Theorem 2sqlem8 15448

Description: Lemma for 2sq . (Contributed by Mario Carneiro, 20-Jun-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
2sq.1	|- S = ran ( w e. ZZ[_i] |-> ( ( abs ` w ) ^ 2 ) )
2sqlem7.2	|- Y = { z | E. x e. ZZ E. y e. ZZ ( ( x gcd y ) = 1 /\ z = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) }
2sqlem9.5	|- ( ph -> A. b e. ( 1 ... ( M - 1 ) ) A. a e. Y ( b || a -> b e. S ) )
2sqlem9.7	|- ( ph -> M || N )
2sqlem8.n	|- ( ph -> N e. NN )
2sqlem8.m	|- ( ph -> M e. ( ZZ>= ` 2 ) )
2sqlem8.1	|- ( ph -> A e. ZZ )
2sqlem8.2	|- ( ph -> B e. ZZ )
2sqlem8.3	|- ( ph -> ( A gcd B ) = 1 )
2sqlem8.4	|- ( ph -> N = ( ( A ^ 2 ) + ( B ^ 2 ) ) )
2sqlem8.c	|- C = ( ( ( A + ( M / 2 ) ) mod M ) - ( M / 2 ) )
2sqlem8.d	|- D = ( ( ( B + ( M / 2 ) ) mod M ) - ( M / 2 ) )
2sqlem8.e	|- E = ( C / ( C gcd D ) )
2sqlem8.f	|- F = ( D / ( C gcd D ) )

Assertion

Ref	Expression
2sqlem8	|- ( ph -> M e. S )

Distinct variable groups:   a, b, w, x, y, z   A, a, x, y, z   x, C   ph, x, y   B, a, b, x, y   M, a, b, x, y, z   S, a, b, x, y, z   x, D   E, a, x, y, z   x, N, y, z   Y, a, b, x, y   F, a, x, y, z

Allowed substitution hints:   ph( z, w, a, b)   A( w, b)   B( z, w)   C( y, z, w, a, b)   D( y, z, w, a, b)   S( w)   E( w, b)   F( w, b)   M( w)   N( w, a, b)   Y( z, w)

Proof of Theorem 2sqlem8

Dummy variable p is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2sq.1	. 2 |- S = ran ( w e. ZZ[_i] |-> ( ( abs ` w ) ^ 2 ) )
2		2sqlem8.m	. . . 4 |- ( ph -> M e. ( ZZ>= ` 2 ) )
3		eluz2b3 9695	. . . 4 |- ( M e. ( ZZ>= ` 2 ) <-> ( M e. NN /\ M =/= 1 ) )
4	2, 3	sylib 122	. . 3 |- ( ph -> ( M e. NN /\ M =/= 1 ) )
5	4	simpld 112	. 2 |- ( ph -> M e. NN )
6		2sqlem9.7	. . . . . . 7 |- ( ph -> M || N )
7		eluzelz 9627	. . . . . . . . 9 |- ( M e. ( ZZ>= ` 2 ) -> M e. ZZ )
8	2, 7	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( ph -> M e. ZZ )
9		2sqlem8.n	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> N e. NN )
10	9	nnzd 9464	. . . . . . . 8 |- ( ph -> N e. ZZ )
11		2sqlem8.1	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> A e. ZZ )
12		2sqlem8.c	. . . . . . . . . . . 12 |- C = ( ( ( A + ( M / 2 ) ) mod M ) - ( M / 2 ) )
13	11, 5, 12	4sqlem5 12576	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( C e. ZZ /\ ( ( A - C ) / M ) e. ZZ ) )
14	13	simpld 112	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> C e. ZZ )
15		zsqcl 10719	. . . . . . . . . 10 |- ( C e. ZZ -> ( C ^ 2 ) e. ZZ )
16	14, 15	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( C ^ 2 ) e. ZZ )
17		2sqlem8.2	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> B e. ZZ )
18		2sqlem8.d	. . . . . . . . . . . 12 |- D = ( ( ( B + ( M / 2 ) ) mod M ) - ( M / 2 ) )
19	17, 5, 18	4sqlem5 12576	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( D e. ZZ /\ ( ( B - D ) / M ) e. ZZ ) )
20	19	simpld 112	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> D e. ZZ )
21		zsqcl 10719	. . . . . . . . . 10 |- ( D e. ZZ -> ( D ^ 2 ) e. ZZ )
22	20, 21	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( D ^ 2 ) e. ZZ )
23	16, 22	zaddcld 9469	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) e. ZZ )
24		zsqcl 10719	. . . . . . . . . . . 12 |- ( A e. ZZ -> ( A ^ 2 ) e. ZZ )
25	11, 24	syl 14	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( A ^ 2 ) e. ZZ )
26	25, 16	zsubcld 9470	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( ( A ^ 2 ) - ( C ^ 2 ) ) e. ZZ )
27		zsqcl 10719	. . . . . . . . . . . 12 |- ( B e. ZZ -> ( B ^ 2 ) e. ZZ )
28	17, 27	syl 14	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( B ^ 2 ) e. ZZ )
29	28, 22	zsubcld 9470	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( ( B ^ 2 ) - ( D ^ 2 ) ) e. ZZ )
30	11, 5, 12	4sqlem8 12579	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> M || ( ( A ^ 2 ) - ( C ^ 2 ) ) )
31	17, 5, 18	4sqlem8 12579	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> M || ( ( B ^ 2 ) - ( D ^ 2 ) ) )
32	8, 26, 29, 30, 31	dvds2addd 12011	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> M || ( ( ( A ^ 2 ) - ( C ^ 2 ) ) + ( ( B ^ 2 ) - ( D ^ 2 ) ) ) )
33		2sqlem8.4	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> N = ( ( A ^ 2 ) + ( B ^ 2 ) ) )
34	33	oveq1d 5940	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( N - ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) ) = ( ( ( A ^ 2 ) + ( B ^ 2 ) ) - ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) ) )
35	25	zcnd 9466	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( A ^ 2 ) e. CC )
36	28	zcnd 9466	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( B ^ 2 ) e. CC )
37	16	zcnd 9466	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( C ^ 2 ) e. CC )
38	22	zcnd 9466	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( D ^ 2 ) e. CC )
39	35, 36, 37, 38	addsub4d 8401	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( ( ( A ^ 2 ) + ( B ^ 2 ) ) - ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) ) = ( ( ( A ^ 2 ) - ( C ^ 2 ) ) + ( ( B ^ 2 ) - ( D ^ 2 ) ) ) )
40	34, 39	eqtrd 2229	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( N - ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) ) = ( ( ( A ^ 2 ) - ( C ^ 2 ) ) + ( ( B ^ 2 ) - ( D ^ 2 ) ) ) )
41	32, 40	breqtrrd 4062	. . . . . . . 8 |- ( ph -> M || ( N - ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) ) )
42		dvdssub2 12017	. . . . . . . 8 |- ( ( ( M e. ZZ /\ N e. ZZ /\ ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) e. ZZ ) /\ M || ( N - ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) ) ) -> ( M || N <-> M || ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) ) )
43	8, 10, 23, 41, 42	syl31anc 1252	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( M || N <-> M || ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) ) )
44	6, 43	mpbid 147	. . . . . 6 |- ( ph -> M || ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) )
45		2sqlem7.2	. . . . . . . . . . . 12 |- Y = { z | E. x e. ZZ E. y e. ZZ ( ( x gcd y ) = 1 /\ z = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) }
46		2sqlem9.5	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> A. b e. ( 1 ... ( M - 1 ) ) A. a e. Y ( b || a -> b e. S ) )
47		2sqlem8.3	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( A gcd B ) = 1 )
48	1, 45, 46, 6, 9, 2, 11, 17, 47, 33, 12, 18	2sqlem8a 15447	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( C gcd D ) e. NN )
49	48	nnzd 9464	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( C gcd D ) e. ZZ )
50		zsqcl2 10726	. . . . . . . . . 10 |- ( ( C gcd D ) e. ZZ -> ( ( C gcd D ) ^ 2 ) e. NN0 )
51	49, 50	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) ^ 2 ) e. NN0 )
52	51	nn0cnd 9321	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) ^ 2 ) e. CC )
53		2sqlem8.e	. . . . . . . . . . 11 |- E = ( C / ( C gcd D ) )
54		gcddvds 12155	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( C e. ZZ /\ D e. ZZ ) -> ( ( C gcd D ) || C /\ ( C gcd D ) || D ) )
55	14, 20, 54	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) || C /\ ( C gcd D ) || D ) )
56	55	simpld 112	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( C gcd D ) || C )
57	48	nnne0d 9052	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> ( C gcd D ) =/= 0 )
58		dvdsval2 11972	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( C gcd D ) e. ZZ /\ ( C gcd D ) =/= 0 /\ C e. ZZ ) -> ( ( C gcd D ) || C <-> ( C / ( C gcd D ) ) e. ZZ ) )
59	49, 57, 14, 58	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) || C <-> ( C / ( C gcd D ) ) e. ZZ ) )
60	56, 59	mpbid 147	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( C / ( C gcd D ) ) e. ZZ )
61	53, 60	eqeltrid 2283	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> E e. ZZ )
62		zsqcl2 10726	. . . . . . . . . 10 |- ( E e. ZZ -> ( E ^ 2 ) e. NN0 )
63	61, 62	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( E ^ 2 ) e. NN0 )
64	63	nn0cnd 9321	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( E ^ 2 ) e. CC )
65		2sqlem8.f	. . . . . . . . . . 11 |- F = ( D / ( C gcd D ) )
66	55	simprd 114	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( C gcd D ) || D )
67		dvdsval2 11972	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( C gcd D ) e. ZZ /\ ( C gcd D ) =/= 0 /\ D e. ZZ ) -> ( ( C gcd D ) || D <-> ( D / ( C gcd D ) ) e. ZZ ) )
68	49, 57, 20, 67	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) || D <-> ( D / ( C gcd D ) ) e. ZZ ) )
69	66, 68	mpbid 147	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( D / ( C gcd D ) ) e. ZZ )
70	65, 69	eqeltrid 2283	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> F e. ZZ )
71		zsqcl2 10726	. . . . . . . . . 10 |- ( F e. ZZ -> ( F ^ 2 ) e. NN0 )
72	70, 71	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( F ^ 2 ) e. NN0 )
73	72	nn0cnd 9321	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( F ^ 2 ) e. CC )
74	52, 64, 73	adddid 8068	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) = ( ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( E ^ 2 ) ) + ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( F ^ 2 ) ) ) )
75	49	zcnd 9466	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( C gcd D ) e. CC )
76	61	zcnd 9466	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> E e. CC )
77	75, 76	sqmuld 10794	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) x. E ) ^ 2 ) = ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( E ^ 2 ) ) )
78	53	oveq2i 5936	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( C gcd D ) x. E ) = ( ( C gcd D ) x. ( C / ( C gcd D ) ) )
79	14	zcnd 9466	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> C e. CC )
80	48	nnap0d 9053	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( C gcd D ) # 0 )
81	79, 75, 80	divcanap2d 8836	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) x. ( C / ( C gcd D ) ) ) = C )
82	78, 81	eqtrid 2241	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) x. E ) = C )
83	82	oveq1d 5940	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) x. E ) ^ 2 ) = ( C ^ 2 ) )
84	77, 83	eqtr3d 2231	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( E ^ 2 ) ) = ( C ^ 2 ) )
85	70	zcnd 9466	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> F e. CC )
86	75, 85	sqmuld 10794	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) x. F ) ^ 2 ) = ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( F ^ 2 ) ) )
87	65	oveq2i 5936	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( C gcd D ) x. F ) = ( ( C gcd D ) x. ( D / ( C gcd D ) ) )
88	20	zcnd 9466	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> D e. CC )
89	88, 75, 80	divcanap2d 8836	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) x. ( D / ( C gcd D ) ) ) = D )
90	87, 89	eqtrid 2241	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) x. F ) = D )
91	90	oveq1d 5940	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) x. F ) ^ 2 ) = ( D ^ 2 ) )
92	86, 91	eqtr3d 2231	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( F ^ 2 ) ) = ( D ^ 2 ) )
93	84, 92	oveq12d 5943	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( E ^ 2 ) ) + ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( F ^ 2 ) ) ) = ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) )
94	74, 93	eqtrd 2229	. . . . . 6 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) = ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) )
95	44, 94	breqtrrd 4062	. . . . 5 |- ( ph -> M || ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) )
96		zsqcl 10719	. . . . . . . 8 |- ( ( C gcd D ) e. ZZ -> ( ( C gcd D ) ^ 2 ) e. ZZ )
97	49, 96	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) ^ 2 ) e. ZZ )
98	8, 97	gcdcomd 12166	. . . . . 6 |- ( ph -> ( M gcd ( ( C gcd D ) ^ 2 ) ) = ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) gcd M ) )
99	49, 8	gcdcld 12160	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) e. NN0 )
100	99	nn0zd 9463	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) e. ZZ )
101		gcddvds 12155	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( C gcd D ) e. ZZ /\ M e. ZZ ) -> ( ( ( C gcd D ) gcd M ) || ( C gcd D ) /\ ( ( C gcd D ) gcd M ) || M ) )
102	49, 8, 101	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) gcd M ) || ( C gcd D ) /\ ( ( C gcd D ) gcd M ) || M ) )
103	102	simpld 112	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) || ( C gcd D ) )
104	100, 49, 14, 103, 56	dvdstrd 12012	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) || C )
105	11, 14	zsubcld 9470	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> ( A - C ) e. ZZ )
106	102	simprd 114	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) || M )
107	13	simprd 114	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> ( ( A - C ) / M ) e. ZZ )
108	5	nnne0d 9052	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ph -> M =/= 0 )
109		dvdsval2 11972	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( M e. ZZ /\ M =/= 0 /\ ( A - C ) e. ZZ ) -> ( M || ( A - C ) <-> ( ( A - C ) / M ) e. ZZ ) )
110	8, 108, 105, 109	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> ( M || ( A - C ) <-> ( ( A - C ) / M ) e. ZZ ) )
111	107, 110	mpbird 167	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> M || ( A - C ) )
112	100, 8, 105, 106, 111	dvdstrd 12012	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) || ( A - C ) )
113		dvdssub2 12017	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( C gcd D ) gcd M ) e. ZZ /\ A e. ZZ /\ C e. ZZ ) /\ ( ( C gcd D ) gcd M ) || ( A - C ) ) -> ( ( ( C gcd D ) gcd M ) || A <-> ( ( C gcd D ) gcd M ) || C ) )
114	100, 11, 14, 112, 113	syl31anc 1252	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) gcd M ) || A <-> ( ( C gcd D ) gcd M ) || C ) )
115	104, 114	mpbird 167	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) || A )
116	100, 49, 20, 103, 66	dvdstrd 12012	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) || D )
117	17, 20	zsubcld 9470	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> ( B - D ) e. ZZ )
118	19	simprd 114	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> ( ( B - D ) / M ) e. ZZ )
119		dvdsval2 11972	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( M e. ZZ /\ M =/= 0 /\ ( B - D ) e. ZZ ) -> ( M || ( B - D ) <-> ( ( B - D ) / M ) e. ZZ ) )
120	8, 108, 117, 119	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> ( M || ( B - D ) <-> ( ( B - D ) / M ) e. ZZ ) )
121	118, 120	mpbird 167	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> M || ( B - D ) )
122	100, 8, 117, 106, 121	dvdstrd 12012	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) || ( B - D ) )
123		dvdssub2 12017	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( C gcd D ) gcd M ) e. ZZ /\ B e. ZZ /\ D e. ZZ ) /\ ( ( C gcd D ) gcd M ) || ( B - D ) ) -> ( ( ( C gcd D ) gcd M ) || B <-> ( ( C gcd D ) gcd M ) || D ) )
124	100, 17, 20, 122, 123	syl31anc 1252	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) gcd M ) || B <-> ( ( C gcd D ) gcd M ) || D ) )
125	116, 124	mpbird 167	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) || B )
126		1ne0 9075	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- 1 =/= 0
127	126	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> 1 =/= 0 )
128	47, 127	eqnetrd 2391	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> ( A gcd B ) =/= 0 )
129	128	neneqd 2388	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> -. ( A gcd B ) = 0 )
130		gcdeq0 12169	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ ) -> ( ( A gcd B ) = 0 <-> ( A = 0 /\ B = 0 ) ) )
131	11, 17, 130	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( ( A gcd B ) = 0 <-> ( A = 0 /\ B = 0 ) ) )
132	129, 131	mtbid 673	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> -. ( A = 0 /\ B = 0 ) )
133		dvdslegcd 12156	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( C gcd D ) gcd M ) e. ZZ /\ A e. ZZ /\ B e. ZZ ) /\ -. ( A = 0 /\ B = 0 ) ) -> ( ( ( ( C gcd D ) gcd M ) || A /\ ( ( C gcd D ) gcd M ) || B ) -> ( ( C gcd D ) gcd M ) <_ ( A gcd B ) ) )
134	100, 11, 17, 132, 133	syl31anc 1252	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( ( ( ( C gcd D ) gcd M ) || A /\ ( ( C gcd D ) gcd M ) || B ) -> ( ( C gcd D ) gcd M ) <_ ( A gcd B ) ) )
135	115, 125, 134	mp2and 433	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) <_ ( A gcd B ) )
136	135, 47	breqtrd 4060	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) <_ 1 )
137		simpr 110	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( C gcd D ) = 0 /\ M = 0 ) -> M = 0 )
138	137	necon3ai 2416	. . . . . . . . . . 11 |- ( M =/= 0 -> -. ( ( C gcd D ) = 0 /\ M = 0 ) )
139	108, 138	syl 14	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> -. ( ( C gcd D ) = 0 /\ M = 0 ) )
140		gcdn0cl 12154	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( C gcd D ) e. ZZ /\ M e. ZZ ) /\ -. ( ( C gcd D ) = 0 /\ M = 0 ) ) -> ( ( C gcd D ) gcd M ) e. NN )
141	49, 8, 139, 140	syl21anc 1248	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) e. NN )
142		nnle1eq1 9031	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( C gcd D ) gcd M ) e. NN -> ( ( ( C gcd D ) gcd M ) <_ 1 <-> ( ( C gcd D ) gcd M ) = 1 ) )
143	141, 142	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) gcd M ) <_ 1 <-> ( ( C gcd D ) gcd M ) = 1 ) )
144	136, 143	mpbid 147	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) gcd M ) = 1 )
145		2nn 9169	. . . . . . . . 9 |- 2 e. NN
146	145	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( ph -> 2 e. NN )
147		rplpwr 12219	. . . . . . . 8 |- ( ( ( C gcd D ) e. NN /\ M e. NN /\ 2 e. NN ) -> ( ( ( C gcd D ) gcd M ) = 1 -> ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) gcd M ) = 1 ) )
148	48, 5, 146, 147	syl3anc 1249	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) gcd M ) = 1 -> ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) gcd M ) = 1 ) )
149	144, 148	mpd 13	. . . . . 6 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) gcd M ) = 1 )
150	98, 149	eqtrd 2229	. . . . 5 |- ( ph -> ( M gcd ( ( C gcd D ) ^ 2 ) ) = 1 )
151	63, 72	nn0addcld 9323	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. NN0 )
152	151	nn0zd 9463	. . . . . 6 |- ( ph -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. ZZ )
153		coprmdvds 12285	. . . . . 6 |- ( ( M e. ZZ /\ ( ( C gcd D ) ^ 2 ) e. ZZ /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. ZZ ) -> ( ( M || ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) /\ ( M gcd ( ( C gcd D ) ^ 2 ) ) = 1 ) -> M || ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) )
154	8, 97, 152, 153	syl3anc 1249	. . . . 5 |- ( ph -> ( ( M || ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) /\ ( M gcd ( ( C gcd D ) ^ 2 ) ) = 1 ) -> M || ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) )
155	95, 150, 154	mp2and 433	. . . 4 |- ( ph -> M || ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) )
156		dvdsval2 11972	. . . . 5 |- ( ( M e. ZZ /\ M =/= 0 /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. ZZ ) -> ( M || ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) <-> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) e. ZZ ) )
157	8, 108, 152, 156	syl3anc 1249	. . . 4 |- ( ph -> ( M || ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) <-> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) e. ZZ ) )
158	155, 157	mpbid 147	. . 3 |- ( ph -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) e. ZZ )
159	63	nn0red 9320	. . . . 5 |- ( ph -> ( E ^ 2 ) e. RR )
160	72	nn0red 9320	. . . . 5 |- ( ph -> ( F ^ 2 ) e. RR )
161	159, 160	readdcld 8073	. . . 4 |- ( ph -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. RR )
162	5	nnred 9020	. . . 4 |- ( ph -> M e. RR )
163	1, 45	2sqlem7 15446	. . . . . . 7 |- Y C_ ( S i^i NN )
164		inss2 3385	. . . . . . 7 |- ( S i^i NN ) C_ NN
165	163, 164	sstri 3193	. . . . . 6 |- Y C_ NN
166	61, 70	gcdcld 12160	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( E gcd F ) e. NN0 )
167	166	nn0cnd 9321	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( E gcd F ) e. CC )
168		1cnd 8059	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> 1 e. CC )
169	75	mulridd 8060	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) x. 1 ) = ( C gcd D ) )
170	82, 90	oveq12d 5943	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) x. E ) gcd ( ( C gcd D ) x. F ) ) = ( C gcd D ) )
171	14, 20	gcdcld 12160	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( C gcd D ) e. NN0 )
172		mulgcd 12208	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( C gcd D ) e. NN0 /\ E e. ZZ /\ F e. ZZ ) -> ( ( ( C gcd D ) x. E ) gcd ( ( C gcd D ) x. F ) ) = ( ( C gcd D ) x. ( E gcd F ) ) )
173	171, 61, 70, 172	syl3anc 1249	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( ( ( C gcd D ) x. E ) gcd ( ( C gcd D ) x. F ) ) = ( ( C gcd D ) x. ( E gcd F ) ) )
174	169, 170, 173	3eqtr2rd 2236	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) x. ( E gcd F ) ) = ( ( C gcd D ) x. 1 ) )
175	167, 168, 75, 80, 174	mulcanapad 8707	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( E gcd F ) = 1 )
176		eqidd 2197	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) )
177		oveq1 5932	. . . . . . . . . . 11 |- ( x = E -> ( x gcd y ) = ( E gcd y ) )
178	177	eqeq1d 2205	. . . . . . . . . 10 |- ( x = E -> ( ( x gcd y ) = 1 <-> ( E gcd y ) = 1 ) )
179		oveq1 5932	. . . . . . . . . . . 12 |- ( x = E -> ( x ^ 2 ) = ( E ^ 2 ) )
180	179	oveq1d 5940	. . . . . . . . . . 11 |- ( x = E -> ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) = ( ( E ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) )
181	180	eqeq2d 2208	. . . . . . . . . 10 |- ( x = E -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) <-> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( E ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) )
182	178, 181	anbi12d 473	. . . . . . . . 9 |- ( x = E -> ( ( ( x gcd y ) = 1 /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) <-> ( ( E gcd y ) = 1 /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( E ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) ) )
183		oveq2 5933	. . . . . . . . . . 11 |- ( y = F -> ( E gcd y ) = ( E gcd F ) )
184	183	eqeq1d 2205	. . . . . . . . . 10 |- ( y = F -> ( ( E gcd y ) = 1 <-> ( E gcd F ) = 1 ) )
185		oveq1 5932	. . . . . . . . . . . 12 |- ( y = F -> ( y ^ 2 ) = ( F ^ 2 ) )
186	185	oveq2d 5941	. . . . . . . . . . 11 |- ( y = F -> ( ( E ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) = ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) )
187	186	eqeq2d 2208	. . . . . . . . . 10 |- ( y = F -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( E ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) <-> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) )
188	184, 187	anbi12d 473	. . . . . . . . 9 |- ( y = F -> ( ( ( E gcd y ) = 1 /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( E ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) <-> ( ( E gcd F ) = 1 /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) ) )
189	182, 188	rspc2ev 2883	. . . . . . . 8 |- ( ( E e. ZZ /\ F e. ZZ /\ ( ( E gcd F ) = 1 /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) ) -> E. x e. ZZ E. y e. ZZ ( ( x gcd y ) = 1 /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) )
190	61, 70, 175, 176, 189	syl112anc 1253	. . . . . . 7 |- ( ph -> E. x e. ZZ E. y e. ZZ ( ( x gcd y ) = 1 /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) )
191		eqeq1 2203	. . . . . . . . . . 11 |- ( z = ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) -> ( z = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) <-> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) )
192	191	anbi2d 464	. . . . . . . . . 10 |- ( z = ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) -> ( ( ( x gcd y ) = 1 /\ z = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) <-> ( ( x gcd y ) = 1 /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) ) )
193	192	2rexbidv 2522	. . . . . . . . 9 |- ( z = ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) -> ( E. x e. ZZ E. y e. ZZ ( ( x gcd y ) = 1 /\ z = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) <-> E. x e. ZZ E. y e. ZZ ( ( x gcd y ) = 1 /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) ) )
194	193, 45	elab2g 2911	. . . . . . . 8 |- ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. NN0 -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. Y <-> E. x e. ZZ E. y e. ZZ ( ( x gcd y ) = 1 /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) ) )
195	151, 194	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. Y <-> E. x e. ZZ E. y e. ZZ ( ( x gcd y ) = 1 /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) = ( ( x ^ 2 ) + ( y ^ 2 ) ) ) ) )
196	190, 195	mpbird 167	. . . . . 6 |- ( ph -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. Y )
197	165, 196	sselid 3182	. . . . 5 |- ( ph -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. NN )
198	197	nngt0d 9051	. . . 4 |- ( ph -> 0 < ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) )
199	5	nngt0d 9051	. . . 4 |- ( ph -> 0 < M )
200	161, 162, 198, 199	divgt0d 8979	. . 3 |- ( ph -> 0 < ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) )
201		elnnz 9353	. . 3 |- ( ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) e. NN <-> ( ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) e. ZZ /\ 0 < ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) )
202	158, 200, 201	sylanbrc 417	. 2 |- ( ph -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) e. NN )
203		prmnn 12303	. . . . . . . 8 |- ( p e. Prime -> p e. NN )
204	203	ad2antrl 490	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> p e. NN )
205	204	nnred 9020	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> p e. RR )
206	158	adantr 276	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) e. ZZ )
207	206	zred 9465	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) e. RR )
208		peano2zm 9381	. . . . . . . . . . 11 |- ( M e. ZZ -> ( M - 1 ) e. ZZ )
209	8, 208	syl 14	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( M - 1 ) e. ZZ )
210	209	zred 9465	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( M - 1 ) e. RR )
211	210	adantr 276	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> ( M - 1 ) e. RR )
212		simprr 531	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) )
213		prmz 12304	. . . . . . . . . . 11 |- ( p e. Prime -> p e. ZZ )
214	213	ad2antrl 490	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> p e. ZZ )
215	202	adantr 276	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) e. NN )
216		dvdsle 12026	. . . . . . . . . 10 |- ( ( p e. ZZ /\ ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) e. NN ) -> ( p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) -> p <_ ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) )
217	214, 215, 216	syl2anc 411	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> ( p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) -> p <_ ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) )
218	212, 217	mpd 13	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> p <_ ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) )
219		zsqcl 10719	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( M e. ZZ -> ( M ^ 2 ) e. ZZ )
220	8, 219	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ph -> ( M ^ 2 ) e. ZZ )
221	220	zred 9465	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> ( M ^ 2 ) e. RR )
222	221	rehalfcld 9255	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> ( ( M ^ 2 ) / 2 ) e. RR )
223	16	zred 9465	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ph -> ( C ^ 2 ) e. RR )
224	22	zred 9465	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ph -> ( D ^ 2 ) e. RR )
225	223, 224	readdcld 8073	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) e. RR )
226		1red 8058	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ph -> 1 e. RR )
227	48	nnsqcld 10803	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) ^ 2 ) e. NN )
228	227	nnred 9020	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ph -> ( ( C gcd D ) ^ 2 ) e. RR )
229	151	nn0ge0d 9322	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ph -> 0 <_ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) )
230	227	nnge1d 9050	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ph -> 1 <_ ( ( C gcd D ) ^ 2 ) )
231	226, 228, 161, 229, 230	lemul1ad 8983	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ph -> ( 1 x. ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) <_ ( ( ( C gcd D ) ^ 2 ) x. ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) )
232	151	nn0cnd 9321	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ph -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. CC )
233	232	mulid2d 8062	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ph -> ( 1 x. ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) = ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) )
234	231, 233, 94	3brtr3d 4065	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) <_ ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) )
235	222	rehalfcld 9255	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ph -> ( ( ( M ^ 2 ) / 2 ) / 2 ) e. RR )
236	11, 5, 12	4sqlem7 12578	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ph -> ( C ^ 2 ) <_ ( ( ( M ^ 2 ) / 2 ) / 2 ) )
237	17, 5, 18	4sqlem7 12578	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ph -> ( D ^ 2 ) <_ ( ( ( M ^ 2 ) / 2 ) / 2 ) )
238	223, 224, 235, 235, 236, 237	le2addd 8607	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ph -> ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) <_ ( ( ( ( M ^ 2 ) / 2 ) / 2 ) + ( ( ( M ^ 2 ) / 2 ) / 2 ) ) )
239	222	recnd 8072	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ph -> ( ( M ^ 2 ) / 2 ) e. CC )
240	239	2halvesd 9254	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ph -> ( ( ( ( M ^ 2 ) / 2 ) / 2 ) + ( ( ( M ^ 2 ) / 2 ) / 2 ) ) = ( ( M ^ 2 ) / 2 ) )
241	238, 240	breqtrd 4060	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> ( ( C ^ 2 ) + ( D ^ 2 ) ) <_ ( ( M ^ 2 ) / 2 ) )
242	161, 225, 222, 234, 241	letrd 8167	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) <_ ( ( M ^ 2 ) / 2 ) )
243	5	nnsqcld 10803	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ph -> ( M ^ 2 ) e. NN )
244	243	nnrpd 9786	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> ( M ^ 2 ) e. RR+ )
245		rphalflt 9775	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( M ^ 2 ) e. RR+ -> ( ( M ^ 2 ) / 2 ) < ( M ^ 2 ) )
246	244, 245	syl 14	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> ( ( M ^ 2 ) / 2 ) < ( M ^ 2 ) )
247	161, 222, 221, 242, 246	lelttrd 8168	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) < ( M ^ 2 ) )
248	8	zcnd 9466	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> M e. CC )
249	248	sqvald 10779	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( M ^ 2 ) = ( M x. M ) )
250	247, 249	breqtrd 4060	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) < ( M x. M ) )
251		ltdivmul 8920	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. RR /\ M e. RR /\ ( M e. RR /\ 0 < M ) ) -> ( ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) < M <-> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) < ( M x. M ) ) )
252	161, 162, 162, 199, 251	syl112anc 1253	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) < M <-> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) < ( M x. M ) ) )
253	250, 252	mpbird 167	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) < M )
254		zltlem1 9400	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) e. ZZ /\ M e. ZZ ) -> ( ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) < M <-> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) <_ ( M - 1 ) ) )
255	158, 8, 254	syl2anc 411	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) < M <-> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) <_ ( M - 1 ) ) )
256	253, 255	mpbid 147	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) <_ ( M - 1 ) )
257	256	adantr 276	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) <_ ( M - 1 ) )
258	205, 207, 211, 218, 257	letrd 8167	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> p <_ ( M - 1 ) )
259	209	adantr 276	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> ( M - 1 ) e. ZZ )
260		fznn 10181	. . . . . . . 8 |- ( ( M - 1 ) e. ZZ -> ( p e. ( 1 ... ( M - 1 ) ) <-> ( p e. NN /\ p <_ ( M - 1 ) ) ) )
261	259, 260	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> ( p e. ( 1 ... ( M - 1 ) ) <-> ( p e. NN /\ p <_ ( M - 1 ) ) ) )
262	204, 258, 261	mpbir2and 946	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> p e. ( 1 ... ( M - 1 ) ) )
263	196	adantr 276	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. Y )
264	262, 263	jca 306	. . . . 5 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> ( p e. ( 1 ... ( M - 1 ) ) /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. Y ) )
265	46	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> A. b e. ( 1 ... ( M - 1 ) ) A. a e. Y ( b || a -> b e. S ) )
266	152	adantr 276	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. ZZ )
267		dvdsmul2 11996	. . . . . . . . 9 |- ( ( M e. ZZ /\ ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) e. ZZ ) -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) || ( M x. ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) )
268	8, 158, 267	syl2anc 411	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) || ( M x. ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) )
269	5	nnap0d 9053	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> M # 0 )
270	232, 248, 269	divcanap2d 8836	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( M x. ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) = ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) )
271	268, 270	breqtrd 4060	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) || ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) )
272	271	adantr 276	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) || ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) )
273	214, 206, 266, 212, 272	dvdstrd 12012	. . . . 5 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> p || ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) )
274		breq1 4037	. . . . . . 7 |- ( b = p -> ( b || a <-> p || a ) )
275		eleq1w 2257	. . . . . . 7 |- ( b = p -> ( b e. S <-> p e. S ) )
276	274, 275	imbi12d 234	. . . . . 6 |- ( b = p -> ( ( b || a -> b e. S ) <-> ( p || a -> p e. S ) ) )
277		breq2 4038	. . . . . . 7 |- ( a = ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) -> ( p || a <-> p || ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) ) )
278	277	imbi1d 231	. . . . . 6 |- ( a = ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) -> ( ( p || a -> p e. S ) <-> ( p || ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) -> p e. S ) ) )
279	276, 278	rspc2v 2881	. . . . 5 |- ( ( p e. ( 1 ... ( M - 1 ) ) /\ ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. Y ) -> ( A. b e. ( 1 ... ( M - 1 ) ) A. a e. Y ( b || a -> b e. S ) -> ( p || ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) -> p e. S ) ) )
280	264, 265, 273, 279	syl3c 63	. . . 4 |- ( ( ph /\ ( p e. Prime /\ p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) ) -> p e. S )
281	280	expr 375	. . 3 |- ( ( ph /\ p e. Prime ) -> ( p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) -> p e. S ) )
282	281	ralrimiva 2570	. 2 |- ( ph -> A. p e. Prime ( p || ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) -> p e. S ) )
283		inss1 3384	. . . . 5 |- ( S i^i NN ) C_ S
284	163, 283	sstri 3193	. . . 4 |- Y C_ S
285	284, 196	sselid 3182	. . 3 |- ( ph -> ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) e. S )
286	270, 285	eqeltrd 2273	. 2 |- ( ph -> ( M x. ( ( ( E ^ 2 ) + ( F ^ 2 ) ) / M ) ) e. S )
287	1, 5, 202, 282, 286	2sqlem6 15445	1 |- ( ph -> M e. S )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   = wceq 1364   e. wcel 2167   {cab 2182   =/= wne 2367   A.wral 2475   E.wrex 2476   i^i cin 3156   class class class wbr 4034   |-> cmpt 4095   ran crn 4665   ` cfv 5259  (class class class)co 5925   RRcr 7895   0cc0 7896   1c1 7897   + caddc 7899   x. cmul 7901   < clt 8078   <_ cle 8079   - cmin 8214   / cdiv 8716   NNcn 9007   2c2 9058   NN0cn0 9266   ZZcz 9343   ZZ>=cuz 9618   RR+crp 9745   ...cfz 10100   mod cmo 10431   ^cexp 10647   abscabs 11179   || cdvds 11969   gcd cgcd 12145   Primecprime 12300   ZZ[_i]cgz 12563

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4149  ax-sep 4152  ax-nul 4160  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-iinf 4625  ax-cnex 7987  ax-resscn 7988  ax-1cn 7989  ax-1re 7990  ax-icn 7991  ax-addcl 7992  ax-addrcl 7993  ax-mulcl 7994  ax-mulrcl 7995  ax-addcom 7996  ax-mulcom 7997  ax-addass 7998  ax-mulass 7999  ax-distr 8000  ax-i2m1 8001  ax-0lt1 8002  ax-1rid 8003  ax-0id 8004  ax-rnegex 8005  ax-precex 8006  ax-cnre 8007  ax-pre-ltirr 8008  ax-pre-ltwlin 8009  ax-pre-lttrn 8010  ax-pre-apti 8011  ax-pre-ltadd 8012  ax-pre-mulgt0 8013  ax-pre-mulext 8014  ax-arch 8015  ax-caucvg 8016

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 832  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3452  df-if 3563  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-iun 3919  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-tr 4133  df-id 4329  df-po 4332  df-iso 4333  df-iord 4402  df-on 4404  df-ilim 4405  df-suc 4407  df-iom 4628  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-f1 5264  df-fo 5265  df-f1o 5266  df-fv 5267  df-riota 5880  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-1st 6207  df-2nd 6208  df-recs 6372  df-frec 6458  df-1o 6483  df-2o 6484  df-er 6601  df-en 6809  df-sup 7059  df-pnf 8080  df-mnf 8081  df-xr 8082  df-ltxr 8083  df-le 8084  df-sub 8216  df-neg 8217  df-reap 8619  df-ap 8626  df-div 8717  df-inn 9008  df-2 9066  df-3 9067  df-4 9068  df-n0 9267  df-z 9344  df-uz 9619  df-q 9711  df-rp 9746  df-fz 10101  df-fzo 10235  df-fl 10377  df-mod 10432  df-seqfrec 10557  df-exp 10648  df-cj 11024  df-re 11025  df-im 11026  df-rsqrt 11180  df-abs 11181  df-dvds 11970  df-gcd 12146  df-prm 12301  df-gz 12564

This theorem is referenced by:  2sqlem9  15449