo 11916  df-fl 12027  df-mod 12096  df-seq 12213  df-exp 12272  df-fac 12459  df-bc 12487  df-hash 12515  df-shft 13116  df-cj 13148  df-re 13149  df-im 13150  df-sqrt 13284  df-abs 13285  df-limsup 13511  df-clim 13537  df-rlim 13538  df-sum 13738  df-ef 14106  df-sin 14108  df-cos 14109  df-pi 14111  df-dvds 14291  df-gcd 14454  df-numer 14669  df-denom 14670  df-struct 15108  df-ndx 15109  df-slot 15110  df-base 15111  df-sets 15112  df-ress 15113  df-plusg 15188  df-mulr 15189  df-starv 15190  df-sca 15191  df-vsca 15192  df-ip 15193  df-tset 15194  df-ple 15195  df-ds 15197  df-unif 15198  df-hom 15199  df-cco 15200  df-rest 15306  df-topn 15307  df-0g 15325  df-gsum 15326  df-topgen 15327  df-pt 15328  df-prds 15331  df-xrs 15385  df-qtop 15391  df-imas 15392  df-xps 15395  df-mre 15477  df-mrc 15478  df-acs 15480  df-mgm 16473  df-sgrp 16512  df-mnd 16522  df-submnd 16568  df-mulg 16661  df-cntz 16956  df-cmn 17417  df-psmet 18947  df-xmet 18948  df-met 18949  df-bl 18950  df-mopn 18951  df-fbas 18952  df-fg 18953  df-cnfld 18956  df-top 19905  df-bases 19906  df-topon 19907  df-topsp 19908  df-cld 20018  df-ntr 20019  df-cls 20020  df-nei 20098  df-lp 20136  df-perf 20137  df-cn 20227  df-cnp 20228  df-haus 20315  df-tx 20561  df-hmeo 20754  df-fil 20845  df-fm 20937  df-flim 20938  df-flf 20939  df-xms 21319  df-ms 21320  df-tms 21321  df-cncf 21894  df-limc 22805  df-dv 22806  df-log 23490  df-squarenn 35603  df-pell1qr 35604  df-pell14qr 35605  df-pell1234qr 35606  df-pellfund 35607  df-rmx 35667  df-rmy 35668
This theorem is referenced by:  rmxynorm  35683  jm2.27b  35778
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