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Theorem 4sqlemsdc 13157
Description: Lemma for 4sq 13167. 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 13155 and 4sqexercise2 13156 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 9657 . . . 4 (𝐴 ∈ ℕ0 → -𝐴 ∈ ℤ)
2 nn0z 9643 . . . 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 10407 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴) → 𝑥 ∈ ℤ)
1110ad4antlr 499 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → 𝑥 ∈ ℤ)
12 zsqcl2 11032 . . . . . . . . . . . . . . 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 10407 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴) → 𝑦 ∈ ℤ)
1514ad3antlr 497 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → 𝑦 ∈ ℤ)
16 zsqcl2 11032 . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ∈ ℕ0)
19 elfzelz 10407 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴) → 𝑧 ∈ ℤ)
2019ad2antlr 493 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → 𝑧 ∈ ℤ)
21 zsqcl2 11032 . . . . . . . . . . . . . . 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 10407 . . . . . . . . . . . . . . . 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 11032 . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ∈ ℕ0)
2818, 27nn0addcld 9603 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℕ0)
2928nn0zd 9745 . . . . . . . . . . 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 9699 . . . . . . . . . . 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 415 . . . . . . . . . 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 10637 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) → DECID𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
331ad5antr 500 . . . . . . . . . . . . . . . 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 500 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9747 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9747 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8697 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11115 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9749 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11124 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9748 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11013 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4151 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9600 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9600 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9589 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑤↑2) ∈ ℝ ∧ (𝑧↑2) ∈ ℕ0) → (𝑤↑2) ≤ ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))
6039, 48, 59syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9589 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8440 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 533 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4153 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8440 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8845 . . . . . . . . . . . . . . . 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 11124 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8440 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10398 . . . . . . . . . . . . . . 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 455 . . . . . . . . . . 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 2553 . . . . . . . . . 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 850 . . . . . . . . 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 10637 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) → DECID𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
801ad5antr 500 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝐴 ∈ ℤ)
812ad5antr 500 . . . . . . . . . . . . . 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 9747 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑧 ∈ ℝ)
8481zred 9747 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
8583renegcld 8697 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝑧 ∈ ℝ)
8683resqcld 11115 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9749 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11124 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9748 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11013 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4151 . . . . . . . . . . . . . . . 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 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9600 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9600 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9588 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑧↑2) ∈ ℝ ∧ (𝑤↑2) ∈ ℕ0) → (𝑧↑2) ≤ ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))
10686, 95, 105syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8440 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 533 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4153 . . . . . . . . . . . . . . . 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 8440 . . . . . . . . . . . . . . 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 8845 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝐴𝑧)
113 zzlesq 11124 . . . . . . . . . . . . . . . 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 8440 . . . . . . . . . . . . . 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 10398 . . . . . . . . . . . . 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 2671 . . . . . . . . . 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 455 . . . . . . . . 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 2553 . . . . . . . 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 850 . . . . . . 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 10637 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) → DECID𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
1251ad5antr 500 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝐴 ∈ ℤ)
1262ad5antr 500 . . . . . . . . . . . . 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 9747 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ ℝ)
129126zred 9747 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
130128renegcld 8697 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦 ∈ ℝ)
131128resqcld 11115 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ∈ ℝ)
132127znegcld 9749 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦 ∈ ℤ)
133 zzlesq 11124 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9748 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ ℂ)
136 sqneg 11013 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4151 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦 ≤ (𝑦↑2))
13910ad5antlr 501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9600 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑧↑2) ∈ ℕ0)
14525ad3antlr 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9600 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9589 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑦↑2) ∈ ℝ ∧ (𝑥↑2) ∈ ℕ0) → (𝑦↑2) ≤ ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)))
150131, 140, 149syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9588 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 415 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8440 . . . . . . . . . . . . . . . 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 533 . . . . . . . . . . . . . . . 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 4153 . . . . . . . . . . . . . . 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 8440 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦𝐴)
157128, 129, 156lenegcon1d 8845 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝐴𝑦)
158 zzlesq 11124 . . . . . . . . . . . . . . 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 8440 . . . . . . . . . . . . 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 10398 . . . . . . . . . . . 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 2693 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑦 ∈ ℤ ↔ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)))
165164rexlimdva2 2671 . . . . . . . 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 455 . . . . . . 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 2553 . . . . . 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 850 . . . . 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 10637 . . 3 (𝐴 ∈ ℕ0DECID𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
1711ad5antr 500 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝐴 ∈ ℤ)
1722ad5antr 500 . . . . . . . . . . . 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 9747 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℝ)
175172zred 9747 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
176174renegcld 8697 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥 ∈ ℝ)
177174resqcld 11115 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑥↑2) ∈ ℝ)
178173znegcld 9749 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥 ∈ ℤ)
179 zzlesq 11124 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9748 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℂ)
182 sqneg 11013 . . . . . . . . . . . . . . . 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 4151 . . . . . . . . . . . . . 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 501 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ∈ ℕ0)
187185, 186nn0addcld 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9600 . . . . . . . . . . . . . . . 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 499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑧↑2) ∈ ℕ0)
19025ad3antlr 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑤↑2) ∈ ℕ0)
191189, 190nn0addcld 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9603 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9600 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9588 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑥↑2) ∈ ℝ ∧ (𝑦↑2) ∈ ℕ0) → (𝑥↑2) ≤ ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)))
195177, 186, 194syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . 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 415 . . . . . . . . . . . . . . . 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 8440 . . . . . . . . . . . . . . 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 533 . . . . . . . . . . . . . . 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 4153 . . . . . . . . . . . . . 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 8440 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥𝐴)
201174, 175, 200lenegcon1d 8845 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝐴𝑥)
202 zzlesq 11124 . . . . . . . . . . . . . 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 8440 . . . . . . . . . . . 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 10398 . . . . . . . . . . 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 2693 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑥 ∈ ℤ ↔ 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)))
209208r19.29an 2693 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑥 ∈ ℤ ↔ 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)))
210209rexlimdva2 2671 . . . . . 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 455 . . . . 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 2553 . . . 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 850 . . 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 2245 . . . . . 6 (𝑛 = 𝐴 → (𝑛 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
2162152rexbidv 2575 . . . . 5 (𝑛 = 𝐴 → (∃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 2575 . . . 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 2973 . . 3 (𝐴 ∈ ℕ0 → (𝐴𝑆 ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
220219dcbid 850 . 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 846   = wceq 1402  wcel 2209  {cab 2224  wrex 2529   class class class wbr 4125  (class class class)co 6075  cc 8167  cr 8168   + caddc 8172  cle 8351  -cneg 8488  2c2 9334  0cn0 9542  cz 9623  ...cfz 10390  cexp 10953
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 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4241  ax-sep 4244  ax-nul 4254  ax-pow 4306  ax-pr 4341  ax-un 4573  ax-setind 4679  ax-iinf 4730  ax-cnex 8260  ax-resscn 8261  ax-1cn 8262  ax-1re 8263  ax-icn 8264  ax-addcl 8265  ax-addrcl 8266  ax-mulcl 8267  ax-mulrcl 8268  ax-addcom 8269  ax-mulcom 8270  ax-addass 8271  ax-mulass 8272  ax-distr 8273  ax-i2m1 8274  ax-0lt1 8275  ax-1rid 8276  ax-0id 8277  ax-rnegex 8278  ax-precex 8279  ax-cnre 8280  ax-pre-ltirr 8281  ax-pre-ltwlin 8282  ax-pre-lttrn 8283  ax-pre-apti 8284  ax-pre-ltadd 8285  ax-pre-mulgt0 8286  ax-pre-mulext 8287
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3636  df-pw 3687  df-sn 3711  df-pr 3712  df-op 3714  df-uni 3931  df-int 3966  df-iun 4009  df-br 4126  df-opab 4188  df-mpt 4189  df-tr 4225  df-id 4433  df-po 4436  df-iso 4437  df-iord 4506  df-on 4508  df-ilim 4509  df-suc 4511  df-iom 4733  df-xp 4775  df-rel 4776  df-cnv 4777  df-co 4778  df-dm 4779  df-rn 4780  df-res 4781  df-ima 4782  df-iota 5332  df-fun 5374  df-fn 5375  df-f 5376  df-f1 5377  df-fo 5378  df-f1o 5379  df-fv 5380  df-riota 6028  df-ov 6078  df-oprab 6079  df-mpo 6080  df-1st 6364  df-2nd 6365  df-recs 6566  df-frec 6652  df-pnf 8352  df-mnf 8353  df-xr 8354  df-ltxr 8355  df-le 8356  df-sub 8489  df-neg 8490  df-reap 8893  df-ap 8900  df-div 8993  df-inn 9284  df-2 9342  df-n0 9543  df-z 9624  df-uz 9901  df-fz 10391  df-fzo 10528  df-seqfrec 10863  df-exp 10954
This theorem is referenced by:  4sqlem13m  13160  4sqlem14  13161  4sqlem17  13164  4sqlem18  13165
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