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Theorem 4sqlemsdc 13208
Description: Lemma for 4sq 13218. The property of being the sum of four squares is decidable.

The proof involves showing that (for a particular  A) there are only a finite number of possible ways that it could be the sum of four squares, so checking each of those possibilities in turn decides whether the number is the sum of four squares. If this proof is hard to follow, especially because of its length, the simplified versions at 4sqexercise1 13206 and 4sqexercise2 13207 may help clarify, as they are using very much the same techniques on simplified versions of this lemma. (Contributed by Jim Kingdon, 25-May-2025.)

Hypothesis
Ref Expression
4sqlem11.1  |-  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 ) ) ) }
Assertion
Ref Expression
4sqlemsdc  |-  ( A  e.  NN0  -> DECID  A  e.  S
)
Distinct variable group:    A, n, w, x, y, z
Allowed substitution hints:    S( x,  y,  z,  w,  n)

Proof of Theorem 4sqlemsdc
StepHypRef Expression
1 nn0negz 9689 . . . 4  |-  ( A  e.  NN0  ->  -u A  e.  ZZ )
2 nn0z 9675 . . . 4  |-  ( A  e.  NN0  ->  A  e.  ZZ )
31adantr 276 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  ->  -u A  e.  ZZ )
42adantr 276 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  ->  A  e.  ZZ )
53adantr 276 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  ( 
-u A ... A
) )  ->  -u A  e.  ZZ )
64adantr 276 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  ( 
-u A ... A
) )  ->  A  e.  ZZ )
75adantr 276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e. 
NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A
) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  ->  -u A  e.  ZZ )
86adantr 276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e. 
NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A
) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  ->  A  e.  ZZ )
98adantr 276 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  ->  A  e.  ZZ )
10 elfzelz 10445 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  e.  (  -u A ... A )  ->  x  e.  ZZ )
1110ad4antlr 499 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  ->  x  e.  ZZ )
12 zsqcl2 11075 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  e.  ZZ  ->  (
x ^ 2 )  e.  NN0 )
1311, 12syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( x ^ 2 )  e.  NN0 )
14 elfzelz 10445 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y  e.  (  -u A ... A )  ->  y  e.  ZZ )
1514ad3antlr 497 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
y  e.  ZZ )
16 zsqcl2 11075 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  e.  ZZ  ->  (
y ^ 2 )  e.  NN0 )
1715, 16syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( y ^ 2 )  e.  NN0 )
1813, 17nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  e.  NN0 )
19 elfzelz 10445 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( z  e.  (  -u A ... A )  ->  z  e.  ZZ )
2019ad2antlr 493 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
z  e.  ZZ )
21 zsqcl2 11075 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( z  e.  ZZ  ->  (
z ^ 2 )  e.  NN0 )
2220, 21syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( z ^ 2 )  e.  NN0 )
23 elfzelz 10445 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( w  e.  (  -u A ... A )  ->  w  e.  ZZ )
2423adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  ->  w  e.  ZZ )
25 zsqcl2 11075 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( w  e.  ZZ  ->  (
w ^ 2 )  e.  NN0 )
2624, 25syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( w ^ 2 )  e.  NN0 )
2722, 26nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) )  e.  NN0 )
2818, 27nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) )  e.  NN0 )
2928nn0zd 9777 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) )  e.  ZZ )
30 zdceq 9731 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  e.  ZZ  /\  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) )  e.  ZZ )  -> DECID 
A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
319, 29, 30syl2anc 415 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  (  -u A ... A ) )  -> DECID  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
327, 8, 31exfzdc 10676 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e. 
NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A
) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  -> DECID  E. w  e.  (  -u A ... A ) A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
331ad5antr 500 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  -u A  e.  ZZ )
342ad5antr 500 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  A  e.  ZZ )
35 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  w  e.  ZZ )
3635zred 9779 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  w  e.  RR )
3734zred 9779 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  A  e.  RR )
3836renegcld 8714 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  -u w  e.  RR )
3936resqcld 11158 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( w ^
2 )  e.  RR )
4035znegcld 9781 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  -u w  e.  ZZ )
41 zzlesq 11167 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  (  -u w  e.  ZZ  ->  -u w  <_  (  -u w ^ 2 ) )
4240, 41syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  -u w  <_  (  -u w ^ 2 ) )
4335zcnd 9780 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  w  e.  CC )
44 sqneg 11056 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( w  e.  CC  ->  (  -u w ^ 2 )  =  ( w ^
2 ) )
4543, 44syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  (  -u w ^ 2 )  =  ( w ^ 2 ) )
4642, 45breqtrd 4157 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  -u w  <_  (
w ^ 2 ) )
4719ad3antlr 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  z  e.  ZZ )
4847, 21syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( z ^
2 )  e.  NN0 )
4925adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( w ^
2 )  e.  NN0 )
5048, 49nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) )  e.  NN0 )
5150nn0red 9632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) )  e.  RR )
5210ad5antlr 501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  x  e.  ZZ )
5352, 12syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( x ^
2 )  e.  NN0 )
5414ad4antlr 499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  y  e.  ZZ )
5554, 16syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( y ^
2 )  e.  NN0 )
5653, 55nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  e.  NN0 )
5756, 50nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) )  e.  NN0 )
5857nn0red 9632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) )  e.  RR )
59 nn0addge2 9621 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( w ^ 2 )  e.  RR  /\  ( z ^ 2 )  e.  NN0 )  ->  ( w ^ 2 )  <_  ( (
z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )
6039, 48, 59syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( w ^
2 )  <_  (
( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) )
61 nn0addge2 9621 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) )  e.  RR  /\  ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  e.  NN0 )  ->  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) )  <_  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
6251, 56, 61syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) )  <_  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )
6339, 51, 58, 60, 62letrd 8457 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( w ^
2 )  <_  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )
64 simplr 533 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )
6563, 64breqtrrd 4159 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  ( w ^
2 )  <_  A
)
6638, 39, 37, 46, 65letrd 8457 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  -u w  <_  A
)
6736, 37, 66lenegcon1d 8862 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  -u A  <_  w
)
68 zzlesq 11167 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( w  e.  ZZ  ->  w  <_  ( w ^ 2 ) )
6968adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  w  <_  (
w ^ 2 ) )
7036, 39, 37, 69, 65letrd 8457 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  w  <_  A
)
7133, 34, 35, 67, 70elfzd 10436 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  /\  w  e.  ZZ )  ->  w  e.  ( 
-u A ... A
) )
7271ex 115 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  ->  ( w  e.  ZZ  ->  w  e.  (  -u A ... A
) ) )
7372, 23impbid1 142 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  /\  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  ->  ( w  e.  ZZ  <->  w  e.  (  -u A ... A ) ) )
7473ex 115 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  e. 
NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A
) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  ->  ( w  e.  ZZ  <->  w  e.  (  -u A ... A ) ) ) )
7574pm5.32rd 455 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  e. 
NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A
) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( ( w  e.  ZZ  /\  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  <->  ( w  e.  (  -u A ... A )  /\  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) ) ) )
7675rexbidv2 2553 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e. 
NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A
) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  <->  E. w  e.  (  -u A ... A ) A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) ) )
7776dcbid 850 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e. 
NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A
) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
(DECID 
E. w  e.  ZZ  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) )  <-> DECID  E. w  e.  ( 
-u A ... A
) A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) ) )
7832, 77mpbird 167 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( A  e. 
NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A
) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  (  -u A ... A ) )  -> DECID  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )
795, 6, 78exfzdc 10676 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  ( 
-u A ... A
) )  -> DECID  E. z  e.  ( 
-u A ... A
) E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )
801ad5antr 500 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  -u A  e.  ZZ )
812ad5antr 500 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  A  e.  ZZ )
82 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  z  e.  ZZ )
8382zred 9779 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  z  e.  RR )
8481zred 9779 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  A  e.  RR )
8583renegcld 8714 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  -u z  e.  RR )
8683resqcld 11158 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
z ^ 2 )  e.  RR )
8782znegcld 9781 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  -u z  e.  ZZ )
88 zzlesq 11167 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  (  -u z  e.  ZZ  ->  -u z  <_  (  -u z ^ 2 ) )
8987, 88syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  -u z  <_  (  -u z ^ 2 ) )
9082zcnd 9780 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  z  e.  CC )
91 sqneg 11056 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( z  e.  CC  ->  (  -u z ^ 2 )  =  ( z ^
2 ) )
9290, 91syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (  -u z ^ 2 )  =  ( z ^
2 ) )
9389, 92breqtrd 4157 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  -u z  <_  ( z ^ 2 ) )
9421adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
z ^ 2 )  e.  NN0 )
9525ad3antlr 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
w ^ 2 )  e.  NN0 )
9694, 95nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) )  e.  NN0 )
9796nn0red 9632 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) )  e.  RR )
9810ad5antlr 501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  x  e.  ZZ )
9998, 12syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
x ^ 2 )  e.  NN0 )
10014ad4antlr 499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  y  e.  ZZ )
101100, 16syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
y ^ 2 )  e.  NN0 )
10299, 101nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  e.  NN0 )
103102, 96nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  e.  NN0 )
104103nn0red 9632 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  e.  RR )
105 nn0addge1 9620 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( z ^ 2 )  e.  RR  /\  ( w ^ 2 )  e.  NN0 )  ->  ( z ^ 2 )  <_  ( (
z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )
10686, 95, 105syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
z ^ 2 )  <_  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) )
10797, 102, 61syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) )  <_  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
10886, 97, 104, 106, 107letrd 8457 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
z ^ 2 )  <_  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
109 simplr 533 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
110108, 109breqtrrd 4159 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
z ^ 2 )  <_  A )
11185, 86, 84, 93, 110letrd 8457 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  -u z  <_  A )
11283, 84, 111lenegcon1d 8862 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  -u A  <_  z )
113 zzlesq 11167 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( z  e.  ZZ  ->  z  <_  ( z ^ 2 ) )
114113adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  z  <_  ( z ^ 2 ) )
11583, 86, 84, 114, 110letrd 8457 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  z  <_  A )
11680, 81, 82, 112, 115elfzd 10436 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  z  e.  ZZ )  ->  z  e.  (  -u A ... A ) )
117116ex 115 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  ->  ( z  e.  ZZ  ->  z  e.  (  -u A ... A
) ) )
118117, 19impbid1 142 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  (  -u A ... A ) )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  ->  ( z  e.  ZZ  <->  z  e.  ( 
-u A ... A
) ) )
119118rexlimdva2 2671 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  ( 
-u A ... A
) )  ->  ( E. w  e.  ZZ  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) )  -> 
( z  e.  ZZ  <->  z  e.  (  -u A ... A ) ) ) )
120119pm5.32rd 455 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  ( 
-u A ... A
) )  ->  (
( z  e.  ZZ  /\ 
E. w  e.  ZZ  A  =  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  <-> 
( z  e.  ( 
-u A ... A
)  /\  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) ) ) )
121120rexbidv2 2553 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  ( 
-u A ... A
) )  ->  ( E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) )  <->  E. z  e.  (  -u A ... A ) E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) ) )
122121dcbid 850 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  ( 
-u A ... A
) )  ->  (DECID  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  <-> DECID  E. z  e.  (  -u A ... A ) E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) ) )
12379, 122mpbird 167 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  y  e.  ( 
-u A ... A
) )  -> DECID  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
1243, 4, 123exfzdc 10676 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  -> DECID  E. y  e.  (  -u A ... A ) E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )
1251ad5antr 500 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  -u A  e.  ZZ )
1262ad5antr 500 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  A  e.  ZZ )
127 simpr 110 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  y  e.  ZZ )
128127zred 9779 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  y  e.  RR )
129126zred 9779 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  A  e.  RR )
130128renegcld 8714 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  -u y  e.  RR )
131128resqcld 11158 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
y ^ 2 )  e.  RR )
132127znegcld 9781 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  -u y  e.  ZZ )
133 zzlesq 11167 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  (  -u y  e.  ZZ  ->  -u y  <_  (  -u y ^ 2 ) )
134132, 133syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  -u y  <_  (  -u y ^ 2 ) )
135127zcnd 9780 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  y  e.  CC )
136 sqneg 11056 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( y  e.  CC  ->  (  -u y ^ 2 )  =  ( y ^
2 ) )
137135, 136syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (  -u y ^ 2 )  =  ( y ^
2 ) )
138134, 137breqtrd 4157 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  -u y  <_  ( y ^ 2 ) )
13910ad5antlr 501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  x  e.  ZZ )
140139, 12syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
x ^ 2 )  e.  NN0 )
14116adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
y ^ 2 )  e.  NN0 )
142140, 141nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  e.  NN0 )
143142nn0red 9632 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  e.  RR )
14421ad4antlr 499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
z ^ 2 )  e.  NN0 )
14525ad3antlr 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
w ^ 2 )  e.  NN0 )
146144, 145nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) )  e.  NN0 )
147142, 146nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  e.  NN0 )
148147nn0red 9632 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  e.  RR )
149 nn0addge2 9621 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( y ^ 2 )  e.  RR  /\  ( x ^ 2 )  e.  NN0 )  ->  ( y ^ 2 )  <_  ( (
x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) ) )
150131, 140, 149syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
y ^ 2 )  <_  ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) ) )
151 nn0addge1 9620 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  e.  RR  /\  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) )  e.  NN0 )  ->  ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  <_  ( (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
152143, 146, 151syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  <_  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
153131, 143, 148, 150, 152letrd 8457 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
y ^ 2 )  <_  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
154 simplr 533 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
155153, 154breqtrrd 4159 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  (
y ^ 2 )  <_  A )
156130, 131, 129, 138, 155letrd 8457 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  -u y  <_  A )
157128, 129, 156lenegcon1d 8862 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  -u A  <_  y )
158 zzlesq 11167 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  e.  ZZ  ->  y  <_  ( y ^ 2 ) )
159158adantl 277 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  y  <_  ( y ^ 2 ) )
160128, 131, 129, 159, 155letrd 8457 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  y  <_  A )
161125, 126, 127, 157, 160elfzd 10436 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  y  e.  ZZ )  ->  y  e.  (  -u A ... A ) )
162161ex 115 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  ->  ( y  e.  ZZ  ->  y  e.  (  -u A ... A
) ) )
163162, 14impbid1 142 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  ->  ( y  e.  ZZ  <->  y  e.  ( 
-u A ... A
) ) )
164163r19.29an 2693 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e. 
NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A
) )  /\  z  e.  ZZ )  /\  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  -> 
( y  e.  ZZ  <->  y  e.  (  -u A ... A ) ) )
165164rexlimdva2 2671 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  ->  ( y  e.  ZZ  <->  y  e.  ( 
-u A ... A
) ) ) )
166165pm5.32rd 455 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( ( y  e.  ZZ  /\  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  <->  ( y  e.  (  -u A ... A
)  /\  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) ) ) )
167166rexbidv2 2553 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
( E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  <->  E. y  e.  (  -u A ... A ) E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) ) )
168167dcbid 850 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  -> 
(DECID 
E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) )  <-> DECID  E. y  e.  ( 
-u A ... A
) E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) ) )
169124, 168mpbird 167 . . . 4  |-  ( ( A  e.  NN0  /\  x  e.  (  -u A ... A ) )  -> DECID  E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )
1701, 2, 169exfzdc 10676 . . 3  |-  ( A  e.  NN0  -> DECID  E. x  e.  ( 
-u A ... A
) E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )
1711ad5antr 500 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  -u A  e.  ZZ )
1722ad5antr 500 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  A  e.  ZZ )
173 simpr 110 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  x  e.  ZZ )
174173zred 9779 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  x  e.  RR )
175172zred 9779 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  A  e.  RR )
176174renegcld 8714 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  -u x  e.  RR )
177174resqcld 11158 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
x ^ 2 )  e.  RR )
178173znegcld 9781 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  -u x  e.  ZZ )
179 zzlesq 11167 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  (  -u x  e.  ZZ  ->  -u x  <_  (  -u x ^ 2 ) )
180178, 179syl 14 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  -u x  <_  (  -u x ^ 2 ) )
181173zcnd 9780 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  x  e.  CC )
182 sqneg 11056 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  e.  CC  ->  (  -u x ^ 2 )  =  ( x ^
2 ) )
183181, 182syl 14 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (  -u x ^ 2 )  =  ( x ^
2 ) )
184180, 183breqtrd 4157 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  -u x  <_  ( x ^ 2 ) )
18512adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
x ^ 2 )  e.  NN0 )
18616ad5antlr 501 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
y ^ 2 )  e.  NN0 )
187185, 186nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  e.  NN0 )
188187nn0red 9632 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  e.  RR )
18921ad4antlr 499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
z ^ 2 )  e.  NN0 )
19025ad3antlr 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
w ^ 2 )  e.  NN0 )
191189, 190nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) )  e.  NN0 )
192187, 191nn0addcld 9635 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  e.  NN0 )
193192nn0red 9632 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  e.  RR )
194 nn0addge1 9620 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( x ^ 2 )  e.  RR  /\  ( y ^ 2 )  e.  NN0 )  ->  ( x ^ 2 )  <_  ( (
x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) ) )
195177, 186, 194syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
x ^ 2 )  <_  ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) ) )
196188, 191, 151syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  <_  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
197177, 188, 193, 195, 196letrd 8457 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
x ^ 2 )  <_  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
198 simplr 533 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )
199197, 198breqtrrd 4159 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  (
x ^ 2 )  <_  A )
200176, 177, 175, 184, 199letrd 8457 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  -u x  <_  A )
201174, 175, 200lenegcon1d 8862 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  -u A  <_  x )
202 zzlesq 11167 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( x  e.  ZZ  ->  x  <_  ( x ^ 2 ) )
203202adantl 277 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  x  <_  ( x ^ 2 ) )
204174, 177, 175, 203, 199letrd 8457 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  x  <_  A )
205171, 172, 173, 201, 204elfzd 10436 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  /\  x  e.  ZZ )  ->  x  e.  (  -u A ... A ) )
206205ex 115 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  -> 
( x  e.  ZZ  ->  x  e.  (  -u A ... A ) ) )
207206, 10impbid1 142 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  w  e.  ZZ )  /\  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  -> 
( x  e.  ZZ  <->  x  e.  (  -u A ... A ) ) )
208207r19.29an 2693 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( A  e. 
NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  z  e.  ZZ )  /\  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) )  -> 
( x  e.  ZZ  <->  x  e.  (  -u A ... A ) ) )
209208r19.29an 2693 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  /\  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  ->  ( x  e.  ZZ  <->  x  e.  (  -u A ... A ) ) )
210209rexlimdva2 2671 . . . . . 6  |-  ( A  e.  NN0  ->  ( E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  ->  ( x  e.  ZZ  <->  x  e.  (  -u A ... A ) ) ) )
211210pm5.32rd 455 . . . . 5  |-  ( A  e.  NN0  ->  ( ( x  e.  ZZ  /\  E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )  <->  ( x  e.  (  -u A ... A
)  /\  E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) ) ) )
212211rexbidv2 2553 . . . 4  |-  ( A  e.  NN0  ->  ( E. x  e.  ZZ  E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  <->  E. x  e.  (  -u A ... A ) E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) ) )
213212dcbid 850 . . 3  |-  ( A  e.  NN0  ->  (DECID  E. x  e.  ZZ  E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) )  <-> DECID  E. x  e.  (  -u A ... A ) E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) ) )
214170, 213mpbird 167 . 2  |-  ( A  e.  NN0  -> DECID  E. x  e.  ZZ  E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) )
215 eqeq1 2245 . . . . . 6  |-  ( n  =  A  ->  (
n  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) )  <->  A  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^ 2 ) ) ) ) )
2162152rexbidv 2575 . . . . 5  |-  ( n  =  A  ->  ( E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  n  =  ( ( ( x ^ 2 )  +  ( y ^
2 ) )  +  ( ( z ^
2 )  +  ( w ^ 2 ) ) )  <->  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) ) )
2172162rexbidv 2575 . . . 4  |-  ( n  =  A  ->  ( 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 ) ) )  <->  E. x  e.  ZZ  E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) ) )
218 4sqlem11.1 . . . 4  |-  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 ) ) ) }
219217, 218elab2g 2973 . . 3  |-  ( A  e.  NN0  ->  ( A  e.  S  <->  E. x  e.  ZZ  E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) ) )
220219dcbid 850 . 2  |-  ( A  e.  NN0  ->  (DECID  A  e.  S  <-> DECID  E. x  e.  ZZ  E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  A  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) ) )
221214, 220mpbird 167 1  |-  ( A  e.  NN0  -> DECID  A  e.  S
)
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:    -> wi 4    /\ wa 104    <-> wb 105  DECID wdc 846    = wceq 1402    e. wcel 2209   {cab 2224   E.wrex 2529   class class class wbr 4131  (class class class)co 6088   CCcc 8183   RRcr 8184    + caddc 8188    <_ cle 8367    -ucneg 8505   2c2 9364   NN0cn0 9574   ZZcz 9655   ...cfz 10428   ^cexp 10996
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4248  ax-sep 4251  ax-nul 4261  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  ax-iinf 4737  ax-cnex 8276  ax-resscn 8277  ax-1cn 8278  ax-1re 8279  ax-icn 8280  ax-addcl 8281  ax-addrcl 8282  ax-mulcl 8283  ax-mulrcl 8284  ax-addcom 8285  ax-mulcom 8286  ax-addass 8287  ax-mulass 8288  ax-distr 8289  ax-i2m1 8290  ax-0lt1 8291  ax-1rid 8292  ax-0id 8293  ax-rnegex 8294  ax-precex 8295  ax-cnre 8296  ax-pre-ltirr 8297  ax-pre-ltwlin 8298  ax-pre-lttrn 8299  ax-pre-apti 8300  ax-pre-ltadd 8301  ax-pre-mulgt0 8302  ax-pre-mulext 8303
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-tr 4232  df-id 4440  df-po 4443  df-iso 4444  df-iord 4513  df-on 4515  df-ilim 4516  df-suc 4518  df-iom 4740  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-f1 5385  df-fo 5386  df-f1o 5387  df-fv 5388  df-riota 6041  df-ov 6091  df-oprab 6092  df-mpo 6093  df-1st 6378  df-2nd 6379  df-recs 6580  df-frec 6666  df-pnf 8368  df-mnf 8369  df-xr 8370  df-ltxr 8371  df-le 8372  df-sub 8506  df-neg 8507  df-reap 8911  df-ap 8918  df-div 9011  df-inn 9314  df-2 9372  df-n0 9575  df-z 9656  df-uz 9938  df-fz 10429  df-fzo 10567  df-seqfrec 10906  df-exp 10997
This theorem is used by:  4sqlem13m  13211  4sqlem14  13212  4sqlem17  13215  4sqlem18  13216
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