Theorem 2sqlem8 26929

Description: Lemma for 2sq 26933. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Jun-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
2sq.1	⊢ 𝑆 = ran (𝑤 ∈ ℤ[i] ↦ ((abs‘𝑤)↑2))
2sqlem7.2	⊢ 𝑌 = {𝑧 ∣ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ((𝑥 gcd 𝑦) = 1 ∧ 𝑧 = ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)))}
2sqlem9.5	⊢ (𝜑 → ∀𝑏 ∈ (1...(𝑀 − 1))∀𝑎 ∈ 𝑌 (𝑏 ∥ 𝑎 → 𝑏 ∈ 𝑆))
2sqlem9.7	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∥ 𝑁)
2sqlem8.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
2sqlem8.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘2))
2sqlem8.1	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
2sqlem8.2	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℤ)
2sqlem8.3	⊢ (𝜑 → (𝐴 gcd 𝐵) = 1)
2sqlem8.4	⊢ (𝜑 → 𝑁 = ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)))
2sqlem8.c	⊢ 𝐶 = (((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
2sqlem8.d	⊢ 𝐷 = (((𝐵 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
2sqlem8.e	⊢ 𝐸 = (𝐶 / (𝐶 gcd 𝐷))
2sqlem8.f	⊢ 𝐹 = (𝐷 / (𝐶 gcd 𝐷))

Assertion

Ref	Expression
2sqlem8	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝑆)

Distinct variable groups:   𝑎,𝑏,𝑤,𝑥,𝑦,𝑧   𝐴,𝑎,𝑥,𝑦,𝑧   𝑥,𝐶   𝜑,𝑥,𝑦   𝐵,𝑎,𝑏,𝑥,𝑦   𝑀,𝑎,𝑏,𝑥,𝑦,𝑧   𝑆,𝑎,𝑏,𝑥,𝑦,𝑧   𝑥,𝐷   𝐸,𝑎,𝑥,𝑦,𝑧   𝑥,𝑁,𝑦,𝑧   𝑌,𝑎,𝑏,𝑥,𝑦   𝐹,𝑎,𝑥,𝑦,𝑧

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑧,𝑤,𝑎,𝑏)   𝐴(𝑤,𝑏)   𝐵(𝑧,𝑤)   𝐶(𝑦,𝑧,𝑤,𝑎,𝑏)   𝐷(𝑦,𝑧,𝑤,𝑎,𝑏)   𝑆(𝑤)   𝐸(𝑤,𝑏)   𝐹(𝑤,𝑏)   𝑀(𝑤)   𝑁(𝑤,𝑎,𝑏)   𝑌(𝑧,𝑤)

Proof of Theorem 2sqlem8

Dummy variable 𝑝 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2sq.1	. 2 ⊢ 𝑆 = ran (𝑤 ∈ ℤ[i] ↦ ((abs‘𝑤)↑2))
2		2sqlem8.m	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘2))
3		eluz2b3 12906	. . . 4 ⊢ (𝑀 ∈ (ℤ≥‘2) ↔ (𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ≠ 1))
4	2, 3	sylib 217	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ≠ 1))
5	4	simpld 496	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
6		2sqlem9.7	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∥ 𝑁)
7		eluzelz 12832	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑀 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝑀 ∈ ℤ)
8	2, 7	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
9		2sqlem8.n	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
10	9	nnzd 12585	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
11		2sqlem8.1	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
12		2sqlem8.c	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝐶 = (((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
13	11, 5, 12	4sqlem5 16875	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐶 ∈ ℤ ∧ ((𝐴 − 𝐶) / 𝑀) ∈ ℤ))
14	13	simpld 496	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
15		zsqcl 14094	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → (𝐶↑2) ∈ ℤ)
16	14, 15	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝐶↑2) ∈ ℤ)
17		2sqlem8.2	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℤ)
18		2sqlem8.d	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝐷 = (((𝐵 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
19	17, 5, 18	4sqlem5 16875	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐷 ∈ ℤ ∧ ((𝐵 − 𝐷) / 𝑀) ∈ ℤ))
20	19	simpld 496	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℤ)
21		zsqcl 14094	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐷 ∈ ℤ → (𝐷↑2) ∈ ℤ)
22	20, 21	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝐷↑2) ∈ ℤ)
23	16, 22	zaddcld 12670	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)) ∈ ℤ)
24		zsqcl 14094	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴↑2) ∈ ℤ)
25	11, 24	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐴↑2) ∈ ℤ)
26	25, 16	zsubcld 12671	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝐴↑2) − (𝐶↑2)) ∈ ℤ)
27		zsqcl 14094	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐵 ∈ ℤ → (𝐵↑2) ∈ ℤ)
28	17, 27	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐵↑2) ∈ ℤ)
29	28, 22	zsubcld 12671	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝐵↑2) − (𝐷↑2)) ∈ ℤ)
30	11, 5, 12	4sqlem8 16878	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∥ ((𝐴↑2) − (𝐶↑2)))
31	17, 5, 18	4sqlem8 16878	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∥ ((𝐵↑2) − (𝐷↑2)))
32	8, 26, 29, 30, 31	dvds2addd 16235	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∥ (((𝐴↑2) − (𝐶↑2)) + ((𝐵↑2) − (𝐷↑2))))
33		2sqlem8.4	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑁 = ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)))
34	33	oveq1d 7424	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑁 − ((𝐶↑2) + (𝐷↑2))) = (((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) − ((𝐶↑2) + (𝐷↑2))))
35	25	zcnd 12667	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐴↑2) ∈ ℂ)
36	28	zcnd 12667	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐵↑2) ∈ ℂ)
37	16	zcnd 12667	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐶↑2) ∈ ℂ)
38	22	zcnd 12667	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐷↑2) ∈ ℂ)
39	35, 36, 37, 38	addsub4d 11618	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) − ((𝐶↑2) + (𝐷↑2))) = (((𝐴↑2) − (𝐶↑2)) + ((𝐵↑2) − (𝐷↑2))))
40	34, 39	eqtrd 2773	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑁 − ((𝐶↑2) + (𝐷↑2))) = (((𝐴↑2) − (𝐶↑2)) + ((𝐵↑2) − (𝐷↑2))))
41	32, 40	breqtrrd 5177	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∥ (𝑁 − ((𝐶↑2) + (𝐷↑2))))
42		dvdssub2 16244	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)) ∈ ℤ) ∧ 𝑀 ∥ (𝑁 − ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)))) → (𝑀 ∥ 𝑁 ↔ 𝑀 ∥ ((𝐶↑2) + (𝐷↑2))))
43	8, 10, 23, 41, 42	syl31anc 1374	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑀 ∥ 𝑁 ↔ 𝑀 ∥ ((𝐶↑2) + (𝐷↑2))))
44	6, 43	mpbid 231	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∥ ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)))
45		2sqlem7.2	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑌 = {𝑧 ∣ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ((𝑥 gcd 𝑦) = 1 ∧ 𝑧 = ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)))}
46		2sqlem9.5	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ∀𝑏 ∈ (1...(𝑀 − 1))∀𝑎 ∈ 𝑌 (𝑏 ∥ 𝑎 → 𝑏 ∈ 𝑆))
47		2sqlem8.3	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝐴 gcd 𝐵) = 1)
48	1, 45, 46, 6, 9, 2, 11, 17, 47, 33, 12, 18	2sqlem8a 26928	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐶 gcd 𝐷) ∈ ℕ)
49	48	nnzd 12585	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝐶 gcd 𝐷) ∈ ℤ)
50		zsqcl2 14103	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐶 gcd 𝐷) ∈ ℤ → ((𝐶 gcd 𝐷)↑2) ∈ ℕ0)
51	49, 50	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷)↑2) ∈ ℕ0)
52	51	nn0cnd 12534	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷)↑2) ∈ ℂ)
53		2sqlem8.e	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝐸 = (𝐶 / (𝐶 gcd 𝐷))
54		gcddvds 16444	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) → ((𝐶 gcd 𝐷) ∥ 𝐶 ∧ (𝐶 gcd 𝐷) ∥ 𝐷))
55	14, 20, 54	syl2anc 585	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) ∥ 𝐶 ∧ (𝐶 gcd 𝐷) ∥ 𝐷))
56	55	simpld 496	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝐶 gcd 𝐷) ∥ 𝐶)
57	48	nnne0d 12262	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝐶 gcd 𝐷) ≠ 0)
58		dvdsval2 16200	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐶 gcd 𝐷) ∈ ℤ ∧ (𝐶 gcd 𝐷) ≠ 0 ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → ((𝐶 gcd 𝐷) ∥ 𝐶 ↔ (𝐶 / (𝐶 gcd 𝐷)) ∈ ℤ))
59	49, 57, 14, 58	syl3anc 1372	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) ∥ 𝐶 ↔ (𝐶 / (𝐶 gcd 𝐷)) ∈ ℤ))
60	56, 59	mpbid 231	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐶 / (𝐶 gcd 𝐷)) ∈ ℤ)
61	53, 60	eqeltrid 2838	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℤ)
62		zsqcl2 14103	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐸 ∈ ℤ → (𝐸↑2) ∈ ℕ0)
63	61, 62	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝐸↑2) ∈ ℕ0)
64	63	nn0cnd 12534	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐸↑2) ∈ ℂ)
65		2sqlem8.f	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝐹 = (𝐷 / (𝐶 gcd 𝐷))
66	55	simprd 497	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝐶 gcd 𝐷) ∥ 𝐷)
67		dvdsval2 16200	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐶 gcd 𝐷) ∈ ℤ ∧ (𝐶 gcd 𝐷) ≠ 0 ∧ 𝐷 ∈ ℤ) → ((𝐶 gcd 𝐷) ∥ 𝐷 ↔ (𝐷 / (𝐶 gcd 𝐷)) ∈ ℤ))
68	49, 57, 20, 67	syl3anc 1372	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) ∥ 𝐷 ↔ (𝐷 / (𝐶 gcd 𝐷)) ∈ ℤ))
69	66, 68	mpbid 231	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐷 / (𝐶 gcd 𝐷)) ∈ ℤ)
70	65, 69	eqeltrid 2838	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ ℤ)
71		zsqcl2 14103	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐹 ∈ ℤ → (𝐹↑2) ∈ ℕ0)
72	70, 71	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝐹↑2) ∈ ℕ0)
73	72	nn0cnd 12534	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐹↑2) ∈ ℂ)
74	52, 64, 73	adddid 11238	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐹↑2))) = ((((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · (𝐸↑2)) + (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · (𝐹↑2))))
75	49	zcnd 12667	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝐶 gcd 𝐷) ∈ ℂ)
76	61	zcnd 12667	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℂ)
77	75, 76	sqmuld 14123	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐸)↑2) = (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · (𝐸↑2)))
78	53	oveq2i 7420	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐸) = ((𝐶 gcd 𝐷) · (𝐶 / (𝐶 gcd 𝐷)))
79	14	zcnd 12667	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
80	79, 75, 57	divcan2d 11992	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) · (𝐶 / (𝐶 gcd 𝐷))) = 𝐶)
81	78, 80	eqtrid 2785	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐸) = 𝐶)
82	81	oveq1d 7424	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐸)↑2) = (𝐶↑2))
83	77, 82	eqtr3d 2775	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · (𝐸↑2)) = (𝐶↑2))
84	70	zcnd 12667	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ ℂ)
85	75, 84	sqmuld 14123	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐹)↑2) = (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · (𝐹↑2)))
86	65	oveq2i 7420	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐹) = ((𝐶 gcd 𝐷) · (𝐷 / (𝐶 gcd 𝐷)))
87	20	zcnd 12667	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℂ)
88	87, 75, 57	divcan2d 11992	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) · (𝐷 / (𝐶 gcd 𝐷))) = 𝐷)
89	86, 88	eqtrid 2785	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐹) = 𝐷)
90	89	oveq1d 7424	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐹)↑2) = (𝐷↑2))
91	85, 90	eqtr3d 2775	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · (𝐹↑2)) = (𝐷↑2))
92	83, 91	oveq12d 7427	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · (𝐸↑2)) + (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · (𝐹↑2))) = ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)))
93	74, 92	eqtrd 2773	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐹↑2))) = ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)))
94	44, 93	breqtrrd 5177	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∥ (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐹↑2))))
95		zsqcl 14094	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐶 gcd 𝐷) ∈ ℤ → ((𝐶 gcd 𝐷)↑2) ∈ ℤ)
96	49, 95	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷)↑2) ∈ ℤ)
97	8, 96	gcdcomd 16455	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑀 gcd ((𝐶 gcd 𝐷)↑2)) = (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) gcd 𝑀))
98	49, 8	gcdcld 16449	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∈ ℕ0)
99	98	nn0zd 12584	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∈ ℤ)
100		gcddvds 16444	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐶 gcd 𝐷) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ (𝐶 gcd 𝐷) ∧ ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝑀))
101	49, 8, 100	syl2anc 585	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ (𝐶 gcd 𝐷) ∧ ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝑀))
102	101	simpld 496	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ (𝐶 gcd 𝐷))
103	99, 49, 14, 102, 56	dvdstrd 16238	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐶)
104	11, 14	zsubcld 12671	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝐴 − 𝐶) ∈ ℤ)
105	101	simprd 497	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝑀)
106	13	simprd 497	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 − 𝐶) / 𝑀) ∈ ℤ)
107	5	nnne0d 12262	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ≠ 0)
108		dvdsval2 16200	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0 ∧ (𝐴 − 𝐶) ∈ ℤ) → (𝑀 ∥ (𝐴 − 𝐶) ↔ ((𝐴 − 𝐶) / 𝑀) ∈ ℤ))
109	8, 107, 104, 108	syl3anc 1372	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑀 ∥ (𝐴 − 𝐶) ↔ ((𝐴 − 𝐶) / 𝑀) ∈ ℤ))
110	106, 109	mpbird 257	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∥ (𝐴 − 𝐶))
111	99, 8, 104, 105, 110	dvdstrd 16238	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ (𝐴 − 𝐶))
112		dvdssub2 16244	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ (𝐴 − 𝐶)) → (((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐴 ↔ ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐶))
113	99, 11, 14, 111, 112	syl31anc 1374	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐴 ↔ ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐶))
114	103, 113	mpbird 257	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐴)
115	99, 49, 20, 102, 66	dvdstrd 16238	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐷)
116	17, 20	zsubcld 12671	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝐵 − 𝐷) ∈ ℤ)
117	19	simprd 497	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 − 𝐷) / 𝑀) ∈ ℤ)
118		dvdsval2 16200	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0 ∧ (𝐵 − 𝐷) ∈ ℤ) → (𝑀 ∥ (𝐵 − 𝐷) ↔ ((𝐵 − 𝐷) / 𝑀) ∈ ℤ))
119	8, 107, 116, 118	syl3anc 1372	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑀 ∥ (𝐵 − 𝐷) ↔ ((𝐵 − 𝐷) / 𝑀) ∈ ℤ))
120	117, 119	mpbird 257	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∥ (𝐵 − 𝐷))
121	99, 8, 116, 105, 120	dvdstrd 16238	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ (𝐵 − 𝐷))
122		dvdssub2 16244	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ (𝐵 − 𝐷)) → (((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐵 ↔ ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐷))
123	99, 17, 20, 121, 122	syl31anc 1374	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐵 ↔ ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐷))
124	115, 123	mpbird 257	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐵)
125		ax-1ne0 11179	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 1 ≠ 0
126	125	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 1 ≠ 0)
127	47, 126	eqnetrd 3009	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝐴 gcd 𝐵) ≠ 0)
128	127	neneqd 2946	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ¬ (𝐴 gcd 𝐵) = 0)
129		gcdeq0 16458	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝐴 gcd 𝐵) = 0 ↔ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)))
130	11, 17, 129	syl2anc 585	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 gcd 𝐵) = 0 ↔ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)))
131	128, 130	mtbid 324	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0))
132		dvdslegcd 16445	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐴 ∧ ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐵) → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ≤ (𝐴 gcd 𝐵)))
133	99, 11, 17, 131, 132	syl31anc 1374	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐴 ∧ ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∥ 𝐵) → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ≤ (𝐴 gcd 𝐵)))
134	114, 124, 133	mp2and 698	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ≤ (𝐴 gcd 𝐵))
135	134, 47	breqtrd 5175	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ≤ 1)
136		simpr 486	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐶 gcd 𝐷) = 0 ∧ 𝑀 = 0) → 𝑀 = 0)
137	136	necon3ai 2966	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑀 ≠ 0 → ¬ ((𝐶 gcd 𝐷) = 0 ∧ 𝑀 = 0))
138	107, 137	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ¬ ((𝐶 gcd 𝐷) = 0 ∧ 𝑀 = 0))
139		gcdn0cl 16443	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐶 gcd 𝐷) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) ∧ ¬ ((𝐶 gcd 𝐷) = 0 ∧ 𝑀 = 0)) → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∈ ℕ)
140	49, 8, 138, 139	syl21anc 837	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∈ ℕ)
141		nnle1eq1 12242	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ∈ ℕ → (((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ≤ 1 ↔ ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) = 1))
142	140, 141	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) ≤ 1 ↔ ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) = 1))
143	135, 142	mpbid 231	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) = 1)
144		2nn 12285	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ∈ ℕ
145	144	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℕ)
146		rplpwr 16499	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐶 gcd 𝐷) ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ ∧ 2 ∈ ℕ) → (((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) = 1 → (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) gcd 𝑀) = 1))
147	48, 5, 145, 146	syl3anc 1372	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷) gcd 𝑀) = 1 → (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) gcd 𝑀) = 1))
148	143, 147	mpd 15	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) gcd 𝑀) = 1)
149	97, 148	eqtrd 2773	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑀 gcd ((𝐶 gcd 𝐷)↑2)) = 1)
150	63, 72	nn0addcld 12536	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ ℕ0)
151	150	nn0zd 12584	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ ℤ)
152		coprmdvds 16590	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ ((𝐶 gcd 𝐷)↑2) ∈ ℤ ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ ℤ) → ((𝑀 ∥ (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐹↑2))) ∧ (𝑀 gcd ((𝐶 gcd 𝐷)↑2)) = 1) → 𝑀 ∥ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2))))
153	8, 96, 151, 152	syl3anc 1372	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑀 ∥ (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐹↑2))) ∧ (𝑀 gcd ((𝐶 gcd 𝐷)↑2)) = 1) → 𝑀 ∥ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2))))
154	94, 149, 153	mp2and 698	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∥ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))
155		dvdsval2 16200	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0 ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ ℤ) → (𝑀 ∥ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ↔ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∈ ℤ))
156	8, 107, 151, 155	syl3anc 1372	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑀 ∥ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ↔ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∈ ℤ))
157	154, 156	mpbid 231	. . 3 ⊢ (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∈ ℤ)
158	63	nn0red 12533	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐸↑2) ∈ ℝ)
159	72	nn0red 12533	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐹↑2) ∈ ℝ)
160	158, 159	readdcld 11243	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ ℝ)
161	5	nnred 12227	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
162	1, 45	2sqlem7 26927	. . . . . . 7 ⊢ 𝑌 ⊆ (𝑆 ∩ ℕ)
163		inss2 4230	. . . . . . 7 ⊢ (𝑆 ∩ ℕ) ⊆ ℕ
164	162, 163	sstri 3992	. . . . . 6 ⊢ 𝑌 ⊆ ℕ
165	61, 70	gcdcld 16449	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝐸 gcd 𝐹) ∈ ℕ0)
166	165	nn0cnd 12534	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝐸 gcd 𝐹) ∈ ℂ)
167		1cnd 11209	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
168	75	mulridd 11231	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) · 1) = (𝐶 gcd 𝐷))
169	81, 89	oveq12d 7427	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐸) gcd ((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐹)) = (𝐶 gcd 𝐷))
170	14, 20	gcdcld 16449	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐶 gcd 𝐷) ∈ ℕ0)
171		mulgcd 16490	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐶 gcd 𝐷) ∈ ℕ0 ∧ 𝐸 ∈ ℤ ∧ 𝐹 ∈ ℤ) → (((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐸) gcd ((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐹)) = ((𝐶 gcd 𝐷) · (𝐸 gcd 𝐹)))
172	170, 61, 70, 171	syl3anc 1372	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐸) gcd ((𝐶 gcd 𝐷) · 𝐹)) = ((𝐶 gcd 𝐷) · (𝐸 gcd 𝐹)))
173	168, 169, 172	3eqtr2rd 2780	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷) · (𝐸 gcd 𝐹)) = ((𝐶 gcd 𝐷) · 1))
174	166, 167, 75, 57, 173	mulcanad 11849	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐸 gcd 𝐹) = 1)
175		eqidd 2734	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))
176		oveq1 7416	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝐸 → (𝑥 gcd 𝑦) = (𝐸 gcd 𝑦))
177	176	eqeq1d 2735	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝐸 → ((𝑥 gcd 𝑦) = 1 ↔ (𝐸 gcd 𝑦) = 1))
178		oveq1 7416	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝐸 → (𝑥↑2) = (𝐸↑2))
179	178	oveq1d 7424	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝐸 → ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) = ((𝐸↑2) + (𝑦↑2)))
180	179	eqeq2d 2744	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝐸 → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ↔ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝐸↑2) + (𝑦↑2))))
181	177, 180	anbi12d 632	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝐸 → (((𝑥 gcd 𝑦) = 1 ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝑥↑2) + (𝑦↑2))) ↔ ((𝐸 gcd 𝑦) = 1 ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝐸↑2) + (𝑦↑2)))))
182		oveq2 7417	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = 𝐹 → (𝐸 gcd 𝑦) = (𝐸 gcd 𝐹))
183	182	eqeq1d 2735	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = 𝐹 → ((𝐸 gcd 𝑦) = 1 ↔ (𝐸 gcd 𝐹) = 1))
184		oveq1 7416	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 = 𝐹 → (𝑦↑2) = (𝐹↑2))
185	184	oveq2d 7425	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = 𝐹 → ((𝐸↑2) + (𝑦↑2)) = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))
186	185	eqeq2d 2744	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = 𝐹 → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝐸↑2) + (𝑦↑2)) ↔ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2))))
187	183, 186	anbi12d 632	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = 𝐹 → (((𝐸 gcd 𝑦) = 1 ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝐸↑2) + (𝑦↑2))) ↔ ((𝐸 gcd 𝐹) = 1 ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))))
188	181, 187	rspc2ev 3625	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐸 ∈ ℤ ∧ 𝐹 ∈ ℤ ∧ ((𝐸 gcd 𝐹) = 1 ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ((𝑥 gcd 𝑦) = 1 ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝑥↑2) + (𝑦↑2))))
189	61, 70, 174, 175, 188	syl112anc 1375	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ((𝑥 gcd 𝑦) = 1 ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝑥↑2) + (𝑦↑2))))
190		ovex 7442	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ V
191		eqeq1 2737	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) → (𝑧 = ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) ↔ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝑥↑2) + (𝑦↑2))))
192	191	anbi2d 630	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) → (((𝑥 gcd 𝑦) = 1 ∧ 𝑧 = ((𝑥↑2) + (𝑦↑2))) ↔ ((𝑥 gcd 𝑦) = 1 ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)))))
193	192	2rexbidv 3220	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) → (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ((𝑥 gcd 𝑦) = 1 ∧ 𝑧 = ((𝑥↑2) + (𝑦↑2))) ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ((𝑥 gcd 𝑦) = 1 ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝑥↑2) + (𝑦↑2)))))
194	190, 193, 45	elab2 3673	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ 𝑌 ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ((𝑥 gcd 𝑦) = 1 ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) = ((𝑥↑2) + (𝑦↑2))))
195	189, 194	sylibr 233	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ 𝑌)
196	164, 195	sselid 3981	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ ℕ)
197	196	nngt0d 12261	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 0 < ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))
198	5	nngt0d 12261	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 0 < 𝑀)
199	160, 161, 197, 198	divgt0d 12149	. . 3 ⊢ (𝜑 → 0 < (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))
200		elnnz 12568	. . 3 ⊢ ((((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∈ ℕ ↔ ((((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∈ ℤ ∧ 0 < (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀)))
201	157, 199, 200	sylanbrc 584	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∈ ℕ)
202		prmnn 16611	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℕ)
203	202	ad2antrl 727	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → 𝑝 ∈ ℕ)
204	203	nnred 12227	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → 𝑝 ∈ ℝ)
205	157	adantr 482	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∈ ℤ)
206	205	zred 12666	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∈ ℝ)
207		peano2zm 12605	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → (𝑀 − 1) ∈ ℤ)
208	8, 207	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑀 − 1) ∈ ℤ)
209	208	zred 12666	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑀 − 1) ∈ ℝ)
210	209	adantr 482	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → (𝑀 − 1) ∈ ℝ)
211		simprr 772	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))
212		prmz 16612	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℤ)
213	212	ad2antrl 727	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → 𝑝 ∈ ℤ)
214	201	adantr 482	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∈ ℕ)
215		dvdsle 16253	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑝 ∈ ℤ ∧ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∈ ℕ) → (𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) → 𝑝 ≤ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀)))
216	213, 214, 215	syl2anc 585	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → (𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) → 𝑝 ≤ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀)))
217	211, 216	mpd 15	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → 𝑝 ≤ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))
218		zsqcl 14094	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → (𝑀↑2) ∈ ℤ)
219	8, 218	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (𝑀↑2) ∈ ℤ)
220	219	zred 12666	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑀↑2) ∈ ℝ)
221	220	rehalfcld 12459	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝑀↑2) / 2) ∈ ℝ)
222	16	zred 12666	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (𝐶↑2) ∈ ℝ)
223	22	zred 12666	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (𝐷↑2) ∈ ℝ)
224	222, 223	readdcld 11243	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)) ∈ ℝ)
225		1red 11215	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
226	48	nnsqcld 14207	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷)↑2) ∈ ℕ)
227	226	nnred 12227	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 gcd 𝐷)↑2) ∈ ℝ)
228	150	nn0ge0d 12535	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))
229	226	nnge1d 12260	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 1 ≤ ((𝐶 gcd 𝐷)↑2))
230	225, 227, 160, 228, 229	lemul1ad 12153	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (1 · ((𝐸↑2) + (𝐹↑2))) ≤ (((𝐶 gcd 𝐷)↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐹↑2))))
231	150	nn0cnd 12534	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ ℂ)
232	231	mullidd 11232	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (1 · ((𝐸↑2) + (𝐹↑2))) = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))
233	230, 232, 93	3brtr3d 5180	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ≤ ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)))
234	221	rehalfcld 12459	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (((𝑀↑2) / 2) / 2) ∈ ℝ)
235	11, 5, 12	4sqlem7 16877	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (𝐶↑2) ≤ (((𝑀↑2) / 2) / 2))
236	17, 5, 18	4sqlem7 16877	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (𝐷↑2) ≤ (((𝑀↑2) / 2) / 2))
237	222, 223, 234, 234, 235, 236	le2addd 11833	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)) ≤ ((((𝑀↑2) / 2) / 2) + (((𝑀↑2) / 2) / 2)))
238	221	recnd 11242	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → ((𝑀↑2) / 2) ∈ ℂ)
239	238	2halvesd 12458	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((((𝑀↑2) / 2) / 2) + (((𝑀↑2) / 2) / 2)) = ((𝑀↑2) / 2))
240	237, 239	breqtrd 5175	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)) ≤ ((𝑀↑2) / 2))
241	160, 224, 221, 233, 240	letrd 11371	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ≤ ((𝑀↑2) / 2))
242	5	nnsqcld 14207	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (𝑀↑2) ∈ ℕ)
243	242	nnrpd 13014	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑀↑2) ∈ ℝ+)
244		rphalflt 13003	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑀↑2) ∈ ℝ+ → ((𝑀↑2) / 2) < (𝑀↑2))
245	243, 244	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝑀↑2) / 2) < (𝑀↑2))
246	160, 221, 220, 241, 245	lelttrd 11372	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) < (𝑀↑2))
247	8	zcnd 12667	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
248	247	sqvald 14108	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑀↑2) = (𝑀 · 𝑀))
249	246, 248	breqtrd 5175	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) < (𝑀 · 𝑀))
250		ltdivmul 12089	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ (𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑀)) → ((((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) < 𝑀 ↔ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) < (𝑀 · 𝑀)))
251	160, 161, 161, 198, 250	syl112anc 1375	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) < 𝑀 ↔ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) < (𝑀 · 𝑀)))
252	249, 251	mpbird 257	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) < 𝑀)
253		zltlem1 12615	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → ((((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) < 𝑀 ↔ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ≤ (𝑀 − 1)))
254	157, 8, 253	syl2anc 585	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) < 𝑀 ↔ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ≤ (𝑀 − 1)))
255	252, 254	mpbid 231	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ≤ (𝑀 − 1))
256	255	adantr 482	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ≤ (𝑀 − 1))
257	204, 206, 210, 217, 256	letrd 11371	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → 𝑝 ≤ (𝑀 − 1))
258	208	adantr 482	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → (𝑀 − 1) ∈ ℤ)
259		fznn 13569	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 − 1) ∈ ℤ → (𝑝 ∈ (1...(𝑀 − 1)) ↔ (𝑝 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ≤ (𝑀 − 1))))
260	258, 259	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → (𝑝 ∈ (1...(𝑀 − 1)) ↔ (𝑝 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ≤ (𝑀 − 1))))
261	203, 257, 260	mpbir2and 712	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → 𝑝 ∈ (1...(𝑀 − 1)))
262	195	adantr 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ 𝑌)
263	261, 262	jca 513	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → (𝑝 ∈ (1...(𝑀 − 1)) ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ 𝑌))
264	46	adantr 482	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → ∀𝑏 ∈ (1...(𝑀 − 1))∀𝑎 ∈ 𝑌 (𝑏 ∥ 𝑎 → 𝑏 ∈ 𝑆))
265	151	adantr 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ ℤ)
266		dvdsmul2 16222	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∈ ℤ) → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∥ (𝑀 · (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀)))
267	8, 157, 266	syl2anc 585	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∥ (𝑀 · (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀)))
268	231, 247, 107	divcan2d 11992	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑀 · (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀)) = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))
269	267, 268	breqtrd 5175	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∥ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))
270	269	adantr 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) ∥ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))
271	213, 205, 265, 211, 270	dvdstrd 16238	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → 𝑝 ∥ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))
272		breq1 5152	. . . . . . 7 ⊢ (𝑏 = 𝑝 → (𝑏 ∥ 𝑎 ↔ 𝑝 ∥ 𝑎))
273		eleq1w 2817	. . . . . . 7 ⊢ (𝑏 = 𝑝 → (𝑏 ∈ 𝑆 ↔ 𝑝 ∈ 𝑆))
274	272, 273	imbi12d 345	. . . . . 6 ⊢ (𝑏 = 𝑝 → ((𝑏 ∥ 𝑎 → 𝑏 ∈ 𝑆) ↔ (𝑝 ∥ 𝑎 → 𝑝 ∈ 𝑆)))
275		breq2 5153	. . . . . . 7 ⊢ (𝑎 = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) → (𝑝 ∥ 𝑎 ↔ 𝑝 ∥ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2))))
276	275	imbi1d 342	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) → ((𝑝 ∥ 𝑎 → 𝑝 ∈ 𝑆) ↔ (𝑝 ∥ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) → 𝑝 ∈ 𝑆)))
277	274, 276	rspc2v 3623	. . . . 5 ⊢ ((𝑝 ∈ (1...(𝑀 − 1)) ∧ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ 𝑌) → (∀𝑏 ∈ (1...(𝑀 − 1))∀𝑎 ∈ 𝑌 (𝑏 ∥ 𝑎 → 𝑏 ∈ 𝑆) → (𝑝 ∥ ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) → 𝑝 ∈ 𝑆)))
278	263, 264, 271, 277	syl3c 66	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀))) → 𝑝 ∈ 𝑆)
279	278	expr 458	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) → 𝑝 ∈ 𝑆))
280	279	ralrimiva 3147	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 ∥ (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀) → 𝑝 ∈ 𝑆))
281		inss1 4229	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ∩ ℕ) ⊆ 𝑆
282	162, 281	sstri 3992	. . . 4 ⊢ 𝑌 ⊆ 𝑆
283	282, 195	sselid 3981	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) ∈ 𝑆)
284	268, 283	eqeltrd 2834	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑀 · (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) / 𝑀)) ∈ 𝑆)
285	1, 5, 201, 280, 284	2sqlem6 26926	1 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝑆)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  {cab 2710   ≠ wne 2941  ∀wral 3062  ∃wrex 3071   ∩ cin 3948   class class class wbr 5149   ↦ cmpt 5232  ran crn 5678  ‘cfv 6544  (class class class)co 7409  ℝcr 11109  0cc0 11110  1c1 11111   + caddc 11113   · cmul 11115   < clt 11248   ≤ cle 11249   − cmin 11444   / cdiv 11871  ℕcn 12212  2c2 12267  ℕ₀cn0 12472  ℤcz 12558  ℤ_≥cuz 12822  ℝ⁺crp 12974  ...cfz 13484   mod cmo 13834  ↑cexp 14027  abscabs 15181   ∥ cdvds 16197   gcd cgcd 16435  ℙcprime 16608  ℤ[i]cgz 16862

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-2o 8467  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-sup 9437  df-inf 9438  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-rp 12975  df-fz 13485  df-fl 13757  df-mod 13835  df-seq 13967  df-exp 14028  df-cj 15046  df-re 15047  df-im 15048  df-sqrt 15182  df-abs 15183  df-dvds 16198  df-gcd 16436  df-prm 16609  df-gz 16863

This theorem is referenced by:  2sqlem9  26930