MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lgsquad2lem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lgsquad2lem1 25630
Description: Lemma for lgsquad2 25632. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
lgsquad2.1 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
lgsquad2.2 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑀)
lgsquad2.3 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
lgsquad2.4 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑁)
lgsquad2.5 (𝜑 → (𝑀 gcd 𝑁) = 1)
lgsquad2lem1.a (𝜑𝐴 ∈ ℕ)
lgsquad2lem1.b (𝜑𝐵 ∈ ℕ)
lgsquad2lem1.m (𝜑 → (𝐴 · 𝐵) = 𝑀)
lgsquad2lem1.1 (𝜑 → ((𝐴 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝐴)) = (-1↑(((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2))))
lgsquad2lem1.2 (𝜑 → ((𝐵 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝐵)) = (-1↑(((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2))))
Assertion
Ref Expression
lgsquad2lem1 (𝜑 → ((𝑀 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝑀)) = (-1↑(((𝑀 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2))))

Proof of Theorem lgsquad2lem1
StepHypRef Expression
1 lgsquad2lem1.m . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐴 · 𝐵) = 𝑀)
2 lgsquad2lem1.a . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝐴 ∈ ℕ)
32nnzd 11924 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐴 ∈ ℤ)
43zcnd 11926 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
5 ax-1cn 10430 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℂ
6 npcan 10732 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝐴 − 1) + 1) = 𝐴)
74, 5, 6sylancl 586 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝐴 − 1) + 1) = 𝐴)
8 lgsquad2lem1.b . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝐵 ∈ ℕ)
98nnzd 11924 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐵 ∈ ℤ)
109zcnd 11926 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
11 npcan 10732 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝐵 − 1) + 1) = 𝐵)
1210, 5, 11sylancl 586 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝐵 − 1) + 1) = 𝐵)
137, 12oveq12d 7025 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝐴 − 1) + 1) · ((𝐵 − 1) + 1)) = (𝐴 · 𝐵))
14 peano2zm 11863 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 − 1) ∈ ℤ)
153, 14syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝐴 − 1) ∈ ℤ)
1615zcnd 11926 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐴 − 1) ∈ ℂ)
175a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
18 peano2zm 11863 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐵 ∈ ℤ → (𝐵 − 1) ∈ ℤ)
199, 18syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝐵 − 1) ∈ ℤ)
2019zcnd 11926 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐵 − 1) ∈ ℂ)
2116, 17, 20, 17muladdd 10935 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (((𝐴 − 1) + 1) · ((𝐵 − 1) + 1)) = ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + (1 · 1)) + (((𝐴 − 1) · 1) + ((𝐵 − 1) · 1))))
22 1t1e1 11636 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (1 · 1) = 1
2322a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (1 · 1) = 1)
2423oveq2d 7023 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + (1 · 1)) = (((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + 1))
2516mulid1d 10493 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((𝐴 − 1) · 1) = (𝐴 − 1))
2620mulid1d 10493 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((𝐵 − 1) · 1) = (𝐵 − 1))
2725, 26oveq12d 7025 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (((𝐴 − 1) · 1) + ((𝐵 − 1) · 1)) = ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1)))
2824, 27oveq12d 7025 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + (1 · 1)) + (((𝐴 − 1) · 1) + ((𝐵 − 1) · 1))) = ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + 1) + ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1))))
2921, 28eqtrd 2829 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝐴 − 1) + 1) · ((𝐵 − 1) + 1)) = ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + 1) + ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1))))
3013, 29eqtr3d 2831 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐴 · 𝐵) = ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + 1) + ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1))))
311, 30eqtr3d 2831 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀 = ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + 1) + ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1))))
3231oveq1d 7022 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 − 1) = (((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + 1) + ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1))) − 1))
3316, 20mulcld 10496 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) ∈ ℂ)
34 addcl 10454 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + 1) ∈ ℂ)
3533, 5, 34sylancl 586 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + 1) ∈ ℂ)
3616, 20addcld 10495 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1)) ∈ ℂ)
3735, 36, 17addsubd 10855 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + 1) + ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1))) − 1) = (((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + 1) − 1) + ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1))))
38 pncan 10728 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + 1) − 1) = ((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)))
3933, 5, 38sylancl 586 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + 1) − 1) = ((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)))
4039oveq1d 7022 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + 1) − 1) + ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1))) = (((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1))))
4132, 37, 403eqtrd 2833 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 − 1) = (((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1))))
4241oveq1d 7022 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑀 − 1) / 2) = ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1))) / 2))
43 2cnd 11552 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
44 2ne0 11578 . . . . . . . . 9 2 ≠ 0
4544a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ≠ 0)
4633, 36, 43, 45divdird 11291 . . . . . . 7 (𝜑 → ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) + ((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1))) / 2) = ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) / 2) + (((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1)) / 2)))
4716, 20, 43, 45divassd 11288 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) / 2) = ((𝐴 − 1) · ((𝐵 − 1) / 2)))
4816, 43, 45divcan2d 11255 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (2 · ((𝐴 − 1) / 2)) = (𝐴 − 1))
4948oveq1d 7022 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((2 · ((𝐴 − 1) / 2)) · ((𝐵 − 1) / 2)) = ((𝐴 − 1) · ((𝐵 − 1) / 2)))
50 lgsquad2.2 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑀)
51 dvdsmul1 15452 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐴 ∥ (𝐴 · 𝐵))
523, 9, 51syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝐴 ∥ (𝐴 · 𝐵))
5352, 1breqtrd 4982 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐴𝑀)
54 2z 11852 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℤ
55 lgsquad2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
5655nnzd 11924 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
57 dvdstr 15467 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((2 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → ((2 ∥ 𝐴𝐴𝑀) → 2 ∥ 𝑀))
5854, 3, 56, 57mp3an2i 1456 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((2 ∥ 𝐴𝐴𝑀) → 2 ∥ 𝑀))
5953, 58mpan2d 690 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (2 ∥ 𝐴 → 2 ∥ 𝑀))
6050, 59mtod 199 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝐴)
61 1zzd 11851 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
62 2prm 15853 . . . . . . . . . . . . . 14 2 ∈ ℙ
63 nprmdvds1 15867 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 ∈ ℙ → ¬ 2 ∥ 1)
6462, 63mp1i 13 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 1)
65 omoe 15534 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ 𝐴) ∧ (1 ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ 1)) → 2 ∥ (𝐴 − 1))
663, 60, 61, 64, 65syl22anc 835 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 2 ∥ (𝐴 − 1))
67 dvdsval2 15431 . . . . . . . . . . . . 13 ((2 ∈ ℤ ∧ 2 ≠ 0 ∧ (𝐴 − 1) ∈ ℤ) → (2 ∥ (𝐴 − 1) ↔ ((𝐴 − 1) / 2) ∈ ℤ))
6854, 45, 15, 67mp3an2i 1456 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (2 ∥ (𝐴 − 1) ↔ ((𝐴 − 1) / 2) ∈ ℤ))
6966, 68mpbid 233 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝐴 − 1) / 2) ∈ ℤ)
7069zcnd 11926 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐴 − 1) / 2) ∈ ℂ)
71 dvdsmul2 15453 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐵 ∥ (𝐴 · 𝐵))
723, 9, 71syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝐵 ∥ (𝐴 · 𝐵))
7372, 1breqtrd 4982 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐵𝑀)
74 dvdstr 15467 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((2 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → ((2 ∥ 𝐵𝐵𝑀) → 2 ∥ 𝑀))
7554, 9, 56, 74mp3an2i 1456 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((2 ∥ 𝐵𝐵𝑀) → 2 ∥ 𝑀))
7673, 75mpan2d 690 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (2 ∥ 𝐵 → 2 ∥ 𝑀))
7750, 76mtod 199 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝐵)
78 omoe 15534 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐵 ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ 𝐵) ∧ (1 ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ 1)) → 2 ∥ (𝐵 − 1))
799, 77, 61, 64, 78syl22anc 835 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 2 ∥ (𝐵 − 1))
80 dvdsval2 15431 . . . . . . . . . . . . 13 ((2 ∈ ℤ ∧ 2 ≠ 0 ∧ (𝐵 − 1) ∈ ℤ) → (2 ∥ (𝐵 − 1) ↔ ((𝐵 − 1) / 2) ∈ ℤ))
8154, 45, 19, 80mp3an2i 1456 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (2 ∥ (𝐵 − 1) ↔ ((𝐵 − 1) / 2) ∈ ℤ))
8279, 81mpbid 233 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝐵 − 1) / 2) ∈ ℤ)
8382zcnd 11926 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐵 − 1) / 2) ∈ ℂ)
8443, 70, 83mulassd 10499 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((2 · ((𝐴 − 1) / 2)) · ((𝐵 − 1) / 2)) = (2 · (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2))))
8547, 49, 843eqtr2d 2835 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) / 2) = (2 · (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2))))
8616, 20, 43, 45divdird 11291 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1)) / 2) = (((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)))
8785, 86oveq12d 7025 . . . . . . 7 (𝜑 → ((((𝐴 − 1) · (𝐵 − 1)) / 2) + (((𝐴 − 1) + (𝐵 − 1)) / 2)) = ((2 · (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2))) + (((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2))))
8842, 46, 873eqtrd 2833 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑀 − 1) / 2) = ((2 · (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2))) + (((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2))))
8988oveq1d 7022 . . . . 5 (𝜑 → (((𝑀 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)) = (((2 · (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2))) + (((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2))) · ((𝑁 − 1) / 2)))
9054a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℤ)
9169, 82zmulcld 11931 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) ∈ ℤ)
9290, 91zmulcld 11931 . . . . . . 7 (𝜑 → (2 · (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2))) ∈ ℤ)
9392zcnd 11926 . . . . . 6 (𝜑 → (2 · (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2))) ∈ ℂ)
9469, 82zaddcld 11929 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) ∈ ℤ)
9594zcnd 11926 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) ∈ ℂ)
96 lgsquad2.3 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
9796nnzd 11924 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
98 lgsquad2.4 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ¬ 2 ∥ 𝑁)
99 omoe 15534 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (1 ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ 1)) → 2 ∥ (𝑁 − 1))
10097, 98, 61, 64, 99syl22anc 835 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∥ (𝑁 − 1))
101 peano2zm 11863 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
10297, 101syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
103 dvdsval2 15431 . . . . . . . . 9 ((2 ∈ ℤ ∧ 2 ≠ 0 ∧ (𝑁 − 1) ∈ ℤ) → (2 ∥ (𝑁 − 1) ↔ ((𝑁 − 1) / 2) ∈ ℤ))
10454, 45, 102, 103mp3an2i 1456 . . . . . . . 8 (𝜑 → (2 ∥ (𝑁 − 1) ↔ ((𝑁 − 1) / 2) ∈ ℤ))
105100, 104mpbid 233 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁 − 1) / 2) ∈ ℤ)
106105zcnd 11926 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 − 1) / 2) ∈ ℂ)
10793, 95, 106adddird 10501 . . . . 5 (𝜑 → (((2 · (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2))) + (((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2))) · ((𝑁 − 1) / 2)) = (((2 · (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2))) · ((𝑁 − 1) / 2)) + ((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))))
10891zcnd 11926 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) ∈ ℂ)
10943, 108, 106mulassd 10499 . . . . . 6 (𝜑 → ((2 · (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2))) · ((𝑁 − 1) / 2)) = (2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))))
110109oveq1d 7022 . . . . 5 (𝜑 → (((2 · (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2))) · ((𝑁 − 1) / 2)) + ((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) = ((2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) + ((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))))
11189, 107, 1103eqtrd 2833 . . . 4 (𝜑 → (((𝑀 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)) = ((2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) + ((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))))
112111oveq2d 7023 . . 3 (𝜑 → (-1↑(((𝑀 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2))) = (-1↑((2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) + ((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))))
113 neg1cn 11588 . . . . . 6 -1 ∈ ℂ
114113a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → -1 ∈ ℂ)
115 neg1ne0 11590 . . . . . 6 -1 ≠ 0
116115a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → -1 ≠ 0)
11791, 105zmulcld 11931 . . . . . 6 (𝜑 → ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)) ∈ ℤ)
11890, 117zmulcld 11931 . . . . 5 (𝜑 → (2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) ∈ ℤ)
11994, 105zmulcld 11931 . . . . 5 (𝜑 → ((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)) ∈ ℤ)
120 expaddz 13311 . . . . 5 (((-1 ∈ ℂ ∧ -1 ≠ 0) ∧ ((2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) ∈ ℤ ∧ ((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)) ∈ ℤ)) → (-1↑((2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) + ((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))) = ((-1↑(2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))) · (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))))
121114, 116, 118, 119, 120syl22anc 835 . . . 4 (𝜑 → (-1↑((2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) + ((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))) = ((-1↑(2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))) · (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))))
122 expmulz 13313 . . . . . . 7 (((-1 ∈ ℂ ∧ -1 ≠ 0) ∧ (2 ∈ ℤ ∧ ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)) ∈ ℤ)) → (-1↑(2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))) = ((-1↑2)↑((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))))
123114, 116, 90, 117, 122syl22anc 835 . . . . . 6 (𝜑 → (-1↑(2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))) = ((-1↑2)↑((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))))
124 neg1sqe1 13397 . . . . . . . 8 (-1↑2) = 1
125124oveq1i 7017 . . . . . . 7 ((-1↑2)↑((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) = (1↑((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))
126 1exp 13296 . . . . . . . 8 (((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)) ∈ ℤ → (1↑((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) = 1)
127117, 126syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (1↑((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) = 1)
128125, 127syl5eq 2841 . . . . . 6 (𝜑 → ((-1↑2)↑((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) = 1)
129123, 128eqtrd 2829 . . . . 5 (𝜑 → (-1↑(2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))) = 1)
130129oveq1d 7022 . . . 4 (𝜑 → ((-1↑(2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))) · (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))) = (1 · (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))))
131121, 130eqtrd 2829 . . 3 (𝜑 → (-1↑((2 · ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) + ((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))) = (1 · (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))))
132114, 116, 119expclzd 13353 . . . . 5 (𝜑 → (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) ∈ ℂ)
133132mulid2d 10494 . . . 4 (𝜑 → (1 · (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))) = (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))))
13470, 83, 106adddird 10501 . . . . 5 (𝜑 → ((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)) = ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)) + (((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2))))
135134oveq2d 7023 . . . 4 (𝜑 → (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2))) = (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)) + (((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)))))
136133, 135eqtrd 2829 . . 3 (𝜑 → (1 · (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) + ((𝐵 − 1) / 2)) · ((𝑁 − 1) / 2)))) = (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)) + (((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)))))
137112, 131, 1363eqtrd 2833 . 2 (𝜑 → (-1↑(((𝑀 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2))) = (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)) + (((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)))))
138 lgsquad2lem1.1 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝐴)) = (-1↑(((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2))))
139 lgsquad2lem1.2 . . . 4 (𝜑 → ((𝐵 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝐵)) = (-1↑(((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2))))
140138, 139oveq12d 7025 . . 3 (𝜑 → (((𝐴 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝐴)) · ((𝐵 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝐵))) = ((-1↑(((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2))) · (-1↑(((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)))))
14169, 105zmulcld 11931 . . . 4 (𝜑 → (((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)) ∈ ℤ)
14282, 105zmulcld 11931 . . . 4 (𝜑 → (((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)) ∈ ℤ)
143 expaddz 13311 . . . 4 (((-1 ∈ ℂ ∧ -1 ≠ 0) ∧ ((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)) ∈ ℤ ∧ (((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)) ∈ ℤ)) → (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)) + (((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)))) = ((-1↑(((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2))) · (-1↑(((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)))))
144114, 116, 141, 142, 143syl22anc 835 . . 3 (𝜑 → (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)) + (((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)))) = ((-1↑(((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2))) · (-1↑(((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)))))
145140, 144eqtr4d 2832 . 2 (𝜑 → (((𝐴 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝐴)) · ((𝐵 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝐵))) = (-1↑((((𝐴 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)) + (((𝐵 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2)))))
146 lgscl 25557 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 𝑁) ∈ ℤ)
1473, 97, 146syl2anc 584 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 /L 𝑁) ∈ ℤ)
148147zcnd 11926 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 /L 𝑁) ∈ ℂ)
149 lgscl 25557 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐵 /L 𝑁) ∈ ℤ)
1509, 97, 149syl2anc 584 . . . . 5 (𝜑 → (𝐵 /L 𝑁) ∈ ℤ)
151150zcnd 11926 . . . 4 (𝜑 → (𝐵 /L 𝑁) ∈ ℂ)
152 lgscl 25557 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝑁 /L 𝐴) ∈ ℤ)
15397, 3, 152syl2anc 584 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 /L 𝐴) ∈ ℤ)
154153zcnd 11926 . . . 4 (𝜑 → (𝑁 /L 𝐴) ∈ ℂ)
155 lgscl 25557 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑁 /L 𝐵) ∈ ℤ)
15697, 9, 155syl2anc 584 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 /L 𝐵) ∈ ℤ)
157156zcnd 11926 . . . 4 (𝜑 → (𝑁 /L 𝐵) ∈ ℂ)
158148, 151, 154, 157mul4d 10688 . . 3 (𝜑 → (((𝐴 /L 𝑁) · (𝐵 /L 𝑁)) · ((𝑁 /L 𝐴) · (𝑁 /L 𝐵))) = (((𝐴 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝐴)) · ((𝐵 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝐵))))
1592nnne0d 11524 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ≠ 0)
1608nnne0d 11524 . . . . . 6 (𝜑𝐵 ≠ 0)
161 lgsdir 25578 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐴 ≠ 0 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ((𝐴 · 𝐵) /L 𝑁) = ((𝐴 /L 𝑁) · (𝐵 /L 𝑁)))
1623, 9, 97, 159, 160, 161syl32anc 1369 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 · 𝐵) /L 𝑁) = ((𝐴 /L 𝑁) · (𝐵 /L 𝑁)))
1631oveq1d 7022 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 · 𝐵) /L 𝑁) = (𝑀 /L 𝑁))
164162, 163eqtr3d 2831 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 /L 𝑁) · (𝐵 /L 𝑁)) = (𝑀 /L 𝑁))
165 lgsdi 25580 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝐴 ≠ 0 ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝑁 /L (𝐴 · 𝐵)) = ((𝑁 /L 𝐴) · (𝑁 /L 𝐵)))
16697, 3, 9, 159, 160, 165syl32anc 1369 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 /L (𝐴 · 𝐵)) = ((𝑁 /L 𝐴) · (𝑁 /L 𝐵)))
1671oveq2d 7023 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 /L (𝐴 · 𝐵)) = (𝑁 /L 𝑀))
168166, 167eqtr3d 2831 . . . 4 (𝜑 → ((𝑁 /L 𝐴) · (𝑁 /L 𝐵)) = (𝑁 /L 𝑀))
169164, 168oveq12d 7025 . . 3 (𝜑 → (((𝐴 /L 𝑁) · (𝐵 /L 𝑁)) · ((𝑁 /L 𝐴) · (𝑁 /L 𝐵))) = ((𝑀 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝑀)))
170158, 169eqtr3d 2831 . 2 (𝜑 → (((𝐴 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝐴)) · ((𝐵 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝐵))) = ((𝑀 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝑀)))
171137, 145, 1703eqtr2rd 2836 1 (𝜑 → ((𝑀 /L 𝑁) · (𝑁 /L 𝑀)) = (-1↑(((𝑀 − 1) / 2) · ((𝑁 − 1) / 2))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 207  wa 396   = wceq 1520  wcel 2079  wne 2982   class class class wbr 4956  (class class class)co 7007  cc 10370  0cc0 10372  1c1 10373   + caddc 10375   · cmul 10377  cmin 10706  -cneg 10707   / cdiv 11134  cn 11475  2c2 11529  cz 11818  cexp 13267  cdvds 15428   gcd cgcd 15664  cprime 15832   /L clgs 25540
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1775  ax-4 1789  ax-5 1886  ax-6 1945  ax-7 1990  ax-8 2081  ax-9 2089  ax-10 2110  ax-11 2124  ax-12 2139  ax-13 2342  ax-ext 2767  ax-rep 5075  ax-sep 5088  ax-nul 5095  ax-pow 5150  ax-pr 5214  ax-un 7310  ax-cnex 10428  ax-resscn 10429  ax-1cn 10430  ax-icn 10431  ax-addcl 10432  ax-addrcl 10433  ax-mulcl 10434  ax-mulrcl 10435  ax-mulcom 10436  ax-addass 10437  ax-mulass 10438  ax-distr 10439  ax-i2m1 10440  ax-1ne0 10441  ax-1rid 10442  ax-rnegex 10443  ax-rrecex 10444  ax-cnre 10445  ax-pre-lttri 10446  ax-pre-lttrn 10447  ax-pre-ltadd 10448  ax-pre-mulgt0 10449  ax-pre-sup 10450
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 843  df-3or 1079  df-3an 1080  df-tru 1523  df-ex 1760  df-nf 1764  df-sb 2041  df-mo 2574  df-eu 2610  df-clab 2774  df-cleq 2786  df-clel 2861  df-nfc 2933  df-ne 2983  df-nel 3089  df-ral 3108  df-rex 3109  df-reu 3110  df-rmo 3111  df-rab 3112  df-v 3434  df-sbc 3702  df-csb 3807  df-dif 3857  df-un 3859  df-in 3861  df-ss 3869  df-pss 3871  df-nul 4207  df-if 4376  df-pw 4449  df-sn 4467  df-pr 4469  df-tp 4471  df-op 4473  df-uni 4740  df-int 4777  df-iun 4821  df-br 4957  df-opab 5019  df-mpt 5036  df-tr 5058  df-id 5340  df-eprel 5345  df-po 5354  df-so 5355  df-fr 5394  df-we 5396  df-xp 5441  df-rel 5442  df-cnv 5443  df-co 5444  df-dm 5445  df-rn 5446  df-res 5447  df-ima 5448  df-pred 6015  df-ord 6061  df-on 6062  df-lim 6063  df-suc 6064  df-iota 6181  df-fun 6219  df-fn 6220  df-f 6221  df-f1 6222  df-fo 6223  df-f1o 6224  df-fv 6225  df-riota 6968  df-ov 7010  df-oprab 7011  df-mpo 7012  df-om 7428  df-1st 7536  df-2nd 7537  df-wrecs 7789  df-recs 7851  df-rdg 7889  df-1o 7944  df-2o 7945  df-oadd 7948  df-er 8130  df-map 8249  df-en 8348  df-dom 8349  df-sdom 8350  df-fin 8351  df-sup 8742  df-inf 8743  df-dju 9165  df-card 9203  df-pnf 10512  df-mnf 10513  df-xr 10514  df-ltxr 10515  df-le 10516  df-sub 10708  df-neg 10709  df-div 11135  df-nn 11476  df-2 11537  df-3 11538  df-4 11539  df-5 11540  df-6 11541  df-7 11542  df-8 11543  df-9 11544  df-n0 11735  df-xnn0 11805  df-z 11819  df-uz 12083  df-q 12187  df-rp 12229  df-fz 12732  df-fzo 12873  df-fl 13000  df-mod 13076  df-seq 13208  df-exp 13268  df-hash 13529  df-cj 14280  df-re 14281  df-im 14282  df-sqrt 14416  df-abs 14417  df-dvds 15429  df-gcd 15665  df-prm 15833  df-phi 15920  df-pc 15991  df-lgs 25541
This theorem is referenced by:  lgsquad2lem2  25631
  Copyright terms: Public domain W3C validator