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Theorem 4sqlemsdc 12594
Description: Lemma for 4sq 12604. 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 12592 and 4sqexercise2 12593 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 ∣ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝑛 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))}
Assertion
Ref Expression
4sqlemsdc (𝐴 ∈ ℕ0DECID 𝐴𝑆)
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 9377 . . . 4 (𝐴 ∈ ℕ0 → -𝐴 ∈ ℤ)
2 nn0z 9363 . . . 4 (𝐴 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℤ)
31adantr 276 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) → -𝐴 ∈ ℤ)
42adantr 276 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) → 𝐴 ∈ ℤ)
53adantr 276 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) → -𝐴 ∈ ℤ)
64adantr 276 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) → 𝐴 ∈ ℤ)
75adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) → -𝐴 ∈ ℤ)
86adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) → 𝐴 ∈ ℤ)
98adantr 276 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → 𝐴 ∈ ℤ)
10 elfzelz 10117 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴) → 𝑥 ∈ ℤ)
1110ad4antlr 495 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → 𝑥 ∈ ℤ)
12 zsqcl2 10726 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 ∈ ℤ → (𝑥↑2) ∈ ℕ0)
1311, 12syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (𝑥↑2) ∈ ℕ0)
14 elfzelz 10117 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴) → 𝑦 ∈ ℤ)
1514ad3antlr 493 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → 𝑦 ∈ ℤ)
16 zsqcl2 10726 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ ℤ → (𝑦↑2) ∈ ℕ0)
1715, 16syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (𝑦↑2) ∈ ℕ0)
1813, 17nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ∈ ℕ0)
19 elfzelz 10117 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴) → 𝑧 ∈ ℤ)
2019ad2antlr 489 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → 𝑧 ∈ ℤ)
21 zsqcl2 10726 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 ∈ ℤ → (𝑧↑2) ∈ ℕ0)
2220, 21syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (𝑧↑2) ∈ ℕ0)
23 elfzelz 10117 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴) → 𝑤 ∈ ℤ)
2423adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → 𝑤 ∈ ℤ)
25 zsqcl2 10726 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑤 ∈ ℤ → (𝑤↑2) ∈ ℕ0)
2624, 25syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (𝑤↑2) ∈ ℕ0)
2722, 26nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ∈ ℕ0)
2818, 27nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℕ0)
2928nn0zd 9463 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℤ)
30 zdceq 9418 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℤ) → DECID 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
319, 29, 30syl2anc 411 . . . . . . . . . 10 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → DECID 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
327, 8, 31exfzdc 10333 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) → DECID𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
331ad5antr 496 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → -𝐴 ∈ ℤ)
342ad5antr 496 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℤ)
35 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → 𝑤 ∈ ℤ)
3635zred 9465 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → 𝑤 ∈ ℝ)
3734zred 9465 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
3836renegcld 8423 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → -𝑤 ∈ ℝ)
3936resqcld 10808 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → (𝑤↑2) ∈ ℝ)
4035znegcld 9467 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → -𝑤 ∈ ℤ)
41 zzlesq 10817 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (-𝑤 ∈ ℤ → -𝑤 ≤ (-𝑤↑2))
4240, 41syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → -𝑤 ≤ (-𝑤↑2))
4335zcnd 9466 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → 𝑤 ∈ ℂ)
44 sqneg 10707 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑤 ∈ ℂ → (-𝑤↑2) = (𝑤↑2))
4543, 44syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → (-𝑤↑2) = (𝑤↑2))
4642, 45breqtrd 4060 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → -𝑤 ≤ (𝑤↑2))
4719ad3antlr 493 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → 𝑧 ∈ ℤ)
4847, 21syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → (𝑧↑2) ∈ ℕ0)
4925adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → (𝑤↑2) ∈ ℕ0)
5048, 49nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ∈ ℕ0)
5150nn0red 9320 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ∈ ℝ)
5210ad5antlr 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℤ)
5352, 12syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → (𝑥↑2) ∈ ℕ0)
5414ad4antlr 495 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ ℤ)
5554, 16syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ∈ ℕ0)
5653, 55nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ∈ ℕ0)
5756, 50nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℕ0)
5857nn0red 9320 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℝ)
59 nn0addge2 9313 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑤↑2) ∈ ℝ ∧ (𝑧↑2) ∈ ℕ0) → (𝑤↑2) ≤ ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))
6039, 48, 59syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → (𝑤↑2) ≤ ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))
61 nn0addge2 9313 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ∈ ℝ ∧ ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ∈ ℕ0) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
6251, 56, 61syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
6339, 51, 58, 60, 62letrd 8167 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → (𝑤↑2) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
64 simplr 528 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
6563, 64breqtrrd 4062 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → (𝑤↑2) ≤ 𝐴)
6638, 39, 37, 46, 65letrd 8167 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → -𝑤𝐴)
6736, 37, 66lenegcon1d 8571 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → -𝐴𝑤)
68 zzlesq 10817 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑤 ∈ ℤ → 𝑤 ≤ (𝑤↑2))
6968adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → 𝑤 ≤ (𝑤↑2))
7036, 39, 37, 69, 65letrd 8167 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → 𝑤𝐴)
7133, 34, 35, 67, 70elfzd 10108 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴))
7271ex 115 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑤 ∈ ℤ → 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)))
7372, 23impbid1 142 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑤 ∈ ℤ ↔ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)))
7473ex 115 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) → (𝑤 ∈ ℤ ↔ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴))))
7574pm5.32rd 451 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) → ((𝑤 ∈ ℤ ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ↔ (𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))))
7675rexbidv2 2500 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ ∃𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
7776dcbid 839 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (DECID𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ DECID𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
7832, 77mpbird 167 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) → DECID𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
795, 6, 78exfzdc 10333 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) → DECID𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
801ad5antr 496 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝐴 ∈ ℤ)
812ad5antr 496 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℤ)
82 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑧 ∈ ℤ)
8382zred 9465 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑧 ∈ ℝ)
8481zred 9465 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
8583renegcld 8423 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝑧 ∈ ℝ)
8683resqcld 10808 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑧↑2) ∈ ℝ)
8782znegcld 9467 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝑧 ∈ ℤ)
88 zzlesq 10817 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (-𝑧 ∈ ℤ → -𝑧 ≤ (-𝑧↑2))
8987, 88syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝑧 ≤ (-𝑧↑2))
9082zcnd 9466 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑧 ∈ ℂ)
91 sqneg 10707 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑧 ∈ ℂ → (-𝑧↑2) = (𝑧↑2))
9290, 91syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (-𝑧↑2) = (𝑧↑2))
9389, 92breqtrd 4060 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝑧 ≤ (𝑧↑2))
9421adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑧↑2) ∈ ℕ0)
9525ad3antlr 493 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑤↑2) ∈ ℕ0)
9694, 95nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ∈ ℕ0)
9796nn0red 9320 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ∈ ℝ)
9810ad5antlr 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℤ)
9998, 12syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑥↑2) ∈ ℕ0)
10014ad4antlr 495 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ ℤ)
101100, 16syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ∈ ℕ0)
10299, 101nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ∈ ℕ0)
103102, 96nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℕ0)
104103nn0red 9320 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℝ)
105 nn0addge1 9312 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑧↑2) ∈ ℝ ∧ (𝑤↑2) ∈ ℕ0) → (𝑧↑2) ≤ ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))
10686, 95, 105syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑧↑2) ≤ ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))
10797, 102, 61syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
10886, 97, 104, 106, 107letrd 8167 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑧↑2) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
109 simplr 528 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
110108, 109breqtrrd 4062 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑧↑2) ≤ 𝐴)
11185, 86, 84, 93, 110letrd 8167 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝑧𝐴)
11283, 84, 111lenegcon1d 8571 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝐴𝑧)
113 zzlesq 10817 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑧 ∈ ℤ → 𝑧 ≤ (𝑧↑2))
114113adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑧 ≤ (𝑧↑2))
11583, 86, 84, 114, 110letrd 8167 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑧𝐴)
11680, 81, 82, 112, 115elfzd 10108 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴))
117116ex 115 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑧 ∈ ℤ → 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)))
118117, 19impbid1 142 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑧 ∈ ℤ ↔ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)))
119118rexlimdva2 2617 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) → (𝑧 ∈ ℤ ↔ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴))))
120119pm5.32rd 451 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) → ((𝑧 ∈ ℤ ∧ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ↔ (𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴) ∧ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))))
121120rexbidv2 2500 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ ∃𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
122121dcbid 839 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (DECID𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ DECID𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
12379, 122mpbird 167 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) → DECID𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
1243, 4, 123exfzdc 10333 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) → DECID𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
1251ad5antr 496 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝐴 ∈ ℤ)
1262ad5antr 496 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℤ)
127 simpr 110 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ ℤ)
128127zred 9465 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ ℝ)
129126zred 9465 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
130128renegcld 8423 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦 ∈ ℝ)
131128resqcld 10808 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ∈ ℝ)
132127znegcld 9467 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦 ∈ ℤ)
133 zzlesq 10817 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (-𝑦 ∈ ℤ → -𝑦 ≤ (-𝑦↑2))
134132, 133syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦 ≤ (-𝑦↑2))
135127zcnd 9466 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ ℂ)
136 sqneg 10707 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 ∈ ℂ → (-𝑦↑2) = (𝑦↑2))
137135, 136syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (-𝑦↑2) = (𝑦↑2))
138134, 137breqtrd 4060 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦 ≤ (𝑦↑2))
13910ad5antlr 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℤ)
140139, 12syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑥↑2) ∈ ℕ0)
14116adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ∈ ℕ0)
142140, 141nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ∈ ℕ0)
143142nn0red 9320 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ∈ ℝ)
14421ad4antlr 495 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑧↑2) ∈ ℕ0)
14525ad3antlr 493 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑤↑2) ∈ ℕ0)
146144, 145nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ∈ ℕ0)
147142, 146nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℕ0)
148147nn0red 9320 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℝ)
149 nn0addge2 9313 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑦↑2) ∈ ℝ ∧ (𝑥↑2) ∈ ℕ0) → (𝑦↑2) ≤ ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)))
150131, 140, 149syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ≤ ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)))
151 nn0addge1 9312 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ∈ ℝ ∧ ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ∈ ℕ0) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
152143, 146, 151syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
153131, 143, 148, 150, 152letrd 8167 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
154 simplr 528 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
155153, 154breqtrrd 4062 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ≤ 𝐴)
156130, 131, 129, 138, 155letrd 8167 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦𝐴)
157128, 129, 156lenegcon1d 8571 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝐴𝑦)
158 zzlesq 10817 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ ℤ → 𝑦 ≤ (𝑦↑2))
159158adantl 277 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦 ≤ (𝑦↑2))
160128, 131, 129, 159, 155letrd 8167 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦𝐴)
161125, 126, 127, 157, 160elfzd 10108 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴))
162161ex 115 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑦 ∈ ℤ → 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)))
163162, 14impbid1 142 . . . . . . . . . 10 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑦 ∈ ℤ ↔ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)))
164163r19.29an 2639 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑦 ∈ ℤ ↔ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)))
165164rexlimdva2 2617 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) → (𝑦 ∈ ℤ ↔ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴))))
166165pm5.32rd 451 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) → ((𝑦 ∈ ℤ ∧ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ↔ (𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴) ∧ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))))
167166rexbidv2 2500 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ ∃𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
168167dcbid 839 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (DECID𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ DECID𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
169124, 168mpbird 167 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) → DECID𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
1701, 2, 169exfzdc 10333 . . 3 (𝐴 ∈ ℕ0DECID𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
1711ad5antr 496 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝐴 ∈ ℤ)
1722ad5antr 496 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℤ)
173 simpr 110 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℤ)
174173zred 9465 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℝ)
175172zred 9465 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
176174renegcld 8423 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥 ∈ ℝ)
177174resqcld 10808 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑥↑2) ∈ ℝ)
178173znegcld 9467 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥 ∈ ℤ)
179 zzlesq 10817 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (-𝑥 ∈ ℤ → -𝑥 ≤ (-𝑥↑2))
180178, 179syl 14 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥 ≤ (-𝑥↑2))
181173zcnd 9466 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℂ)
182 sqneg 10707 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ ℂ → (-𝑥↑2) = (𝑥↑2))
183181, 182syl 14 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (-𝑥↑2) = (𝑥↑2))
184180, 183breqtrd 4060 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥 ≤ (𝑥↑2))
18512adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑥↑2) ∈ ℕ0)
18616ad5antlr 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ∈ ℕ0)
187185, 186nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ∈ ℕ0)
188187nn0red 9320 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ∈ ℝ)
18921ad4antlr 495 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑧↑2) ∈ ℕ0)
19025ad3antlr 493 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑤↑2) ∈ ℕ0)
191189, 190nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ∈ ℕ0)
192187, 191nn0addcld 9323 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℕ0)
193192nn0red 9320 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℝ)
194 nn0addge1 9312 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑥↑2) ∈ ℝ ∧ (𝑦↑2) ∈ ℕ0) → (𝑥↑2) ≤ ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)))
195177, 186, 194syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑥↑2) ≤ ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)))
196188, 191, 151syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
197177, 188, 193, 195, 196letrd 8167 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑥↑2) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
198 simplr 528 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
199197, 198breqtrrd 4062 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑥↑2) ≤ 𝐴)
200176, 177, 175, 184, 199letrd 8167 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥𝐴)
201174, 175, 200lenegcon1d 8571 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝐴𝑥)
202 zzlesq 10817 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ ℤ → 𝑥 ≤ (𝑥↑2))
203202adantl 277 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥 ≤ (𝑥↑2))
204174, 177, 175, 203, 199letrd 8167 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥𝐴)
205171, 172, 173, 201, 204elfzd 10108 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴))
206205ex 115 . . . . . . . . . 10 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑥 ∈ ℤ → 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)))
207206, 10impbid1 142 . . . . . . . . 9 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑥 ∈ ℤ ↔ 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)))
208207r19.29an 2639 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑥 ∈ ℤ ↔ 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)))
209208r19.29an 2639 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑥 ∈ ℤ ↔ 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)))
210209rexlimdva2 2617 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℕ0 → (∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) → (𝑥 ∈ ℤ ↔ 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴))))
211210pm5.32rd 451 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℕ0 → ((𝑥 ∈ ℤ ∧ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ↔ (𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴) ∧ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))))
212211rexbidv2 2500 . . . 4 (𝐴 ∈ ℕ0 → (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ ∃𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
213212dcbid 839 . . 3 (𝐴 ∈ ℕ0 → (DECID𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ DECID𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
214170, 213mpbird 167 . 2 (𝐴 ∈ ℕ0DECID𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
215 eqeq1 2203 . . . . . 6 (𝑛 = 𝐴 → (𝑛 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
2162152rexbidv 2522 . . . . 5 (𝑛 = 𝐴 → (∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝑛 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
2172162rexbidv 2522 . . . 4 (𝑛 = 𝐴 → (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝑛 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
218 4sqlem11.1 . . . 4 𝑆 = {𝑛 ∣ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝑛 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))}
219217, 218elab2g 2911 . . 3 (𝐴 ∈ ℕ0 → (𝐴𝑆 ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
220219dcbid 839 . 2 (𝐴 ∈ ℕ0 → (DECID 𝐴𝑆DECID𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
221214, 220mpbird 167 1 (𝐴 ∈ ℕ0DECID 𝐴𝑆)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105  DECID wdc 835   = wceq 1364  wcel 2167  {cab 2182  wrex 2476   class class class wbr 4034  (class class class)co 5925  cc 7894  cr 7895   + caddc 7899  cle 8079  -cneg 8215  2c2 9058  0cn0 9266  cz 9343  ...cfz 10100  cexp 10647
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
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 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-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-n0 9267  df-z 9344  df-uz 9619  df-fz 10101  df-fzo 10235  df-seqfrec 10557  df-exp 10648
This theorem is referenced by:  4sqlem13m  12597  4sqlem14  12598  4sqlem17  12601  4sqlem18  12602
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