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Theorem 4sqlem10 17125
Description: Lemma for 4sq 17142. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Jul-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
4sqlem5.2 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
4sqlem5.3 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
4sqlem5.4 𝐵 = (((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
4sqlem10.5 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((((𝑀↑2) / 2) / 2) − (𝐵↑2)) = 0)
Assertion
Ref Expression
4sqlem10 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀↑2) ∥ ((𝐴↑2) − (((𝑀↑2) / 2) / 2)))

Proof of Theorem 4sqlem10
StepHypRef Expression
1 4sqlem5.3 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
21adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝑀 ∈ ℕ)
32nnzd 12719 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝑀 ∈ ℤ)
4 zsqcl 14272 . . . 4 (𝑀 ∈ ℤ → (𝑀↑2) ∈ ℤ)
53, 4syl 18 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀↑2) ∈ ℤ)
6 4sqlem5.2 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
76adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝐴 ∈ ℤ)
82nnred 12350 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝑀 ∈ ℝ)
98rehalfcld 12593 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀 / 2) ∈ ℝ)
109recnd 11337 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀 / 2) ∈ ℂ)
1110negnegd 11660 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → - -(𝑀 / 2) = (𝑀 / 2))
12 4sqlem5.4 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝐵 = (((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
136, 1, 124sqlem5 17120 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐵 ∈ ℤ ∧ ((𝐴 − 𝐵) / 𝑀) ∈ ℤ))
1413adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝐵 ∈ ℤ ∧ ((𝐴 − 𝐵) / 𝑀) ∈ ℤ))
1514simpld 500 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝐵 ∈ ℤ)
1615zred 12803 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝐵 ∈ ℝ)
176, 1, 124sqlem6 17121 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ( -(𝑀 / 2) ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 < (𝑀 / 2)))
1817adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ( -(𝑀 / 2) ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 < (𝑀 / 2)))
1918simprd 501 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝐵 < (𝑀 / 2))
2016, 19ltned 11446 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝐵 ≠ (𝑀 / 2))
2120neneqd 2961 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ¬ 𝐵 = (𝑀 / 2))
22 2cnd 12421 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 2 ∈ ℂ)
2322sqvald 14286 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (2↑2) = (2 · 2))
2423oveq2d 7436 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝑀↑2) / (2↑2)) = ((𝑀↑2) / (2 · 2)))
252nncnd 12351 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝑀 ∈ ℂ)
26 2ne0 12449 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ≠ 0
2726a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 2 ≠ 0)
2825, 22, 27sqdivd 14302 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝑀 / 2)↑2) = ((𝑀↑2) / (2↑2)))
2925sqcld 14287 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀↑2) ∈ ℂ)
3029, 22, 22, 27, 27divdiv1d 12124 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (((𝑀↑2) / 2) / 2) = ((𝑀↑2) / (2 · 2)))
3124, 28, 303eqtr4d 2806 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝑀 / 2)↑2) = (((𝑀↑2) / 2) / 2))
3229halfcld 12591 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝑀↑2) / 2) ∈ ℂ)
3332halfcld 12591 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (((𝑀↑2) / 2) / 2) ∈ ℂ)
3415zcnd 12804 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝐵 ∈ ℂ)
3534sqcld 14287 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝐵↑2) ∈ ℂ)
36 4sqlem10.5 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((((𝑀↑2) / 2) / 2) − (𝐵↑2)) = 0)
3733, 35, 36subeq0d 11678 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (((𝑀↑2) / 2) / 2) = (𝐵↑2))
3831, 37eqtr2d 2797 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝐵↑2) = ((𝑀 / 2)↑2))
39 sqeqor 14360 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ (𝑀 / 2) ∈ ℂ) → ((𝐵↑2) = ((𝑀 / 2)↑2) ↔ (𝐵 = (𝑀 / 2) ∨ 𝐵 = -(𝑀 / 2))))
4034, 10, 39syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐵↑2) = ((𝑀 / 2)↑2) ↔ (𝐵 = (𝑀 / 2) ∨ 𝐵 = -(𝑀 / 2))))
4138, 40mpbid 235 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝐵 = (𝑀 / 2) ∨ 𝐵 = -(𝑀 / 2)))
4241ord 878 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (¬ 𝐵 = (𝑀 / 2) → 𝐵 = -(𝑀 / 2)))
4321, 42mpd 16 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝐵 = -(𝑀 / 2))
4443, 15eqeltrrd 2862 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝜓) → -(𝑀 / 2) ∈ ℤ)
4544znegcld 12805 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → - -(𝑀 / 2) ∈ ℤ)
4611, 45eqeltrrd 2862 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀 / 2) ∈ ℤ)
477, 46zaddcld 12807 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝐴 + (𝑀 / 2)) ∈ ℤ)
48 zsqcl 14272 . . . 4 ((𝐴 + (𝑀 / 2)) ∈ ℤ → ((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2) ∈ ℤ)
4947, 48syl 18 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2) ∈ ℤ)
5047, 3zmulcld 12809 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀) ∈ ℤ)
5147zred 12803 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝐴 + (𝑀 / 2)) ∈ ℝ)
522nnrpd 13162 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝑀 ∈ ℝ+)
5351, 52modcld 14015 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) ∈ ℝ)
5453recnd 11337 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) ∈ ℂ)
55 0cnd 11299 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 0 ∈ ℂ)
56 df-neg 11544 . . . . . . 7 -(𝑀 / 2) = (0 − (𝑀 / 2))
5743, 12, 563eqtr3g 2819 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2)) = (0 − (𝑀 / 2)))
5854, 55, 10, 57subcan2d 11711 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) = 0)
59 dvdsval3 16426 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℕ ∧ (𝐴 + (𝑀 / 2)) ∈ ℤ) → (𝑀 ∥ (𝐴 + (𝑀 / 2)) ↔ ((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) = 0))
602, 47, 59syl2anc 596 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀 ∥ (𝐴 + (𝑀 / 2)) ↔ ((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) = 0))
6158, 60mpbird 260 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝑀 ∥ (𝐴 + (𝑀 / 2)))
62 dvdssq 16742 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝐴 + (𝑀 / 2)) ∈ ℤ) → (𝑀 ∥ (𝐴 + (𝑀 / 2)) ↔ (𝑀↑2) ∥ ((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2)))
633, 47, 62syl2anc 596 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀 ∥ (𝐴 + (𝑀 / 2)) ↔ (𝑀↑2) ∥ ((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2)))
6461, 63mpbid 235 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀↑2) ∥ ((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2))
6525sqvald 14286 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀↑2) = (𝑀 · 𝑀))
662nnne0d 12388 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝑀 ≠ 0)
67 dvdsmulcr 16455 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝐴 + (𝑀 / 2)) ∈ ℤ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0)) → ((𝑀 · 𝑀) ∥ ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀) ↔ 𝑀 ∥ (𝐴 + (𝑀 / 2))))
683, 47, 3, 66, 67syl112anc 1401 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝑀 · 𝑀) ∥ ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀) ↔ 𝑀 ∥ (𝐴 + (𝑀 / 2))))
6961, 68mpbird 260 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀 · 𝑀) ∥ ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀))
7065, 69eqbrtrd 5127 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀↑2) ∥ ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀))
715, 49, 50, 64, 70dvds2subd 16463 . 2 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀↑2) ∥ (((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2) − ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀)))
7247zcnd 12804 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝐴 + (𝑀 / 2)) ∈ ℂ)
7372sqvald 14286 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2) = ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · (𝐴 + (𝑀 / 2))))
7473oveq1d 7435 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2) − ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀)) = (((𝐴 + (𝑀 / 2)) · (𝐴 + (𝑀 / 2))) − ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀)))
7572, 72, 25subdid 11772 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − 𝑀)) = (((𝐴 + (𝑀 / 2)) · (𝐴 + (𝑀 / 2))) − ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀)))
76252halvesd 12592 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝑀 / 2) + (𝑀 / 2)) = 𝑀)
7776oveq2d 7436 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − ((𝑀 / 2) + (𝑀 / 2))) = ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − 𝑀))
787zcnd 12804 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝐴 ∈ ℂ)
7978, 10, 10pnpcan2d 11707 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − ((𝑀 / 2) + (𝑀 / 2))) = (𝐴 − (𝑀 / 2)))
8077, 79eqtr3d 2798 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − 𝑀) = (𝐴 − (𝑀 / 2)))
8180oveq2d 7436 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − 𝑀)) = ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · (𝐴 − (𝑀 / 2))))
82 subsq 14354 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑀 / 2) ∈ ℂ) → ((𝐴↑2) − ((𝑀 / 2)↑2)) = ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · (𝐴 − (𝑀 / 2))))
8378, 10, 82syl2anc 596 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴↑2) − ((𝑀 / 2)↑2)) = ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · (𝐴 − (𝑀 / 2))))
8431oveq2d 7436 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴↑2) − ((𝑀 / 2)↑2)) = ((𝐴↑2) − (((𝑀↑2) / 2) / 2)))
8581, 83, 843eqtr2d 2802 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − 𝑀)) = ((𝐴↑2) − (((𝑀↑2) / 2) / 2)))
8674, 75, 853eqtr2d 2802 . 2 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2) − ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀)) = ((𝐴↑2) − (((𝑀↑2) / 2) / 2)))
8771, 86breqtrd 5131 1 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀↑2) ∥ ((𝐴↑2) − (((𝑀↑2) / 2) / 2)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956   class class class wbr 5103  (class class class)co 7420  ℂcc 11198  0cc0 11200   + caddc 11203   · cmul 11205   < clt 11343   ≤ cle 11344   − cmin 11541   -cneg 11542   / cdiv 11973  ℕcn 12335  2c2 12397  ℤcz 12693   mod cmo 14009  ↑cexp 14204   ∥ cdvds 16422
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-sup 9434  df-inf 9435  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-n0 12607  df-z 12694  df-uz 12966  df-rp 13121  df-fl 13932  df-mod 14010  df-seq 14145  df-exp 14205  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-dvds 16423  df-gcd 16665
This theorem is used by:  4sqlem16  17138
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