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Theorem 4sqlemsdc 13036
Description: Lemma for 4sq 13046. 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 13034 and 4sqexercise2 13035 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 9557 . . . 4 (𝐴 ∈ ℕ0 → -𝐴 ∈ ℤ)
2 nn0z 9543 . . . 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 10305 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10925 . . . . . . . . . . . . . . 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 10305 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10925 . . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ∈ ℕ0)
19 elfzelz 10305 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10925 . . . . . . . . . . . . . . 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 10305 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10925 . . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ∈ ℕ0)
2818, 27nn0addcld 9503 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℕ0)
2928nn0zd 9644 . . . . . . . . . . 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 9599 . . . . . . . . . . 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 10532 . . . . . . . . 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 9646 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9646 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8601 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11007 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9648 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11016 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9647 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10906 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4119 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9500 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9500 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9491 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9491 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8345 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4121 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8345 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8749 . . . . . . . . . . . . . . . 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 11016 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8345 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10296 . . . . . . . . . . . . . . 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 2536 . . . . . . . . . 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 846 . . . . . . . . 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 10532 . . . . . . 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 9646 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑧 ∈ ℝ)
8481zred 9646 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
8583renegcld 8601 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝑧 ∈ ℝ)
8683resqcld 11007 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9648 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11016 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9647 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10906 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4119 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9500 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9500 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8345 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4121 . . . . . . . . . . . . . . . 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 8345 . . . . . . . . . . . . . . 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 8749 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝐴𝑧)
113 zzlesq 11016 . . . . . . . . . . . . . . . 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 8345 . . . . . . . . . . . . . 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 10296 . . . . . . . . . . . . 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 2654 . . . . . . . . . 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 2536 . . . . . . . 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 846 . . . . . . 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 10532 . . . . 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 9646 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ ℝ)
129126zred 9646 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
130128renegcld 8601 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦 ∈ ℝ)
131128resqcld 11007 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ∈ ℝ)
132127znegcld 9648 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦 ∈ ℤ)
133 zzlesq 11016 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9647 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ ℂ)
136 sqneg 10906 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4119 . . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9500 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9500 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9491 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9490 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8345 . . . . . . . . . . . . . . . 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 4121 . . . . . . . . . . . . . . 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 8345 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦𝐴)
157128, 129, 156lenegcon1d 8749 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝐴𝑦)
158 zzlesq 11016 . . . . . . . . . . . . . . 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 8345 . . . . . . . . . . . . 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 10296 . . . . . . . . . . . 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 2676 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑦 ∈ ℤ ↔ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)))
165164rexlimdva2 2654 . . . . . . . 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 2536 . . . . . 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 846 . . . . 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 10532 . . 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 9646 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℝ)
175172zred 9646 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
176174renegcld 8601 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥 ∈ ℝ)
177174resqcld 11007 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑥↑2) ∈ ℝ)
178173znegcld 9648 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥 ∈ ℤ)
179 zzlesq 11016 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9647 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℂ)
182 sqneg 10906 . . . . . . . . . . . . . . . 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 4119 . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9500 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9503 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9500 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9490 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8345 . . . . . . . . . . . . . . 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 4121 . . . . . . . . . . . . . 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 8345 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥𝐴)
201174, 175, 200lenegcon1d 8749 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝐴𝑥)
202 zzlesq 11016 . . . . . . . . . . . . . 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 8345 . . . . . . . . . . . 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 10296 . . . . . . . . . . 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 2676 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑥 ∈ ℤ ↔ 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)))
209208r19.29an 2676 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑥 ∈ ℤ ↔ 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)))
210209rexlimdva2 2654 . . . . . 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 2536 . . . 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 846 . . 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 2558 . . . . 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 2558 . . . 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 2954 . . 3 (𝐴 ∈ ℕ0 → (𝐴𝑆 ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
220219dcbid 846 . 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 842   = wceq 1398  wcel 2202  {cab 2217  wrex 2512   class class class wbr 4093  (class class class)co 6028  cc 8073  cr 8074   + caddc 8078  cle 8257  -cneg 8393  2c2 9236  0cn0 9444  cz 9523  ...cfz 10288  cexp 10846
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 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4209  ax-sep 4212  ax-nul 4220  ax-pow 4270  ax-pr 4305  ax-un 4536  ax-setind 4641  ax-iinf 4692  ax-cnex 8166  ax-resscn 8167  ax-1cn 8168  ax-1re 8169  ax-icn 8170  ax-addcl 8171  ax-addrcl 8172  ax-mulcl 8173  ax-mulrcl 8174  ax-addcom 8175  ax-mulcom 8176  ax-addass 8177  ax-mulass 8178  ax-distr 8179  ax-i2m1 8180  ax-0lt1 8181  ax-1rid 8182  ax-0id 8183  ax-rnegex 8184  ax-precex 8185  ax-cnre 8186  ax-pre-ltirr 8187  ax-pre-ltwlin 8188  ax-pre-lttrn 8189  ax-pre-apti 8190  ax-pre-ltadd 8191  ax-pre-mulgt0 8192  ax-pre-mulext 8193
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2364  df-ne 2404  df-nel 2499  df-ral 2516  df-rex 2517  df-reu 2518  df-rmo 2519  df-rab 2520  df-v 2805  df-sbc 3033  df-csb 3129  df-dif 3203  df-un 3205  df-in 3207  df-ss 3214  df-nul 3497  df-if 3608  df-pw 3658  df-sn 3679  df-pr 3680  df-op 3682  df-uni 3899  df-int 3934  df-iun 3977  df-br 4094  df-opab 4156  df-mpt 4157  df-tr 4193  df-id 4396  df-po 4399  df-iso 4400  df-iord 4469  df-on 4471  df-ilim 4472  df-suc 4474  df-iom 4695  df-xp 4737  df-rel 4738  df-cnv 4739  df-co 4740  df-dm 4741  df-rn 4742  df-res 4743  df-ima 4744  df-iota 5293  df-fun 5335  df-fn 5336  df-f 5337  df-f1 5338  df-fo 5339  df-f1o 5340  df-fv 5341  df-riota 5981  df-ov 6031  df-oprab 6032  df-mpo 6033  df-1st 6312  df-2nd 6313  df-recs 6514  df-frec 6600  df-pnf 8258  df-mnf 8259  df-xr 8260  df-ltxr 8261  df-le 8262  df-sub 8394  df-neg 8395  df-reap 8797  df-ap 8804  df-div 8895  df-inn 9186  df-2 9244  df-n0 9445  df-z 9524  df-uz 9800  df-fz 10289  df-fzo 10423  df-seqfrec 10756  df-exp 10847
This theorem is referenced by:  4sqlem13m  13039  4sqlem14  13040  4sqlem17  13043  4sqlem18  13044
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