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Theorem 4sqlem17 17165
Description: Lemma for 4sq 17168. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Jul-2014.) (Revised by AV, 14-Sep-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
4sq.1 𝑆 = {𝑛 ∣ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝑛 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))}
4sq.2 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
4sq.3 (𝜑 → 𝑃 = ((2 · 𝑁) + 1))
4sq.4 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
4sq.5 (𝜑 → (0...(2 · 𝑁)) ⊆ 𝑆)
4sq.6 𝑇 = {𝑖 ∈ ℕ ∣ (𝑖 · 𝑃) ∈ 𝑆}
4sq.7 𝑀 = inf(𝑇, ℝ, < )
4sq.m (𝜑 → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘2))
4sq.a (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
4sq.b (𝜑 → 𝐵 ∈ ℤ)
4sq.c (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
4sq.d (𝜑 → 𝐷 ∈ ℤ)
4sq.e 𝐸 = (((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
4sq.f 𝐹 = (((𝐵 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
4sq.g 𝐺 = (((𝐶 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
4sq.h 𝐻 = (((𝐷 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
4sq.r 𝑅 = ((((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) + ((𝐺↑2) + (𝐻↑2))) / 𝑀)
4sq.p (𝜑 → (𝑀 · 𝑃) = (((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) + ((𝐶↑2) + (𝐷↑2))))
Assertion
Ref Expression
4sqlem17 ¬ 𝜑
Distinct variable groups:   𝑤,𝑛,𝑥,𝑦,𝑧   𝐵,𝑛   𝑛,𝐸   𝑛,𝐺   𝑛,𝐻   𝐴,𝑛   𝐶,𝑛   𝐷,𝑛   𝑛,𝐹   𝑖,𝑛,𝑀   𝑛,𝑁   𝑃,𝑖,𝑛   𝜑,𝑛   𝑆,𝑖,𝑛   𝑅,𝑖
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑖)   𝐴(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑖)   𝐵(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑖)   𝐶(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑖)   𝐷(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑖)   𝑃(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤)   𝑅(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑛)   𝑆(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤)   𝑇(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑖, 𝑛)   𝐸(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑖)   𝐹(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑖)   𝐺(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑖)   𝐻(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑖)   𝑀(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤)   𝑁(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑖)

Proof of Theorem 4sqlem17
StepHypRef Expression
1 4sq.1 . . . . . . 7 𝑆 = {𝑛 ∣ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℤ 𝑛 = (((𝑥↑2) + (𝑦↑2)) + ((𝑧↑2) + (𝑤↑2)))}
2 4sq.2 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
3 4sq.3 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑃 = ((2 · 𝑁) + 1))
4 4sq.4 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
5 4sq.5 . . . . . . 7 (𝜑 → (0...(2 · 𝑁)) ⊆ 𝑆)
6 4sq.6 . . . . . . 7 𝑇 = {𝑖 ∈ ℕ ∣ (𝑖 · 𝑃) ∈ 𝑆}
7 4sq.7 . . . . . . 7 𝑀 = inf(𝑇, ℝ, < )
8 4sq.m . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘2))
9 4sq.a . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
10 4sq.b . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℤ)
11 4sq.c . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
12 4sq.d . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℤ)
13 4sq.e . . . . . . 7 𝐸 = (((𝐴 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
14 4sq.f . . . . . . 7 𝐹 = (((𝐵 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
15 4sq.g . . . . . . 7 𝐺 = (((𝐶 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
16 4sq.h . . . . . . 7 𝐻 = (((𝐷 + (𝑀 / 2)) mod 𝑀) − (𝑀 / 2))
17 4sq.r . . . . . . 7 𝑅 = ((((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) + ((𝐺↑2) + (𝐻↑2))) / 𝑀)
18 4sq.p . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀 · 𝑃) = (((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) + ((𝐶↑2) + (𝐷↑2))))
191, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 184sqlem16 17164 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅 ≤ 𝑀 ∧ ((𝑅 = 0 ∨ 𝑅 = 𝑀) → (𝑀↑2) ∥ (𝑀 · 𝑃))))
2019simpld 500 . . . . 5 (𝜑 → 𝑅 ≤ 𝑀)
216ssrab3 4010 . . . . . . . 8 𝑇 ⊆ ℕ
22 nnuz 13028 . . . . . . . 8 ℕ = (ℤ≥‘1)
2321, 22sseqtri 3961 . . . . . . 7 𝑇 ⊆ (ℤ≥‘1)
241, 2, 3, 4, 5, 6, 74sqlem13 17161 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (𝑇 ≠ ∅ ∧ 𝑀 < 𝑃))
2524simpld 500 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝑇 ≠ ∅)
26 infssuzcl 13083 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑇 ⊆ (ℤ≥‘1) ∧ 𝑇 ≠ ∅) → inf(𝑇, ℝ, < ) ∈ 𝑇)
2723, 25, 26sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → inf(𝑇, ℝ, < ) ∈ 𝑇)
287, 27eqeltrid 2868 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝑇)
2921, 28sselid 3911 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
3029nnred 12374 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
3124simprd 501 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑀 < 𝑃)
3230, 31ltned 11470 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑀 ≠ 𝑃)
3329nncnd 12375 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
3433sqvald 14310 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑀↑2) = (𝑀 · 𝑀))
3534breq1d 5116 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑀↑2) ∥ (𝑀 · 𝑃) ↔ (𝑀 · 𝑀) ∥ (𝑀 · 𝑃)))
3629nnzd 12743 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
37 prmz 16876 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℤ)
384, 37syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℤ)
3929nnne0d 12412 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑀 ≠ 0)
40 dvdscmulr 16480 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℤ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0)) → ((𝑀 · 𝑀) ∥ (𝑀 · 𝑃) ↔ 𝑀 ∥ 𝑃))
4136, 38, 36, 39, 40syl112anc 1402 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑀 · 𝑀) ∥ (𝑀 · 𝑃) ↔ 𝑀 ∥ 𝑃))
42 dvdsprm 16905 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑀 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑀 ∥ 𝑃 ↔ 𝑀 = 𝑃))
438, 4, 42syl2anc 596 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑀 ∥ 𝑃 ↔ 𝑀 = 𝑃))
4435, 41, 433bitrd 308 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑀↑2) ∥ (𝑀 · 𝑃) ↔ 𝑀 = 𝑃))
4544necon3bbid 2996 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (¬ (𝑀↑2) ∥ (𝑀 · 𝑃) ↔ 𝑀 ≠ 𝑃))
4632, 45mpbird 260 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ¬ (𝑀↑2) ∥ (𝑀 · 𝑃))
471, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 184sqlem14 17162 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ0)
48 elnn0 12632 . . . . . . . . . . . 12 (𝑅 ∈ ℕ0 ↔ (𝑅 ∈ ℕ ∨ 𝑅 = 0))
4947, 48sylib 221 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑅 ∈ ℕ ∨ 𝑅 = 0))
5049ord 878 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (¬ 𝑅 ∈ ℕ → 𝑅 = 0))
51 orc 881 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 = 0 → (𝑅 = 0 ∨ 𝑅 = 𝑀))
5219simprd 501 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑅 = 0 ∨ 𝑅 = 𝑀) → (𝑀↑2) ∥ (𝑀 · 𝑃)))
5351, 52syl5 35 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑅 = 0 → (𝑀↑2) ∥ (𝑀 · 𝑃)))
5450, 53syld 48 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (¬ 𝑅 ∈ ℕ → (𝑀↑2) ∥ (𝑀 · 𝑃)))
5546, 54mt3d 149 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
56 gzreim 17143 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ ℤ[i])
579, 10, 56syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ ℤ[i])
58 gzcn 17136 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ ℤ[i] → (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ ℂ)
5957, 58syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ ℂ)
6059absvalsq2d 15639 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) = (((ℜ‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((ℑ‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2)))
619zred 12827 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
6210zred 12827 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
6361, 62crred 15424 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (ℜ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) = 𝐴)
6463oveq1d 7455 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ((ℜ‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) = (𝐴↑2))
6561, 62crimd 15425 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (ℑ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) = 𝐵)
6665oveq1d 7455 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ((ℑ‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) = (𝐵↑2))
6764, 66oveq12d 7458 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (((ℜ‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((ℑ‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2)) = ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)))
6860, 67eqtrd 2798 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) = ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)))
69 gzreim 17143 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) → (𝐶 + (i · 𝐷)) ∈ ℤ[i])
7011, 12, 69syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (𝐶 + (i · 𝐷)) ∈ ℤ[i])
71 gzcn 17136 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐶 + (i · 𝐷)) ∈ ℤ[i] → (𝐶 + (i · 𝐷)) ∈ ℂ)
7270, 71syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (𝐶 + (i · 𝐷)) ∈ ℂ)
7372absvalsq2d 15639 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2) = (((ℜ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2) + ((ℑ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)))
7411zred 12827 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
7512zred 12827 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ)
7674, 75crred 15424 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (ℜ‘(𝐶 + (i · 𝐷))) = 𝐶)
7776oveq1d 7455 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ((ℜ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2) = (𝐶↑2))
7874, 75crimd 15425 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (ℑ‘(𝐶 + (i · 𝐷))) = 𝐷)
7978oveq1d 7455 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ((ℑ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2) = (𝐷↑2))
8077, 79oveq12d 7458 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (((ℜ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2) + ((ℑ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)) = ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)))
8173, 80eqtrd 2798 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2) = ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)))
8268, 81oveq12d 7458 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)) = (((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) + ((𝐶↑2) + (𝐷↑2))))
8318, 82eqtr4d 2801 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑀 · 𝑃) = (((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)))
8483oveq1d 7455 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑀 · 𝑃) / 𝑀) = ((((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)) / 𝑀))
85 prmnn 16875 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
864, 85syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℕ)
8786nncnd 12375 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℂ)
8887, 33, 39divcan3d 12122 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑀 · 𝑃) / 𝑀) = 𝑃)
8984, 88eqtr3d 2800 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)) / 𝑀) = 𝑃)
909, 29, 134sqlem5 17146 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → (𝐸 ∈ ℤ ∧ ((𝐴 − 𝐸) / 𝑀) ∈ ℤ))
9190simpld 500 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℤ)
9210, 29, 144sqlem5 17146 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → (𝐹 ∈ ℤ ∧ ((𝐵 − 𝐹) / 𝑀) ∈ ℤ))
9392simpld 500 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → 𝐹 ∈ ℤ)
94 gzreim 17143 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐸 ∈ ℤ ∧ 𝐹 ∈ ℤ) → (𝐸 + (i · 𝐹)) ∈ ℤ[i])
9591, 93, 94syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (𝐸 + (i · 𝐹)) ∈ ℤ[i])
96 gzcn 17136 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐸 + (i · 𝐹)) ∈ ℤ[i] → (𝐸 + (i · 𝐹)) ∈ ℂ)
9795, 96syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (𝐸 + (i · 𝐹)) ∈ ℂ)
9897absvalsq2d 15639 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((abs‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) = (((ℜ‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) + ((ℑ‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2)))
9991zred 12827 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ)
10093zred 12827 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → 𝐹 ∈ ℝ)
10199, 100crred 15424 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (ℜ‘(𝐸 + (i · 𝐹))) = 𝐸)
102101oveq1d 7455 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ((ℜ‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) = (𝐸↑2))
10399, 100crimd 15425 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (ℑ‘(𝐸 + (i · 𝐹))) = 𝐹)
104103oveq1d 7455 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ((ℑ‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) = (𝐹↑2))
105102, 104oveq12d 7458 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (((ℜ‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) + ((ℑ‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2)) = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))
10698, 105eqtrd 2798 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((abs‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) = ((𝐸↑2) + (𝐹↑2)))
10711, 29, 154sqlem5 17146 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → (𝐺 ∈ ℤ ∧ ((𝐶 − 𝐺) / 𝑀) ∈ ℤ))
108107simpld 500 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → 𝐺 ∈ ℤ)
10912, 29, 164sqlem5 17146 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → (𝐻 ∈ ℤ ∧ ((𝐷 − 𝐻) / 𝑀) ∈ ℤ))
110109simpld 500 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → 𝐻 ∈ ℤ)
111 gzreim 17143 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐺 ∈ ℤ ∧ 𝐻 ∈ ℤ) → (𝐺 + (i · 𝐻)) ∈ ℤ[i])
112108, 110, 111syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (𝐺 + (i · 𝐻)) ∈ ℤ[i])
113 gzcn 17136 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐺 + (i · 𝐻)) ∈ ℤ[i] → (𝐺 + (i · 𝐻)) ∈ ℂ)
114112, 113syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (𝐺 + (i · 𝐻)) ∈ ℂ)
115114absvalsq2d 15639 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((abs‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2) = (((ℜ‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2) + ((ℑ‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2)))
116108zred 12827 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → 𝐺 ∈ ℝ)
117110zred 12827 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → 𝐻 ∈ ℝ)
118116, 117crred 15424 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (ℜ‘(𝐺 + (i · 𝐻))) = 𝐺)
119118oveq1d 7455 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ((ℜ‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2) = (𝐺↑2))
120116, 117crimd 15425 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (ℑ‘(𝐺 + (i · 𝐻))) = 𝐻)
121120oveq1d 7455 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ((ℑ‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2) = (𝐻↑2))
122119, 121oveq12d 7458 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (((ℜ‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2) + ((ℑ‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2)) = ((𝐺↑2) + (𝐻↑2)))
123115, 122eqtrd 2798 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((abs‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2) = ((𝐺↑2) + (𝐻↑2)))
124106, 123oveq12d 7458 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (((abs‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) + ((abs‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2)) = (((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) + ((𝐺↑2) + (𝐻↑2))))
125124oveq1d 7455 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((((abs‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) + ((abs‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2)) / 𝑀) = ((((𝐸↑2) + (𝐹↑2)) + ((𝐺↑2) + (𝐻↑2))) / 𝑀))
126125, 17eqtr4di 2816 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((((abs‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) + ((abs‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2)) / 𝑀) = 𝑅)
12789, 126oveq12d 7458 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)) / 𝑀) · ((((abs‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) + ((abs‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2)) / 𝑀)) = (𝑃 · 𝑅))
12855nncnd 12375 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℂ)
12987, 128mulcomd 11354 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃 · 𝑅) = (𝑅 · 𝑃))
130127, 129eqtrd 2798 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)) / 𝑀) · ((((abs‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) + ((abs‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2)) / 𝑀)) = (𝑅 · 𝑃))
131 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 (((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)) = (((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2))
132 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 (((abs‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) + ((abs‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2)) = (((abs‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) + ((abs‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2))
1339zcnd 12828 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
134 ax-icn 11283 . . . . . . . . . . . . . . . 16 i ∈ ℂ
13510zcnd 12828 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
136 mulcl 11308 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((i ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (i · 𝐵) ∈ ℂ)
137134, 135, 136sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (i · 𝐵) ∈ ℂ)
13891zcnd 12828 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℂ)
13993zcnd 12828 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝐹 ∈ ℂ)
140 mulcl 11308 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((i ∈ ℂ ∧ 𝐹 ∈ ℂ) → (i · 𝐹) ∈ ℂ)
141134, 139, 140sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (i · 𝐹) ∈ ℂ)
142133, 137, 138, 141addsub4d 11740 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((𝐴 + (i · 𝐵)) − (𝐸 + (i · 𝐹))) = ((𝐴 − 𝐸) + ((i · 𝐵) − (i · 𝐹))))
143134a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → i ∈ ℂ)
144143, 135, 139subdid 11796 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (i · (𝐵 − 𝐹)) = ((i · 𝐵) − (i · 𝐹)))
145144oveq2d 7456 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((𝐴 − 𝐸) + (i · (𝐵 − 𝐹))) = ((𝐴 − 𝐸) + ((i · 𝐵) − (i · 𝐹))))
146142, 145eqtr4d 2801 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝐴 + (i · 𝐵)) − (𝐸 + (i · 𝐹))) = ((𝐴 − 𝐸) + (i · (𝐵 − 𝐹))))
147146oveq1d 7455 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝐴 + (i · 𝐵)) − (𝐸 + (i · 𝐹))) / 𝑀) = (((𝐴 − 𝐸) + (i · (𝐵 − 𝐹))) / 𝑀))
148133, 138subcld 11693 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐴 − 𝐸) ∈ ℂ)
149135, 139subcld 11693 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐵 − 𝐹) ∈ ℂ)
150 mulcl 11308 . . . . . . . . . . . . . 14 ((i ∈ ℂ ∧ (𝐵 − 𝐹) ∈ ℂ) → (i · (𝐵 − 𝐹)) ∈ ℂ)
151134, 149, 150sylancr 599 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (i · (𝐵 − 𝐹)) ∈ ℂ)
152148, 151, 33, 39divdird 12155 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝐴 − 𝐸) + (i · (𝐵 − 𝐹))) / 𝑀) = (((𝐴 − 𝐸) / 𝑀) + ((i · (𝐵 − 𝐹)) / 𝑀)))
153143, 149, 33, 39divassd 12152 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((i · (𝐵 − 𝐹)) / 𝑀) = (i · ((𝐵 − 𝐹) / 𝑀)))
154153oveq2d 7456 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝐴 − 𝐸) / 𝑀) + ((i · (𝐵 − 𝐹)) / 𝑀)) = (((𝐴 − 𝐸) / 𝑀) + (i · ((𝐵 − 𝐹) / 𝑀))))
155147, 152, 1543eqtrd 2802 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝐴 + (i · 𝐵)) − (𝐸 + (i · 𝐹))) / 𝑀) = (((𝐴 − 𝐸) / 𝑀) + (i · ((𝐵 − 𝐹) / 𝑀))))
15690simprd 501 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐴 − 𝐸) / 𝑀) ∈ ℤ)
15792simprd 501 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐵 − 𝐹) / 𝑀) ∈ ℤ)
158 gzreim 17143 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 − 𝐸) / 𝑀) ∈ ℤ ∧ ((𝐵 − 𝐹) / 𝑀) ∈ ℤ) → (((𝐴 − 𝐸) / 𝑀) + (i · ((𝐵 − 𝐹) / 𝑀))) ∈ ℤ[i])
159156, 157, 158syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝐴 − 𝐸) / 𝑀) + (i · ((𝐵 − 𝐹) / 𝑀))) ∈ ℤ[i])
160155, 159eqeltrd 2864 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝐴 + (i · 𝐵)) − (𝐸 + (i · 𝐹))) / 𝑀) ∈ ℤ[i])
16111zcnd 12828 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
16212zcnd 12828 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℂ)
163 mulcl 11308 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((i ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ) → (i · 𝐷) ∈ ℂ)
164134, 162, 163sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (i · 𝐷) ∈ ℂ)
165108zcnd 12828 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐺 ∈ ℂ)
166110zcnd 12828 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝐻 ∈ ℂ)
167 mulcl 11308 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((i ∈ ℂ ∧ 𝐻 ∈ ℂ) → (i · 𝐻) ∈ ℂ)
168134, 166, 167sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (i · 𝐻) ∈ ℂ)
169161, 164, 165, 168addsub4d 11740 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((𝐶 + (i · 𝐷)) − (𝐺 + (i · 𝐻))) = ((𝐶 − 𝐺) + ((i · 𝐷) − (i · 𝐻))))
170143, 162, 166subdid 11796 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (i · (𝐷 − 𝐻)) = ((i · 𝐷) − (i · 𝐻)))
171170oveq2d 7456 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((𝐶 − 𝐺) + (i · (𝐷 − 𝐻))) = ((𝐶 − 𝐺) + ((i · 𝐷) − (i · 𝐻))))
172169, 171eqtr4d 2801 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝐶 + (i · 𝐷)) − (𝐺 + (i · 𝐻))) = ((𝐶 − 𝐺) + (i · (𝐷 − 𝐻))))
173172oveq1d 7455 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝐶 + (i · 𝐷)) − (𝐺 + (i · 𝐻))) / 𝑀) = (((𝐶 − 𝐺) + (i · (𝐷 − 𝐻))) / 𝑀))
174161, 165subcld 11693 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐶 − 𝐺) ∈ ℂ)
175162, 166subcld 11693 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐷 − 𝐻) ∈ ℂ)
176 mulcl 11308 . . . . . . . . . . . . . 14 ((i ∈ ℂ ∧ (𝐷 − 𝐻) ∈ ℂ) → (i · (𝐷 − 𝐻)) ∈ ℂ)
177134, 175, 176sylancr 599 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (i · (𝐷 − 𝐻)) ∈ ℂ)
178174, 177, 33, 39divdird 12155 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝐶 − 𝐺) + (i · (𝐷 − 𝐻))) / 𝑀) = (((𝐶 − 𝐺) / 𝑀) + ((i · (𝐷 − 𝐻)) / 𝑀)))
179143, 175, 33, 39divassd 12152 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((i · (𝐷 − 𝐻)) / 𝑀) = (i · ((𝐷 − 𝐻) / 𝑀)))
180179oveq2d 7456 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝐶 − 𝐺) / 𝑀) + ((i · (𝐷 − 𝐻)) / 𝑀)) = (((𝐶 − 𝐺) / 𝑀) + (i · ((𝐷 − 𝐻) / 𝑀))))
181173, 178, 1803eqtrd 2802 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝐶 + (i · 𝐷)) − (𝐺 + (i · 𝐻))) / 𝑀) = (((𝐶 − 𝐺) / 𝑀) + (i · ((𝐷 − 𝐻) / 𝑀))))
182107simprd 501 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐶 − 𝐺) / 𝑀) ∈ ℤ)
183109simprd 501 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐷 − 𝐻) / 𝑀) ∈ ℤ)
184 gzreim 17143 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐶 − 𝐺) / 𝑀) ∈ ℤ ∧ ((𝐷 − 𝐻) / 𝑀) ∈ ℤ) → (((𝐶 − 𝐺) / 𝑀) + (i · ((𝐷 − 𝐻) / 𝑀))) ∈ ℤ[i])
185182, 183, 184syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝐶 − 𝐺) / 𝑀) + (i · ((𝐷 − 𝐻) / 𝑀))) ∈ ℤ[i])
186181, 185eqeltrd 2864 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝐶 + (i · 𝐷)) − (𝐺 + (i · 𝐻))) / 𝑀) ∈ ℤ[i])
18786nnnn0d 12691 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℕ0)
18889, 187eqeltrd 2864 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)) / 𝑀) ∈ ℕ0)
1891, 57, 70, 95, 112, 131, 132, 29, 160, 186, 188mul4sqlem 17157 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵)))↑2) + ((abs‘(𝐶 + (i · 𝐷)))↑2)) / 𝑀) · ((((abs‘(𝐸 + (i · 𝐹)))↑2) + ((abs‘(𝐺 + (i · 𝐻)))↑2)) / 𝑀)) ∈ 𝑆)
190130, 189eqeltrrd 2865 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑅 · 𝑃) ∈ 𝑆)
191 oveq1 7447 . . . . . . . . . 10 (𝑖 = 𝑅 → (𝑖 · 𝑃) = (𝑅 · 𝑃))
192191eleq1d 2849 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑅 → ((𝑖 · 𝑃) ∈ 𝑆 ↔ (𝑅 · 𝑃) ∈ 𝑆))
193192, 6elrab2 3652 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ 𝑇 ↔ (𝑅 ∈ ℕ ∧ (𝑅 · 𝑃) ∈ 𝑆))
19455, 190, 193sylanbrc 595 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑇)
195 infssuzle 13082 . . . . . . 7 ((𝑇 ⊆ (ℤ≥‘1) ∧ 𝑅 ∈ 𝑇) → inf(𝑇, ℝ, < ) ≤ 𝑅)
19623, 194, 195sylancr 599 . . . . . 6 (𝜑 → inf(𝑇, ℝ, < ) ≤ 𝑅)
1977, 196eqbrtrid 5143 . . . . 5 (𝜑 → 𝑀 ≤ 𝑅)
19855nnred 12374 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ)
199198, 30letri3d 11476 . . . . 5 (𝜑 → (𝑅 = 𝑀 ↔ (𝑅 ≤ 𝑀 ∧ 𝑀 ≤ 𝑅)))
20020, 197, 199mpbir2and 726 . . . 4 (𝜑 → 𝑅 = 𝑀)
201200olcd 888 . . 3 (𝜑 → (𝑅 = 0 ∨ 𝑅 = 𝑀))
202201, 52mpd 16 . 2 (𝜑 → (𝑀↑2) ∥ (𝑀 · 𝑃))
203202, 46pm2.65i 196 1 ¬ 𝜑
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  {cab 2741   ≠ wne 2959  ∃wrex 3090  {crab 3416   ⊆ wss 3900  ∅c0 4281   class class class wbr 5106  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440  infcinf 9457  ℂcc 11222  ℝcr 11223  0cc0 11224  1c1 11225  ici 11226   + caddc 11227   · cmul 11229   < clt 11367   ≤ cle 11368   − cmin 11565   / cdiv 11997  ℕcn 12359  2c2 12421  ℕ0cn0 12630  ℤcz 12717  ℤ≥cuz 12989  ...cfz 13663   mod cmo 14033  ↑cexp 14228  ℜcre 15290  ℑcim 15291  abscabs 15427   ∥ cdvds 16448  ℙcprime 16872  ℤ[i]cgz 17133
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301  ax-pre-sup 11302
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 2102  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-int 4911  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 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-1o 8501  df-2o 8502  df-oadd 8505  df-er 8742  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-sup 9458  df-inf 9459  df-dju 10006  df-card 10044  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-div 11998  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-4 12431  df-n0 12631  df-xnn0 12704  df-z 12718  df-uz 12990  df-rp 13145  df-fz 13664  df-fl 13956  df-mod 14034  df-seq 14169  df-exp 14229  df-hash 14499  df-cj 15292  df-re 15293  df-im 15294  df-sqrt 15428  df-abs 15429  df-dvds 16449  df-gcd 16691  df-prm 16873  df-gz 17134
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