MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  2sqreuopb Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 2sqreuopb 27413
Description: There exists a unique decomposition of a prime as a sum of squares of two different positive integers iff the prime is of the form 4𝑘 + 1. Alternate ordered pair variant of 2sqreunnltb 27406. (Contributed by AV, 3-Jul-2023.)
Assertion
Ref Expression
2sqreuopb (𝑃 ∈ ℙ → ((𝑃 mod 4) = 1 ↔ ∃!𝑝 ∈ (ℕ × ℕ)∃𝑎𝑏(𝑝 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ ∧ (𝑎 < 𝑏 ∧ ((𝑎↑2) + (𝑏↑2)) = 𝑃))))
Distinct variable group:   𝑃,𝑎,𝑏,𝑝

Proof of Theorem 2sqreuopb
StepHypRef Expression
1 2sqreuopnnltb 27412 . 2 (𝑃 ∈ ℙ → ((𝑃 mod 4) = 1 ↔ ∃!𝑝 ∈ (ℕ × ℕ)((1st𝑝) < (2nd𝑝) ∧ (((1st𝑝)↑2) + ((2nd𝑝)↑2)) = 𝑃)))
2 breq12 5107 . . . 4 ((𝑎 = (1st𝑝) ∧ 𝑏 = (2nd𝑝)) → (𝑎 < 𝑏 ↔ (1st𝑝) < (2nd𝑝)))
3 simpl 482 . . . . . . 7 ((𝑎 = (1st𝑝) ∧ 𝑏 = (2nd𝑝)) → 𝑎 = (1st𝑝))
43oveq1d 7384 . . . . . 6 ((𝑎 = (1st𝑝) ∧ 𝑏 = (2nd𝑝)) → (𝑎↑2) = ((1st𝑝)↑2))
5 simpr 484 . . . . . . 7 ((𝑎 = (1st𝑝) ∧ 𝑏 = (2nd𝑝)) → 𝑏 = (2nd𝑝))
65oveq1d 7384 . . . . . 6 ((𝑎 = (1st𝑝) ∧ 𝑏 = (2nd𝑝)) → (𝑏↑2) = ((2nd𝑝)↑2))
74, 6oveq12d 7387 . . . . 5 ((𝑎 = (1st𝑝) ∧ 𝑏 = (2nd𝑝)) → ((𝑎↑2) + (𝑏↑2)) = (((1st𝑝)↑2) + ((2nd𝑝)↑2)))
87eqeq1d 2731 . . . 4 ((𝑎 = (1st𝑝) ∧ 𝑏 = (2nd𝑝)) → (((𝑎↑2) + (𝑏↑2)) = 𝑃 ↔ (((1st𝑝)↑2) + ((2nd𝑝)↑2)) = 𝑃))
92, 8anbi12d 632 . . 3 ((𝑎 = (1st𝑝) ∧ 𝑏 = (2nd𝑝)) → ((𝑎 < 𝑏 ∧ ((𝑎↑2) + (𝑏↑2)) = 𝑃) ↔ ((1st𝑝) < (2nd𝑝) ∧ (((1st𝑝)↑2) + ((2nd𝑝)↑2)) = 𝑃)))
109opreuopreu 7992 . 2 (∃!𝑝 ∈ (ℕ × ℕ)((1st𝑝) < (2nd𝑝) ∧ (((1st𝑝)↑2) + ((2nd𝑝)↑2)) = 𝑃) ↔ ∃!𝑝 ∈ (ℕ × ℕ)∃𝑎𝑏(𝑝 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ ∧ (𝑎 < 𝑏 ∧ ((𝑎↑2) + (𝑏↑2)) = 𝑃)))
111, 10bitrdi 287 1 (𝑃 ∈ ℙ → ((𝑃 mod 4) = 1 ↔ ∃!𝑝 ∈ (ℕ × ℕ)∃𝑎𝑏(𝑝 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ ∧ (𝑎 < 𝑏 ∧ ((𝑎↑2) + (𝑏↑2)) = 𝑃))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1540  wex 1779  wcel 2109  ∃!wreu 3349  cop 4591   class class class wbr 5102   × cxp 5629  cfv 6499  (class class class)co 7369  1st c1st 7945  2nd c2nd 7946  1c1 11047   + caddc 11049   < clt 11186  cn 12164  2c2 12219  4c4 12221   mod cmo 13809  cexp 14004  cprime 16618
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5229  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-cnex 11102  ax-resscn 11103  ax-1cn 11104  ax-icn 11105  ax-addcl 11106  ax-addrcl 11107  ax-mulcl 11108  ax-mulrcl 11109  ax-mulcom 11110  ax-addass 11111  ax-mulass 11112  ax-distr 11113  ax-i2m1 11114  ax-1ne0 11115  ax-1rid 11116  ax-rnegex 11117  ax-rrecex 11118  ax-cnre 11119  ax-pre-lttri 11120  ax-pre-lttrn 11121  ax-pre-ltadd 11122  ax-pre-mulgt0 11123  ax-pre-sup 11124  ax-addf 11125  ax-mulf 11126
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-tp 4590  df-op 4592  df-uni 4868  df-int 4907  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-se 5585  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6262  df-ord 6323  df-on 6324  df-lim 6325  df-suc 6326  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-isom 6508  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-of 7633  df-ofr 7634  df-om 7823  df-1st 7947  df-2nd 7948  df-supp 8117  df-tpos 8182  df-frecs 8237  df-wrecs 8268  df-recs 8317  df-rdg 8355  df-1o 8411  df-2o 8412  df-oadd 8415  df-er 8648  df-ec 8650  df-qs 8654  df-map 8778  df-pm 8779  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9289  df-sup 9369  df-inf 9370  df-oi 9439  df-dju 9832  df-card 9870  df-pnf 11188  df-mnf 11189  df-xr 11190  df-ltxr 11191  df-le 11192  df-sub 11385  df-neg 11386  df-div 11814  df-nn 12165  df-2 12227  df-3 12228  df-4 12229  df-5 12230  df-6 12231  df-7 12232  df-8 12233  df-9 12234  df-n0 12421  df-xnn0 12494  df-z 12508  df-dec 12628  df-uz 12772  df-q 12886  df-rp 12930  df-fz 13447  df-fzo 13594  df-fl 13732  df-mod 13810  df-seq 13945  df-exp 14005  df-hash 14274  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-dvds 16200  df-gcd 16442  df-prm 16619  df-phi 16713  df-pc 16785  df-gz 16878  df-struct 17094  df-sets 17111  df-slot 17129  df-ndx 17141  df-base 17157  df-ress 17178  df-plusg 17210  df-mulr 17211  df-starv 17212  df-sca 17213  df-vsca 17214  df-ip 17215  df-tset 17216  df-ple 17217  df-ds 17219  df-unif 17220  df-hom 17221  df-cco 17222  df-0g 17381  df-gsum 17382  df-prds 17387  df-pws 17389  df-imas 17448  df-qus 17449  df-mre 17524  df-mrc 17525  df-acs 17527  df-mgm 18550  df-sgrp 18629  df-mnd 18645  df-mhm 18693  df-submnd 18694  df-grp 18851  df-minusg 18852  df-sbg 18853  df-mulg 18983  df-subg 19038  df-nsg 19039  df-eqg 19040  df-ghm 19128  df-cntz 19232  df-cmn 19697  df-abl 19698  df-mgp 20062  df-rng 20074  df-ur 20103  df-srg 20108  df-ring 20156  df-cring 20157  df-oppr 20258  df-dvdsr 20278  df-unit 20279  df-invr 20309  df-dvr 20322  df-rhm 20393  df-nzr 20434  df-subrng 20467  df-subrg 20491  df-rlreg 20615  df-domn 20616  df-idom 20617  df-drng 20652  df-field 20653  df-lmod 20801  df-lss 20871  df-lsp 20911  df-sra 21113  df-rgmod 21114  df-lidl 21151  df-rsp 21152  df-2idl 21193  df-cnfld 21298  df-zring 21390  df-zrh 21446  df-zn 21449  df-assa 21796  df-asp 21797  df-ascl 21798  df-psr 21852  df-mvr 21853  df-mpl 21854  df-opsr 21856  df-evls 22015  df-evl 22016  df-psr1 22098  df-vr1 22099  df-ply1 22100  df-coe1 22101  df-evl1 22237  df-mdeg 25994  df-deg1 25995  df-mon1 26070  df-uc1p 26071  df-q1p 26072  df-r1p 26073  df-lgs 27240
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator