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Theorem 4sqlem10 17140
Description: Lemma for 4sq 17157. (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 12732 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝑀 ∈ ℤ)
4 zsqcl 14285 . . . 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 12363 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝑀 ∈ ℝ)
98rehalfcld 12606 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀 / 2) ∈ ℝ)
109recnd 11350 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀 / 2) ∈ ℂ)
1110negnegd 11673 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → - -(𝑀 / 2) = (𝑀 / 2))
12 4sqlem5.4 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝐵 = (((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
136, 1, 124sqlem5 17135 . . . . . . . . . . . . . 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 12816 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝐵 ∈ ℝ)
176, 1, 124sqlem6 17136 . . . . . . . . . . . . 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 11459 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝐵 ≠ (𝑀 / 2))
2120neneqd 2964 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ¬ 𝐵 = (𝑀 / 2))
22 2cnd 12434 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 2 ∈ ℂ)
2322sqvald 14299 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (2↑2) = (2 · 2))
2423oveq2d 7446 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝑀↑2) / (2↑2)) = ((𝑀↑2) / (2 · 2)))
252nncnd 12364 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝑀 ∈ ℂ)
26 2ne0 12462 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ≠ 0
2726a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 2 ≠ 0)
2825, 22, 27sqdivd 14315 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝑀 / 2)↑2) = ((𝑀↑2) / (2↑2)))
2925sqcld 14300 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀↑2) ∈ ℂ)
3029, 22, 22, 27, 27divdiv1d 12137 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (((𝑀↑2) / 2) / 2) = ((𝑀↑2) / (2 · 2)))
3124, 28, 303eqtr4d 2808 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝑀 / 2)↑2) = (((𝑀↑2) / 2) / 2))
3229halfcld 12604 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝑀↑2) / 2) ∈ ℂ)
3332halfcld 12604 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (((𝑀↑2) / 2) / 2) ∈ ℂ)
3415zcnd 12817 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝐵 ∈ ℂ)
3534sqcld 14300 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝐵↑2) ∈ ℂ)
36 4sqlem10.5 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((((𝑀↑2) / 2) / 2) − (𝐵↑2)) = 0)
3733, 35, 36subeq0d 11691 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (((𝑀↑2) / 2) / 2) = (𝐵↑2))
3831, 37eqtr2d 2799 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝐵↑2) = ((𝑀 / 2)↑2))
39 sqeqor 14373 . . . . . . . . . . . 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 2865 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝜓) → -(𝑀 / 2) ∈ ℤ)
4544znegcld 12818 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → - -(𝑀 / 2) ∈ ℤ)
4611, 45eqeltrrd 2865 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀 / 2) ∈ ℤ)
477, 46zaddcld 12820 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝐴 + (𝑀 / 2)) ∈ ℤ)
48 zsqcl 14285 . . . 4 ((𝐴 + (𝑀 / 2)) ∈ ℤ → ((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2) ∈ ℤ)
4947, 48syl 18 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2) ∈ ℤ)
5047, 3zmulcld 12822 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀) ∈ ℤ)
5147zred 12816 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝐴 + (𝑀 / 2)) ∈ ℝ)
522nnrpd 13175 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝑀 ∈ ℝ+)
5351, 52modcld 14028 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) ∈ ℝ)
5453recnd 11350 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) ∈ ℂ)
55 0cnd 11312 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 0 ∈ ℂ)
56 df-neg 11557 . . . . . . 7 -(𝑀 / 2) = (0 − (𝑀 / 2))
5743, 12, 563eqtr3g 2821 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2)) = (0 − (𝑀 / 2)))
5854, 55, 10, 57subcan2d 11724 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) = 0)
59 dvdsval3 16441 . . . . . 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 16757 . . . . 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 14299 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀↑2) = (𝑀 · 𝑀))
662nnne0d 12401 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝑀 ≠ 0)
67 dvdsmulcr 16470 . . . . . 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 5130 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀↑2) ∥ ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀))
715, 49, 50, 64, 70dvds2subd 16478 . 2 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝑀↑2) ∥ (((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2) − ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀)))
7247zcnd 12817 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (𝐴 + (𝑀 / 2)) ∈ ℂ)
7372sqvald 14299 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2) = ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · (𝐴 + (𝑀 / 2))))
7473oveq1d 7445 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2) − ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀)) = (((𝐴 + (𝑀 / 2)) · (𝐴 + (𝑀 / 2))) − ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀)))
7572, 72, 25subdid 11785 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − 𝑀)) = (((𝐴 + (𝑀 / 2)) · (𝐴 + (𝑀 / 2))) − ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀)))
76252halvesd 12605 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝑀 / 2) + (𝑀 / 2)) = 𝑀)
7776oveq2d 7446 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − ((𝑀 / 2) + (𝑀 / 2))) = ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − 𝑀))
787zcnd 12817 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝐴 ∈ ℂ)
7978, 10, 10pnpcan2d 11720 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − ((𝑀 / 2) + (𝑀 / 2))) = (𝐴 − (𝑀 / 2)))
8077, 79eqtr3d 2800 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − 𝑀) = (𝐴 − (𝑀 / 2)))
8180oveq2d 7446 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − 𝑀)) = ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · (𝐴 − (𝑀 / 2))))
82 subsq 14367 . . . . 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 7446 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴↑2) − ((𝑀 / 2)↑2)) = ((𝐴↑2) − (((𝑀↑2) / 2) / 2)))
8581, 83, 843eqtr2d 2804 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · ((𝐴 + (𝑀 / 2)) − 𝑀)) = ((𝐴↑2) − (((𝑀↑2) / 2) / 2)))
8674, 75, 853eqtr2d 2804 . 2 ((𝜑 ∧ 𝜓) → (((𝐴 + (𝑀 / 2))↑2) − ((𝐴 + (𝑀 / 2)) · 𝑀)) = ((𝐴↑2) − (((𝑀↑2) / 2) / 2)))
8771, 86breqtrd 5134 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 1569   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2959   class class class wbr 5106  (class class class)co 7430  ℂcc 11211  0cc0 11213   + caddc 11216   · cmul 11218   < clt 11356   ≤ cle 11357   − cmin 11554   -cneg 11555   / cdiv 11986  ℕcn 12348  2c2 12410  ℤcz 12706   mod cmo 14022  ↑cexp 14217   ∥ cdvds 16437
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7761  ax-cnex 11269  ax-resscn 11270  ax-1cn 11271  ax-icn 11272  ax-addcl 11273  ax-addrcl 11274  ax-mulcl 11275  ax-mulrcl 11276  ax-mulcom 11277  ax-addass 11278  ax-mulass 11279  ax-distr 11280  ax-i2m1 11281  ax-1ne0 11282  ax-1rid 11283  ax-rnegex 11284  ax-rrecex 11285  ax-cnre 11286  ax-pre-lttri 11287  ax-pre-lttrn 11288  ax-pre-ltadd 11289  ax-pre-mulgt0 11290  ax-pre-sup 11291
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6311  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6501  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7888  df-2nd 8012  df-frecs 8313  df-wrecs 8344  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-er 8731  df-en 8988  df-dom 8989  df-sdom 8990  df-sup 9447  df-inf 9448  df-pnf 11358  df-mnf 11359  df-xr 11360  df-ltxr 11361  df-le 11362  df-sub 11556  df-neg 11557  df-div 11987  df-nn 12349  df-2 12418  df-3 12419  df-n0 12620  df-z 12707  df-uz 12979  df-rp 13134  df-fl 13945  df-mod 14023  df-seq 14158  df-exp 14218  df-cj 15281  df-re 15282  df-im 15283  df-sqrt 15417  df-abs 15418  df-dvds 16438  df-gcd 16680
This theorem is used by:  4sqlem16  17153
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