ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  2sqlem8a Unicode version

Theorem 2sqlem8a 13558
Description: Lemma for 2sqlem8 13559. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Jun-2016.)
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 ) )
Assertion
Ref Expression
2sqlem8a  |-  ( ph  ->  ( C  gcd  D
)  e.  NN )
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    x, N, y, z    Y, a, b, x, y
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)    M( w)    N( w, a, b)    Y( z, w)

Proof of Theorem 2sqlem8a
StepHypRef Expression
1 2sqlem8.1 . . . 4  |-  ( ph  ->  A  e.  ZZ )
2 2sqlem8.m . . . . . 6  |-  ( ph  ->  M  e.  ( ZZ>= ` 
2 ) )
3 eluz2b3 9538 . . . . . 6  |-  ( M  e.  ( ZZ>= `  2
)  <->  ( M  e.  NN  /\  M  =/=  1 ) )
42, 3sylib 121 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( M  e.  NN  /\  M  =/=  1 ) )
54simpld 111 . . . 4  |-  ( ph  ->  M  e.  NN )
6 2sqlem8.c . . . 4  |-  C  =  ( ( ( A  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
71, 5, 64sqlem5 12308 . . 3  |-  ( ph  ->  ( C  e.  ZZ  /\  ( ( A  -  C )  /  M
)  e.  ZZ ) )
87simpld 111 . 2  |-  ( ph  ->  C  e.  ZZ )
9 2sqlem8.2 . . . 4  |-  ( ph  ->  B  e.  ZZ )
10 2sqlem8.d . . . 4  |-  D  =  ( ( ( B  +  ( M  / 
2 ) )  mod 
M )  -  ( M  /  2 ) )
119, 5, 104sqlem5 12308 . . 3  |-  ( ph  ->  ( D  e.  ZZ  /\  ( ( B  -  D )  /  M
)  e.  ZZ ) )
1211simpld 111 . 2  |-  ( ph  ->  D  e.  ZZ )
134simprd 113 . . . 4  |-  ( ph  ->  M  =/=  1 )
14 simpr 109 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( C ^ 2 )  =  0 )  ->  ( C ^ 2 )  =  0 )
151, 5, 6, 144sqlem9 12312 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( C ^ 2 )  =  0 )  ->  ( M ^ 2 )  ||  ( A ^ 2 ) )
1615ex 114 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( C ^
2 )  =  0  ->  ( M ^
2 )  ||  ( A ^ 2 ) ) )
17 eluzelz 9471 . . . . . . . . . 10  |-  ( M  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  M  e.  ZZ )
182, 17syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
19 dvdssq 11960 . . . . . . . . 9  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  A  e.  ZZ )  ->  ( M  ||  A  <->  ( M ^ 2 ) 
||  ( A ^
2 ) ) )
2018, 1, 19syl2anc 409 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( M  ||  A  <->  ( M ^ 2 ) 
||  ( A ^
2 ) ) )
2116, 20sylibrd 168 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( C ^
2 )  =  0  ->  M  ||  A
) )
22 simpr 109 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( D ^ 2 )  =  0 )  ->  ( D ^ 2 )  =  0 )
239, 5, 10, 224sqlem9 12312 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( D ^ 2 )  =  0 )  ->  ( M ^ 2 )  ||  ( B ^ 2 ) )
2423ex 114 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( D ^
2 )  =  0  ->  ( M ^
2 )  ||  ( B ^ 2 ) ) )
25 dvdssq 11960 . . . . . . . . 9  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  ->  ( M  ||  B  <->  ( M ^ 2 ) 
||  ( B ^
2 ) ) )
2618, 9, 25syl2anc 409 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( M  ||  B  <->  ( M ^ 2 ) 
||  ( B ^
2 ) ) )
2724, 26sylibrd 168 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( D ^
2 )  =  0  ->  M  ||  B
) )
28 2sqlem8.3 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( A  gcd  B
)  =  1 )
29 1ne0 8921 . . . . . . . . . . . 12  |-  1  =/=  0
3029a1i 9 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  1  =/=  0 )
3128, 30eqnetrd 2359 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( A  gcd  B
)  =/=  0 )
3231neneqd 2356 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  -.  ( A  gcd  B )  =  0 )
33 gcdeq0 11906 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  ->  ( ( A  gcd  B )  =  0  <->  ( A  =  0  /\  B  =  0 ) ) )
341, 9, 33syl2anc 409 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( A  gcd  B )  =  0  <->  ( A  =  0  /\  B  =  0 ) ) )
3532, 34mtbid 662 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  -.  ( A  =  0  /\  B  =  0 ) )
36 dvdslegcd 11893 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -.  ( A  =  0  /\  B  =  0 ) )  -> 
( ( M  ||  A  /\  M  ||  B
)  ->  M  <_  ( A  gcd  B ) ) )
3718, 1, 9, 35, 36syl31anc 1231 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( M  ||  A  /\  M  ||  B
)  ->  M  <_  ( A  gcd  B ) ) )
3821, 27, 37syl2and 293 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( ( C ^ 2 )  =  0  /\  ( D ^ 2 )  =  0 )  ->  M  <_  ( A  gcd  B
) ) )
3928breq2d 3993 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( M  <_  ( A  gcd  B )  <->  M  <_  1 ) )
40 nnle1eq1 8877 . . . . . . . 8  |-  ( M  e.  NN  ->  ( M  <_  1  <->  M  = 
1 ) )
415, 40syl 14 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( M  <_  1  <->  M  =  1 ) )
4239, 41bitrd 187 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( M  <_  ( A  gcd  B )  <->  M  = 
1 ) )
4338, 42sylibd 148 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( ( C ^ 2 )  =  0  /\  ( D ^ 2 )  =  0 )  ->  M  =  1 ) )
4443necon3ad 2377 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( M  =/=  1  ->  -.  ( ( C ^ 2 )  =  0  /\  ( D ^ 2 )  =  0 ) ) )
4513, 44mpd 13 . . 3  |-  ( ph  ->  -.  ( ( C ^ 2 )  =  0  /\  ( D ^ 2 )  =  0 ) )
468zcnd 9310 . . . . 5  |-  ( ph  ->  C  e.  CC )
47 sqeq0 10514 . . . . 5  |-  ( C  e.  CC  ->  (
( C ^ 2 )  =  0  <->  C  =  0 ) )
4846, 47syl 14 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( C ^
2 )  =  0  <-> 
C  =  0 ) )
4912zcnd 9310 . . . . 5  |-  ( ph  ->  D  e.  CC )
50 sqeq0 10514 . . . . 5  |-  ( D  e.  CC  ->  (
( D ^ 2 )  =  0  <->  D  =  0 ) )
5149, 50syl 14 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( D ^
2 )  =  0  <-> 
D  =  0 ) )
5248, 51anbi12d 465 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( ( C ^ 2 )  =  0  /\  ( D ^ 2 )  =  0 )  <->  ( C  =  0  /\  D  =  0 ) ) )
5345, 52mtbid 662 . 2  |-  ( ph  ->  -.  ( C  =  0  /\  D  =  0 ) )
54 gcdn0cl 11891 . 2  |-  ( ( ( C  e.  ZZ  /\  D  e.  ZZ )  /\  -.  ( C  =  0  /\  D  =  0 ) )  ->  ( C  gcd  D )  e.  NN )
558, 12, 53, 54syl21anc 1227 1  |-  ( ph  ->  ( C  gcd  D
)  e.  NN )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 103    <-> wb 104    = wceq 1343    e. wcel 2136   {cab 2151    =/= wne 2335   A.wral 2443   E.wrex 2444   class class class wbr 3981    |-> cmpt 4042   ran crn 4604   ` cfv 5187  (class class class)co 5841   CCcc 7747   0cc0 7749   1c1 7750    + caddc 7752    <_ cle 7930    - cmin 8065    / cdiv 8564   NNcn 8853   2c2 8904   ZZcz 9187   ZZ>=cuz 9462   ...cfz 9940    mod cmo 10253   ^cexp 10450   abscabs 10935    || cdvds 11723    gcd cgcd 11871   ZZ[_i]cgz 12295
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-coll 4096  ax-sep 4099  ax-nul 4107  ax-pow 4152  ax-pr 4186  ax-un 4410  ax-setind 4513  ax-iinf 4564  ax-cnex 7840  ax-resscn 7841  ax-1cn 7842  ax-1re 7843  ax-icn 7844  ax-addcl 7845  ax-addrcl 7846  ax-mulcl 7847  ax-mulrcl 7848  ax-addcom 7849  ax-mulcom 7850  ax-addass 7851  ax-mulass 7852  ax-distr 7853  ax-i2m1 7854  ax-0lt1 7855  ax-1rid 7856  ax-0id 7857  ax-rnegex 7858  ax-precex 7859  ax-cnre 7860  ax-pre-ltirr 7861  ax-pre-ltwlin 7862  ax-pre-lttrn 7863  ax-pre-apti 7864  ax-pre-ltadd 7865  ax-pre-mulgt0 7866  ax-pre-mulext 7867  ax-arch 7868  ax-caucvg 7869
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-stab 821  df-dc 825  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2296  df-ne 2336  df-nel 2431  df-ral 2448  df-rex 2449  df-reu 2450  df-rmo 2451  df-rab 2452  df-v 2727  df-sbc 2951  df-csb 3045  df-dif 3117  df-un 3119  df-in 3121  df-ss 3128  df-nul 3409  df-if 3520  df-pw 3560  df-sn 3581  df-pr 3582  df-op 3584  df-uni 3789  df-int 3824  df-iun 3867  df-br 3982  df-opab 4043  df-mpt 4044  df-tr 4080  df-id 4270  df-po 4273  df-iso 4274  df-iord 4343  df-on 4345  df-ilim 4346  df-suc 4348  df-iom 4567  df-xp 4609  df-rel 4610  df-cnv 4611  df-co 4612  df-dm 4613  df-rn 4614  df-res 4615  df-ima 4616  df-iota 5152  df-fun 5189  df-fn 5190  df-f 5191  df-f1 5192  df-fo 5193  df-f1o 5194  df-fv 5195  df-riota 5797  df-ov 5844  df-oprab 5845  df-mpo 5846  df-1st 6105  df-2nd 6106  df-recs 6269  df-frec 6355  df-sup 6945  df-pnf 7931  df-mnf 7932  df-xr 7933  df-ltxr 7934  df-le 7935  df-sub 8067  df-neg 8068  df-reap 8469  df-ap 8476  df-div 8565  df-inn 8854  df-2 8912  df-3 8913  df-4 8914  df-n0 9111  df-z 9188  df-uz 9463  df-q 9554  df-rp 9586  df-fz 9941  df-fzo 10074  df-fl 10201  df-mod 10254  df-seqfrec 10377  df-exp 10451  df-cj 10780  df-re 10781  df-im 10782  df-rsqrt 10936  df-abs 10937  df-dvds 11724  df-gcd 11872
This theorem is referenced by:  2sqlem8  13559
  Copyright terms: Public domain W3C validator