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Theorem 4sqlemsdc 12793
Description: Lemma for 4sq 12803. 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 12791 and 4sqexercise2 12792 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 9421 . . . 4 (𝐴 ∈ ℕ0 → -𝐴 ∈ ℤ)
2 nn0z 9407 . . . 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 10162 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10779 . . . . . . . . . . . . . . 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 10162 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10779 . . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ∈ ℕ0)
19 elfzelz 10162 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10779 . . . . . . . . . . . . . . 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 10162 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10779 . . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)) ∈ ℕ0)
2818, 27nn0addcld 9367 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ (-𝐴...𝐴)) → (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ∈ ℕ0)
2928nn0zd 9508 . . . . . . . . . . 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 9463 . . . . . . . . . . 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 10386 . . . . . . . . 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 9510 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9510 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8467 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10861 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9512 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10870 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9511 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10760 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4076 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9364 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9364 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9357 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9357 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8211 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → (𝑤↑2) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
64 simplr 528 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) → 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
6563, 64breqtrrd 4078 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8211 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8615 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10870 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8211 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10153 . . . . . . . . . . . . . . 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 2510 . . . . . . . . . 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 840 . . . . . . . . 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 10386 . . . . . . 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 9510 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑧 ∈ ℝ)
8481zred 9510 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
8583renegcld 8467 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝑧 ∈ ℝ)
8683resqcld 10861 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9512 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10870 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9511 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10760 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4076 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9364 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9364 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9356 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8211 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑧↑2) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
109 simplr 528 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
110108, 109breqtrrd 4078 . . . . . . . . . . . . . . . 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 8211 . . . . . . . . . . . . . . 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 8615 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → -𝐴𝑧)
113 zzlesq 10870 . . . . . . . . . . . . . . . 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 8211 . . . . . . . . . . . . . 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 10153 . . . . . . . . . . . . 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 2627 . . . . . . . . . 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 2510 . . . . . . . 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 840 . . . . . . 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 10386 . . . . 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 9510 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ ℝ)
129126zred 9510 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
130128renegcld 8467 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦 ∈ ℝ)
131128resqcld 10861 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ∈ ℝ)
132127znegcld 9512 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦 ∈ ℤ)
133 zzlesq 10870 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9511 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝑦 ∈ ℂ)
136 sqneg 10760 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4076 . . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9364 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9364 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9357 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9356 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8211 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑦↑2) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
154 simplr 528 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
155153, 154breqtrrd 4078 . . . . . . . . . . . . . . 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 8211 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝑦𝐴)
157128, 129, 156lenegcon1d 8615 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → -𝐴𝑦)
158 zzlesq 10870 . . . . . . . . . . . . . . 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 8211 . . . . . . . . . . . . 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 10153 . . . . . . . . . . . 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 2649 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑦 ∈ ℤ ↔ 𝑦 ∈ (-𝐴...𝐴)))
165164rexlimdva2 2627 . . . . . . . 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 2510 . . . . . 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 840 . . . . 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 10386 . . 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 9510 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℝ)
175172zred 9510 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
176174renegcld 8467 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥 ∈ ℝ)
177174resqcld 10861 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑥↑2) ∈ ℝ)
178173znegcld 9512 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥 ∈ ℤ)
179 zzlesq 10870 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9511 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝑥 ∈ ℂ)
182 sqneg 10760 . . . . . . . . . . . . . . . 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 4076 . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9364 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9367 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9364 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9356 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8211 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑥↑2) ≤ (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
198 simplr 528 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))))
199197, 198breqtrrd 4078 . . . . . . . . . . . . . 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 8211 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝑥𝐴)
201174, 175, 200lenegcon1d 8615 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑤 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → -𝐴𝑥)
202 zzlesq 10870 . . . . . . . . . . . . . 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 8211 . . . . . . . . . . . 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 10153 . . . . . . . . . . 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 2649 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑥 ∈ ℤ ↔ 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)))
209208r19.29an 2649 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ) ∧ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))) → (𝑥 ∈ ℤ ↔ 𝑥 ∈ (-𝐴...𝐴)))
210209rexlimdva2 2627 . . . . . 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 2510 . . . 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 840 . . 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 2213 . . . . . 6 (𝑛 = 𝐴 → (𝑛 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2))) ↔ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
2162152rexbidv 2532 . . . . 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 2532 . . . 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 2924 . . 3 (𝐴 ∈ ℕ0 → (𝐴𝑆 ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝐴 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))))
220219dcbid 840 . 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 836   = wceq 1373  wcel 2177  {cab 2192  wrex 2486   class class class wbr 4050  (class class class)co 5956  cc 7938  cr 7939   + caddc 7943  cle 8123  -cneg 8259  2c2 9102  0cn0 9310  cz 9387  ...cfz 10145  cexp 10700
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2179  ax-14 2180  ax-ext 2188  ax-coll 4166  ax-sep 4169  ax-nul 4177  ax-pow 4225  ax-pr 4260  ax-un 4487  ax-setind 4592  ax-iinf 4643  ax-cnex 8031  ax-resscn 8032  ax-1cn 8033  ax-1re 8034  ax-icn 8035  ax-addcl 8036  ax-addrcl 8037  ax-mulcl 8038  ax-mulrcl 8039  ax-addcom 8040  ax-mulcom 8041  ax-addass 8042  ax-mulass 8043  ax-distr 8044  ax-i2m1 8045  ax-0lt1 8046  ax-1rid 8047  ax-0id 8048  ax-rnegex 8049  ax-precex 8050  ax-cnre 8051  ax-pre-ltirr 8052  ax-pre-ltwlin 8053  ax-pre-lttrn 8054  ax-pre-apti 8055  ax-pre-ltadd 8056  ax-pre-mulgt0 8057  ax-pre-mulext 8058
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2193  df-cleq 2199  df-clel 2202  df-nfc 2338  df-ne 2378  df-nel 2473  df-ral 2490  df-rex 2491  df-reu 2492  df-rmo 2493  df-rab 2494  df-v 2775  df-sbc 3003  df-csb 3098  df-dif 3172  df-un 3174  df-in 3176  df-ss 3183  df-nul 3465  df-if 3576  df-pw 3622  df-sn 3643  df-pr 3644  df-op 3646  df-uni 3856  df-int 3891  df-iun 3934  df-br 4051  df-opab 4113  df-mpt 4114  df-tr 4150  df-id 4347  df-po 4350  df-iso 4351  df-iord 4420  df-on 4422  df-ilim 4423  df-suc 4425  df-iom 4646  df-xp 4688  df-rel 4689  df-cnv 4690  df-co 4691  df-dm 4692  df-rn 4693  df-res 4694  df-ima 4695  df-iota 5240  df-fun 5281  df-fn 5282  df-f 5283  df-f1 5284  df-fo 5285  df-f1o 5286  df-fv 5287  df-riota 5911  df-ov 5959  df-oprab 5960  df-mpo 5961  df-1st 6238  df-2nd 6239  df-recs 6403  df-frec 6489  df-pnf 8124  df-mnf 8125  df-xr 8126  df-ltxr 8127  df-le 8128  df-sub 8260  df-neg 8261  df-reap 8663  df-ap 8670  df-div 8761  df-inn 9052  df-2 9110  df-n0 9311  df-z 9388  df-uz 9664  df-fz 10146  df-fzo 10280  df-seqfrec 10610  df-exp 10701
This theorem is referenced by:  4sqlem13m  12796  4sqlem14  12797  4sqlem17  12800  4sqlem18  12801
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