Theorem 2sqlem3 15358

Description: Lemma for 2sqlem5 15360. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Jun-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
2sq.1	⊢ 𝑆 = ran (𝑤 ∈ ℤ[i] ↦ ((abs‘𝑤)↑2))
2sqlem5.1	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
2sqlem5.2	⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
2sqlem4.3	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
2sqlem4.4	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℤ)
2sqlem4.5	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
2sqlem4.6	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℤ)
2sqlem4.7	⊢ (𝜑 → (𝑁 · 𝑃) = ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)))
2sqlem4.8	⊢ (𝜑 → 𝑃 = ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)))
2sqlem4.9	⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ ((𝐶 · 𝐵) + (𝐴 · 𝐷)))

Assertion

Ref	Expression
2sqlem3	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑆)

Proof of Theorem 2sqlem3

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2sqlem4.3	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
2		2sqlem4.4	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℤ)
3		gzreim 12548	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ ℤ[i])
4	1, 2, 3	syl2anc 411	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ ℤ[i])
5		2sqlem4.5	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
6		2sqlem4.6	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℤ)
7		gzreim 12548	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) → (𝐶 + (i · 𝐷)) ∈ ℤ[i])
8	5, 6, 7	syl2anc 411	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐶 + (i · 𝐷)) ∈ ℤ[i])
9		gzmulcl 12547	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ ℤ[i] ∧ (𝐶 + (i · 𝐷)) ∈ ℤ[i]) → ((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) ∈ ℤ[i])
10	4, 8, 9	syl2anc 411	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) ∈ ℤ[i])
11		gzcn 12541	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) ∈ ℤ[i] → ((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) ∈ ℂ)
12	10, 11	syl 14	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) ∈ ℂ)
13		2sqlem5.2	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
14		prmnn 12278	. . . . . . 7 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
15	13, 14	syl 14	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℕ)
16	15	nncnd 9004	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℂ)
17	15	nnap0d 9036	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑃 # 0)
18	12, 16, 17	divclapd 8817	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃) ∈ ℂ)
19	15	nnred 9003	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℝ)
20	19, 12, 17	redivapd 11139	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (ℜ‘(((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃)) = ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / 𝑃))
21		prmz 12279	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℤ)
22	13, 21	syl 14	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℤ)
23		zsqcl 10702	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑃 ∈ ℤ → (𝑃↑2) ∈ ℤ)
24	22, 23	syl 14	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑃↑2) ∈ ℤ)
25		2sqlem5.1	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
26	25	nnzd 9447	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
27	26, 24	zmulcld 9454	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑁 · (𝑃↑2)) ∈ ℤ)
28		dvdsmul2 11979	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℤ) → 𝑃 ∥ (𝑃 · 𝑃))
29	22, 22, 28	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ (𝑃 · 𝑃))
30	16	sqvald 10762	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑃↑2) = (𝑃 · 𝑃))
31	29, 30	breqtrrd 4061	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ (𝑃↑2))
32		dvdsmul2 11979	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑃↑2) ∈ ℤ) → (𝑃↑2) ∥ (𝑁 · (𝑃↑2)))
33	26, 24, 32	syl2anc 411	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑃↑2) ∥ (𝑁 · (𝑃↑2)))
34	22, 24, 27, 31, 33	dvdstrd 11995	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ (𝑁 · (𝑃↑2)))
35		gzcn 12541	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ ℤ[i] → (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ ℂ)
36	4, 35	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ ℂ)
37	36	abscld 11346	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (abs‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ∈ ℝ)
38	37	recnd 8055	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (abs‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ∈ ℂ)
39		gzcn 12541	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝐶 + (i · 𝐷)) ∈ ℤ[i] → (𝐶 + (i · 𝐷)) ∈ ℂ)
40	8, 39	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (𝐶 + (i · 𝐷)) ∈ ℂ)
41	40	abscld 11346	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (abs‘(𝐶 + (i · 𝐷))) ∈ ℝ)
42	41	recnd 8055	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (abs‘(𝐶 + (i · 𝐷))) ∈ ℂ)
43	38, 42	sqmuld 10777	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (abs‘(𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) = (((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) · ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)))
44	1	zred 9448	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
45	2	zred 9448	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
46	44, 45	crred 11141	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (ℜ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) = 𝐴)
47	46	oveq1d 5937	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((ℜ‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) = (𝐴↑2))
48	44, 45	crimd 11142	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) = 𝐵)
49	48	oveq1d 5937	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((ℑ‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) = (𝐵↑2))
50	47, 49	oveq12d 5940	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (((ℜ‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((ℑ‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2)) = ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)))
51	36	absvalsq2d 11348	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → ((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) = (((ℜ‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((ℑ‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2)))
52		2sqlem4.7	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑁 · 𝑃) = ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)))
53	50, 51, 52	3eqtr4d 2239	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) = (𝑁 · 𝑃))
54	5	zred 9448	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
55	6	zred 9448	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ)
56	54, 55	crred 11141	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (ℜ‘(𝐶 + (i · 𝐷))) = 𝐶)
57	56	oveq1d 5937	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((ℜ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2) = (𝐶↑2))
58	54, 55	crimd 11142	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘(𝐶 + (i · 𝐷))) = 𝐷)
59	58	oveq1d 5937	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((ℑ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2) = (𝐷↑2))
60	57, 59	oveq12d 5940	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (((ℜ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2) + ((ℑ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)) = ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)))
61	40	absvalsq2d 11348	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2) = (((ℜ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2) + ((ℑ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)))
62		2sqlem4.8	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑃 = ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)))
63	60, 61, 62	3eqtr4d 2239	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2) = 𝑃)
64	53, 63	oveq12d 5940	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) · ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)) = ((𝑁 · 𝑃) · 𝑃))
65	25	nncnd 9004	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
66	65, 16, 16	mulassd 8050	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝑁 · 𝑃) · 𝑃) = (𝑁 · (𝑃 · 𝑃)))
67	43, 64, 66	3eqtrd 2233	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (abs‘(𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) = (𝑁 · (𝑃 · 𝑃)))
68	36, 40	absmuld 11359	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) = ((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))))
69	68	oveq1d 5937	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) = (((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (abs‘(𝐶 + (i · 𝐷))))↑2))
70	30	oveq2d 5938	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑁 · (𝑃↑2)) = (𝑁 · (𝑃 · 𝑃)))
71	67, 69, 70	3eqtr4d 2239	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) = (𝑁 · (𝑃↑2)))
72	34, 71	breqtrrd 4061	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ ((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2))
73	12	absvalsq2d 11348	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) = (((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) + ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2)))
74		elgz 12540	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) ∈ ℤ[i] ↔ (((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) ∈ ℂ ∧ (ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℤ ∧ (ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℤ))
75	74	simp2bi 1015	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) ∈ ℤ[i] → (ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℤ)
76	10, 75	syl 14	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℤ)
77		zsqcl 10702	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℤ → ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ∈ ℤ)
78	76, 77	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ∈ ℤ)
79	78	zcnd 9449	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ∈ ℂ)
80	74	simp3bi 1016	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) ∈ ℤ[i] → (ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℤ)
81	10, 80	syl 14	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℤ)
82		zsqcl 10702	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℤ → ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ∈ ℤ)
83	81, 82	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ∈ ℤ)
84	83	zcnd 9449	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ∈ ℂ)
85	79, 84	addcomd 8177	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) + ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2)) = (((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) + ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2)))
86	73, 85	eqtrd 2229	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) = (((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) + ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2)))
87	72, 86	breqtrd 4059	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ (((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) + ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2)))
88		2sqlem4.9	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ ((𝐶 · 𝐵) + (𝐴 · 𝐷)))
89	5	zcnd 9449	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
90	2	zcnd 9449	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
91	89, 90	mulcld 8047	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝐶 · 𝐵) ∈ ℂ)
92	1	zcnd 9449	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
93	6	zcnd 9449	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℂ)
94	92, 93	mulcld 8047	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝐴 · 𝐷) ∈ ℂ)
95	91, 94	addcomd 8177	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 · 𝐵) + (𝐴 · 𝐷)) = ((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵)))
96	89, 90	mulcomd 8048	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝐶 · 𝐵) = (𝐵 · 𝐶))
97	96	oveq2d 5938	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵)) = ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶)))
98	95, 97	eqtrd 2229	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 · 𝐵) + (𝐴 · 𝐷)) = ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶)))
99	88, 98	breqtrd 4059	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶)))
100	36, 40	immuld 11129	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) = (((ℜ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (ℑ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))) + ((ℑ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (ℜ‘(𝐶 + (i · 𝐷))))))
101	46, 58	oveq12d 5940	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((ℜ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (ℑ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))) = (𝐴 · 𝐷))
102	48, 56	oveq12d 5940	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((ℑ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (ℜ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))) = (𝐵 · 𝐶))
103	101, 102	oveq12d 5940	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (((ℜ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (ℑ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))) + ((ℑ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (ℜ‘(𝐶 + (i · 𝐷))))) = ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶)))
104	100, 103	eqtrd 2229	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) = ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶)))
105	99, 104	breqtrrd 4061	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ (ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))))
106		2nn 9152	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 2 ∈ ℕ
107	106	a1i 9	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℕ)
108		prmdvdsexp 12316	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℕ) → (𝑃 ∥ ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ↔ 𝑃 ∥ (ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))))
109	13, 81, 107, 108	syl3anc 1249	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑃 ∥ ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ↔ 𝑃 ∥ (ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))))
110	105, 109	mpbird 167	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2))
111		dvdsadd2b 12005	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ∈ ℤ ∧ (((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∥ ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2))) → (𝑃 ∥ ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ↔ 𝑃 ∥ (((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) + ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2))))
112	22, 78, 83, 110, 111	syl112anc 1253	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑃 ∥ ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ↔ 𝑃 ∥ (((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) + ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2))))
113	87, 112	mpbird 167	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2))
114		prmdvdsexp 12316	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℕ) → (𝑃 ∥ ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ↔ 𝑃 ∥ (ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))))
115	13, 76, 107, 114	syl3anc 1249	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑃 ∥ ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) ↔ 𝑃 ∥ (ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))))
116	113, 115	mpbid 147	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ (ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))))
117	15	nnne0d 9035	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ≠ 0)
118		dvdsval2 11955	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ≠ 0 ∧ (ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℤ) → (𝑃 ∥ (ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ↔ ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / 𝑃) ∈ ℤ))
119	22, 117, 76, 118	syl3anc 1249	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑃 ∥ (ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ↔ ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / 𝑃) ∈ ℤ))
120	116, 119	mpbid 147	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / 𝑃) ∈ ℤ)
121	20, 120	eqeltrd 2273	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (ℜ‘(((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃)) ∈ ℤ)
122	19, 12, 17	imdivapd 11140	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘(((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃)) = ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / 𝑃))
123		dvdsval2 11955	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ≠ 0 ∧ (ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℤ) → (𝑃 ∥ (ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ↔ ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / 𝑃) ∈ ℤ))
124	22, 117, 81, 123	syl3anc 1249	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑃 ∥ (ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ↔ ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / 𝑃) ∈ ℤ))
125	105, 124	mpbid 147	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / 𝑃) ∈ ℤ)
126	122, 125	eqeltrd 2273	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (ℑ‘(((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃)) ∈ ℤ)
127		elgz 12540	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃) ∈ ℤ[i] ↔ ((((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃) ∈ ℂ ∧ (ℜ‘(((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃)) ∈ ℤ ∧ (ℑ‘(((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃)) ∈ ℤ))
128	18, 121, 126, 127	syl3anbrc 1183	. . 3 ⊢ (𝜑 → (((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃) ∈ ℤ[i])
129	12, 16, 17	absdivapd 11360	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (abs‘(((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃)) = ((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / (abs‘𝑃)))
130	15	nnnn0d 9302	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℕ0)
131	130	nn0ge0d 9305	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ 𝑃)
132	19, 131	absidd 11332	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (abs‘𝑃) = 𝑃)
133	132	oveq2d 5938	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / (abs‘𝑃)) = ((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / 𝑃))
134	129, 133	eqtrd 2229	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (abs‘(((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃)) = ((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / 𝑃))
135	134	oveq1d 5937	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((abs‘(((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃))↑2) = (((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / 𝑃)↑2))
136	12	abscld 11346	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℝ)
137	136	recnd 8055	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) ∈ ℂ)
138	137, 16, 17	sqdivapd 10778	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) / 𝑃)↑2) = (((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) / (𝑃↑2)))
139	71	oveq1d 5937	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) / (𝑃↑2)) = ((𝑁 · (𝑃↑2)) / (𝑃↑2)))
140	15	nnsqcld 10786	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑃↑2) ∈ ℕ)
141	140	nncnd 9004	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑃↑2) ∈ ℂ)
142	140	nnap0d 9036	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑃↑2) # 0)
143	65, 141, 142	divcanap4d 8823	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑁 · (𝑃↑2)) / (𝑃↑2)) = 𝑁)
144	139, 143	eqtrd 2229	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (((abs‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) / (𝑃↑2)) = 𝑁)
145	135, 138, 144	3eqtrrd 2234	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑁 = ((abs‘(((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃))↑2))
146		fveq2 5558	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃) → (abs‘𝑥) = (abs‘(((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃)))
147	146	oveq1d 5937	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃) → ((abs‘𝑥)↑2) = ((abs‘(((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃))↑2))
148	147	rspceeqv 2886	. . 3 ⊢ (((((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃) ∈ ℤ[i] ∧ 𝑁 = ((abs‘(((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) / 𝑃))↑2)) → ∃𝑥 ∈ ℤ[i] 𝑁 = ((abs‘𝑥)↑2))
149	128, 145, 148	syl2anc 411	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℤ[i] 𝑁 = ((abs‘𝑥)↑2))
150		2sq.1	. . 3 ⊢ 𝑆 = ran (𝑤 ∈ ℤ[i] ↦ ((abs‘𝑤)↑2))
151	150	2sqlem1 15355	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ 𝑆 ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ[i] 𝑁 = ((abs‘𝑥)↑2))
152	149, 151	sylibr 134	1 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑆)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 105   = wceq 1364   ∈ wcel 2167   ≠ wne 2367  ∃wrex 2476   class class class wbr 4033   ↦ cmpt 4094  ran crn 4664  ‘cfv 5258  (class class class)co 5922  ℂcc 7877  0cc0 7879  ici 7881   + caddc 7882   · cmul 7884   / cdiv 8699  ℕcn 8990  2c2 9041  ℤcz 9326  ↑cexp 10630  ℜcre 11005  ℑcim 11006  abscabs 11162   ∥ cdvds 11952  ℙcprime 12275  ℤ[i]cgz 12538

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 4148  ax-sep 4151  ax-nul 4159  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573  ax-iinf 4624  ax-cnex 7970  ax-resscn 7971  ax-1cn 7972  ax-1re 7973  ax-icn 7974  ax-addcl 7975  ax-addrcl 7976  ax-mulcl 7977  ax-mulrcl 7978  ax-addcom 7979  ax-mulcom 7980  ax-addass 7981  ax-mulass 7982  ax-distr 7983  ax-i2m1 7984  ax-0lt1 7985  ax-1rid 7986  ax-0id 7987  ax-rnegex 7988  ax-precex 7989  ax-cnre 7990  ax-pre-ltirr 7991  ax-pre-ltwlin 7992  ax-pre-lttrn 7993  ax-pre-apti 7994  ax-pre-ltadd 7995  ax-pre-mulgt0 7996  ax-pre-mulext 7997  ax-arch 7998  ax-caucvg 7999

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  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 3451  df-if 3562  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-int 3875  df-iun 3918  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-tr 4132  df-id 4328  df-po 4331  df-iso 4332  df-iord 4401  df-on 4403  df-ilim 4404  df-suc 4406  df-iom 4627  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-ima 4676  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-f 5262  df-f1 5263  df-fo 5264  df-f1o 5265  df-fv 5266  df-riota 5877  df-ov 5925  df-oprab 5926  df-mpo 5927  df-1st 6198  df-2nd 6199  df-recs 6363  df-frec 6449  df-1o 6474  df-2o 6475  df-er 6592  df-en 6800  df-sup 7050  df-pnf 8063  df-mnf 8064  df-xr 8065  df-ltxr 8066  df-le 8067  df-sub 8199  df-neg 8200  df-reap 8602  df-ap 8609  df-div 8700  df-inn 8991  df-2 9049  df-3 9050  df-4 9051  df-n0 9250  df-z 9327  df-uz 9602  df-q 9694  df-rp 9729  df-fz 10084  df-fzo 10218  df-fl 10360  df-mod 10415  df-seqfrec 10540  df-exp 10631  df-cj 11007  df-re 11008  df-im 11009  df-rsqrt 11163  df-abs 11164  df-dvds 11953  df-gcd 12121  df-prm 12276  df-gz 12539

This theorem is referenced by:  2sqlem4  15359