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Theorem 4sqlemsdc 12991
Description: Lemma for 4sq 13001. 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 12989 and 4sqexercise2 12990 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 9513 . . . 4 (𝐴 ∈ ℕ0 → -𝐴 ∈ ℤ)
2 nn0z 9499 . . . 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 10260 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10880 . . . . . . . . . . . . . . 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 10260 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10880 . . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ∈ ℕ0)
19 elfzelz 10260 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10880 . . . . . . . . . . . . . . 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 10260 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10880 . . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ∈ ℕ0)
2818, 27nn0addcld 9459 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℕ0)
2928nn0zd 9600 . . . . . . . . . . 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 9555 . . . . . . . . . . 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 10487 . . . . . . . . 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 9602 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9602 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8559 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10962 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9604 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10971 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10861 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4114 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9456 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9456 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8303 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 529 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4116 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8303 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8707 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10971 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8303 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10251 . . . . . . . . . . . . . . 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 2535 . . . . . . . . . 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 845 . . . . . . . . 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 10487 . . . . . . 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 9602 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑧 ∈ ℝ)
8481zred 9602 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
8583renegcld 8559 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝑧 ∈ ℝ)
8683resqcld 10962 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9604 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10971 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10861 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4114 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9456 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9456 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9448 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8303 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 529 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4116 . . . . . . . . . . . . . . . 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 8303 . . . . . . . . . . . . . . 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 8707 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝐴𝑧)
113 zzlesq 10971 . . . . . . . . . . . . . . . 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 8303 . . . . . . . . . . . . . 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 10251 . . . . . . . . . . . . 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 2653 . . . . . . . . . 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 2535 . . . . . . . 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 845 . . . . . . 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 10487 . . . . 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 9602 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ ℝ)
129126zred 9602 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
130128renegcld 8559 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦 ∈ ℝ)
131128resqcld 10962 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ∈ ℝ)
132127znegcld 9604 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦 ∈ ℤ)
133 zzlesq 10971 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ ℂ)
136 sqneg 10861 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4114 . . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9456 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9456 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9449 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9448 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8303 . . . . . . . . . . . . . . . 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 529 . . . . . . . . . . . . . . . 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 4116 . . . . . . . . . . . . . . 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 8303 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦𝐴)
157128, 129, 156lenegcon1d 8707 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝐴𝑦)
158 zzlesq 10971 . . . . . . . . . . . . . . 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 8303 . . . . . . . . . . . . 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 10251 . . . . . . . . . . . 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 2675 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑦 ∈ ℤ ↔ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)))
165164rexlimdva2 2653 . . . . . . . 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 2535 . . . . . 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 845 . . . . 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 10487 . . 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 9602 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℝ)
175172zred 9602 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
176174renegcld 8559 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥 ∈ ℝ)
177174resqcld 10962 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑥↑2) ∈ ℝ)
178173znegcld 9604 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥 ∈ ℤ)
179 zzlesq 10971 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℂ)
182 sqneg 10861 . . . . . . . . . . . . . . . 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 4114 . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9456 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9459 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9456 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9448 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8303 . . . . . . . . . . . . . . 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 529 . . . . . . . . . . . . . . 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 4116 . . . . . . . . . . . . . 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 8303 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥𝐴)
201174, 175, 200lenegcon1d 8707 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝐴𝑥)
202 zzlesq 10971 . . . . . . . . . . . . . 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 8303 . . . . . . . . . . . 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 10251 . . . . . . . . . . 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 2675 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑥 ∈ ℤ ↔ 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)))
209208r19.29an 2675 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑥 ∈ ℤ ↔ 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)))
210209rexlimdva2 2653 . . . . . 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 2535 . . . 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 845 . . 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 2238 . . . . . 6 (𝑛 = 𝐴 → (𝑛 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
2162152rexbidv 2557 . . . . 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 2557 . . . 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 2953 . . 3 (𝐴 ∈ ℕ0 → (𝐴𝑆 ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
220219dcbid 845 . 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 841   = wceq 1397  wcel 2202  {cab 2217  wrex 2511   class class class wbr 4088  (class class class)co 6018  cc 8030  cr 8031   + caddc 8035  cle 8215  -cneg 8351  2c2 9194  0cn0 9402  cz 9479  ...cfz 10243  cexp 10801
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 619  ax-in2 620  ax-io 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4204  ax-sep 4207  ax-nul 4215  ax-pow 4264  ax-pr 4299  ax-un 4530  ax-setind 4635  ax-iinf 4686  ax-cnex 8123  ax-resscn 8124  ax-1cn 8125  ax-1re 8126  ax-icn 8127  ax-addcl 8128  ax-addrcl 8129  ax-mulcl 8130  ax-mulrcl 8131  ax-addcom 8132  ax-mulcom 8133  ax-addass 8134  ax-mulass 8135  ax-distr 8136  ax-i2m1 8137  ax-0lt1 8138  ax-1rid 8139  ax-0id 8140  ax-rnegex 8141  ax-precex 8142  ax-cnre 8143  ax-pre-ltirr 8144  ax-pre-ltwlin 8145  ax-pre-lttrn 8146  ax-pre-apti 8147  ax-pre-ltadd 8148  ax-pre-mulgt0 8149  ax-pre-mulext 8150
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 842  df-3or 1005  df-3an 1006  df-tru 1400  df-fal 1403  df-nf 1509  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2363  df-ne 2403  df-nel 2498  df-ral 2515  df-rex 2516  df-reu 2517  df-rmo 2518  df-rab 2519  df-v 2804  df-sbc 3032  df-csb 3128  df-dif 3202  df-un 3204  df-in 3206  df-ss 3213  df-nul 3495  df-if 3606  df-pw 3654  df-sn 3675  df-pr 3676  df-op 3678  df-uni 3894  df-int 3929  df-iun 3972  df-br 4089  df-opab 4151  df-mpt 4152  df-tr 4188  df-id 4390  df-po 4393  df-iso 4394  df-iord 4463  df-on 4465  df-ilim 4466  df-suc 4468  df-iom 4689  df-xp 4731  df-rel 4732  df-cnv 4733  df-co 4734  df-dm 4735  df-rn 4736  df-res 4737  df-ima 4738  df-iota 5286  df-fun 5328  df-fn 5329  df-f 5330  df-f1 5331  df-fo 5332  df-f1o 5333  df-fv 5334  df-riota 5971  df-ov 6021  df-oprab 6022  df-mpo 6023  df-1st 6303  df-2nd 6304  df-recs 6471  df-frec 6557  df-pnf 8216  df-mnf 8217  df-xr 8218  df-ltxr 8219  df-le 8220  df-sub 8352  df-neg 8353  df-reap 8755  df-ap 8762  df-div 8853  df-inn 9144  df-2 9202  df-n0 9403  df-z 9480  df-uz 9756  df-fz 10244  df-fzo 10378  df-seqfrec 10711  df-exp 10802
This theorem is referenced by:  4sqlem13m  12994  4sqlem14  12995  4sqlem17  12998  4sqlem18  12999
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