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Theorem rmxycomplete 38008
Description: The X and Y sequences taken together enumerate all solutions to the corresponding Pell equation in the right half-plane. This is Metamath 100 proof #39. (Contributed by Stefan O'Rear, 22-Sep-2014.)
Assertion
Ref Expression
rmxycomplete ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → (((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1 ↔ ∃𝑛 ∈ ℤ (𝑋 = (𝐴 Xrm 𝑛) ∧ 𝑌 = (𝐴 Yrm 𝑛))))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑛   𝑛,𝑋   𝑛,𝑌

Proof of Theorem rmxycomplete
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rmspecnonsq 37998 . . . 4 (𝐴 ∈ (ℤ‘2) → ((𝐴↑2) − 1) ∈ (ℕ ∖ ◻NN))
213ad2ant1 1127 . . 3 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → ((𝐴↑2) − 1) ∈ (ℕ ∖ ◻NN))
3 pellfund14b 37989 . . 3 (((𝐴↑2) − 1) ∈ (ℕ ∖ ◻NN) → ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) ∈ (Pell14QR‘((𝐴↑2) − 1)) ↔ ∃𝑛 ∈ ℤ (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = ((PellFund‘((𝐴↑2) − 1))↑𝑛)))
42, 3syl 17 . 2 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) ∈ (Pell14QR‘((𝐴↑2) − 1)) ↔ ∃𝑛 ∈ ℤ (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = ((PellFund‘((𝐴↑2) − 1))↑𝑛)))
5 nn0re 11507 . . . . . 6 (𝑋 ∈ ℕ0𝑋 ∈ ℝ)
653ad2ant2 1128 . . . . 5 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℝ)
7 rmspecpos 38007 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ (ℤ‘2) → ((𝐴↑2) − 1) ∈ ℝ+)
87rpsqrtcld 14357 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (ℤ‘2) → (√‘((𝐴↑2) − 1)) ∈ ℝ+)
98rpred 12074 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ (ℤ‘2) → (√‘((𝐴↑2) − 1)) ∈ ℝ)
1093ad2ant1 1127 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → (√‘((𝐴↑2) − 1)) ∈ ℝ)
11 zre 11587 . . . . . . 7 (𝑌 ∈ ℤ → 𝑌 ∈ ℝ)
12113ad2ant3 1129 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → 𝑌 ∈ ℝ)
1310, 12remulcld 10275 . . . . 5 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌) ∈ ℝ)
146, 13readdcld 10274 . . . 4 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) ∈ ℝ)
1514biantrurd 522 . . 3 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → (∃𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1) ↔ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) ∈ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1))))
16 simpl2 1229 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1) → 𝑋 ∈ ℕ0)
17 simpl3 1231 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1) → 𝑌 ∈ ℤ)
18 eqidd 2772 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1) → (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)))
19 simpr 471 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1) → ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1)
20 oveq1 6802 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑋 → (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) = (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)))
2120eqeq2d 2781 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑋 → ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ↔ (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦))))
22 oveq1 6802 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑋 → (𝑥↑2) = (𝑋↑2))
2322oveq1d 6810 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑋 → ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))))
2423eqeq1d 2773 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑋 → (((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1 ↔ ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1))
2521, 24anbi12d 616 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑋 → (((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1) ↔ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1)))
26 oveq2 6803 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = 𝑌 → ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦) = ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌))
2726oveq2d 6811 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝑌 → (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) = (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)))
2827eqeq2d 2781 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑌 → ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ↔ (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌))))
29 oveq1 6802 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = 𝑌 → (𝑦↑2) = (𝑌↑2))
3029oveq2d 6811 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = 𝑌 → (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2)) = (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2)))
3130oveq2d 6811 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝑌 → ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))))
3231eqeq1d 2773 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑌 → (((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1 ↔ ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1))
3328, 32anbi12d 616 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑌 → (((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1) ↔ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) ∧ ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1)))
3425, 33rspc2ev 3474 . . . . . 6 ((𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ ∧ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) ∧ ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1)) → ∃𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1))
3516, 17, 18, 19, 34syl112anc 1480 . . . . 5 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1) → ∃𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1))
3635ex 397 . . . 4 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → (((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1 → ∃𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1)))
37 rmspecsqrtnq 37996 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ (ℤ‘2) → (√‘((𝐴↑2) − 1)) ∈ (ℂ ∖ ℚ))
38373ad2ant1 1127 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → (√‘((𝐴↑2) − 1)) ∈ (ℂ ∖ ℚ))
3938adantr 466 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ)) → (√‘((𝐴↑2) − 1)) ∈ (ℂ ∖ ℚ))
40 nn0ssq 12003 . . . . . . . . . . 11 0 ⊆ ℚ
41 simp2 1131 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℕ0)
4240, 41sseldi 3750 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℚ)
4342adantr 466 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ)) → 𝑋 ∈ ℚ)
44 zq 12001 . . . . . . . . . . 11 (𝑌 ∈ ℤ → 𝑌 ∈ ℚ)
45443ad2ant3 1129 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → 𝑌 ∈ ℚ)
4645adantr 466 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ)) → 𝑌 ∈ ℚ)
4740sseli 3748 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℚ)
4847ad2antrl 707 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ)) → 𝑥 ∈ ℚ)
49 zq 12001 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℤ → 𝑦 ∈ ℚ)
5049ad2antll 708 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ)) → 𝑦 ∈ ℚ)
51 qirropth 37999 . . . . . . . . 9 (((√‘((𝐴↑2) − 1)) ∈ (ℂ ∖ ℚ) ∧ (𝑋 ∈ ℚ ∧ 𝑌 ∈ ℚ) ∧ (𝑥 ∈ ℚ ∧ 𝑦 ∈ ℚ)) → ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ↔ (𝑋 = 𝑥𝑌 = 𝑦)))
5239, 43, 46, 48, 50, 51syl122anc 1485 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ)) → ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ↔ (𝑋 = 𝑥𝑌 = 𝑦)))
5352biimpd 219 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ)) → ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) → (𝑋 = 𝑥𝑌 = 𝑦)))
5453anim1d 598 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ)) → (((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1) → ((𝑋 = 𝑥𝑌 = 𝑦) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1)))
55 oveq1 6802 . . . . . . . . . 10 (𝑋 = 𝑥 → (𝑋↑2) = (𝑥↑2))
56 oveq1 6802 . . . . . . . . . . 11 (𝑌 = 𝑦 → (𝑌↑2) = (𝑦↑2))
5756oveq2d 6811 . . . . . . . . . 10 (𝑌 = 𝑦 → (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2)) = (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2)))
5855, 57oveqan12d 6814 . . . . . . . . 9 ((𝑋 = 𝑥𝑌 = 𝑦) → ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))))
5958eqcomd 2777 . . . . . . . 8 ((𝑋 = 𝑥𝑌 = 𝑦) → ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))))
6059eqeq1d 2773 . . . . . . 7 ((𝑋 = 𝑥𝑌 = 𝑦) → (((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1 ↔ ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1))
6160biimpa 462 . . . . . 6 (((𝑋 = 𝑥𝑌 = 𝑦) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1) → ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1)
6254, 61syl6 35 . . . . 5 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ)) → (((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1) → ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1))
6362rexlimdvva 3186 . . . 4 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → (∃𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1) → ((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1))
6436, 63impbid 202 . . 3 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → (((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1 ↔ ∃𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1)))
65 elpell14qr 37939 . . . 4 (((𝐴↑2) − 1) ∈ (ℕ ∖ ◻NN) → ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) ∈ (Pell14QR‘((𝐴↑2) − 1)) ↔ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) ∈ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1))))
662, 65syl 17 . . 3 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) ∈ (Pell14QR‘((𝐴↑2) − 1)) ↔ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) ∈ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = (𝑥 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑦)) ∧ ((𝑥↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑦↑2))) = 1))))
6715, 64, 663bitr4d 300 . 2 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → (((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1 ↔ (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) ∈ (Pell14QR‘((𝐴↑2) − 1))))
6838adantr 466 . . . . 5 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (√‘((𝐴↑2) − 1)) ∈ (ℂ ∖ ℚ))
6942adantr 466 . . . . 5 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℚ)
7045adantr 466 . . . . 5 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → 𝑌 ∈ ℚ)
71 frmx 38004 . . . . . . . 8 Xrm :((ℤ‘2) × ℤ)⟶ℕ0
7271a1i 11 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → Xrm :((ℤ‘2) × ℤ)⟶ℕ0)
73 simpl1 1227 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ (ℤ‘2))
74 simpr 471 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → 𝑛 ∈ ℤ)
7572, 73, 74fovrnd 6956 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm 𝑛) ∈ ℕ0)
7640, 75sseldi 3750 . . . . 5 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm 𝑛) ∈ ℚ)
77 zssq 12002 . . . . . 6 ℤ ⊆ ℚ
78 frmy 38005 . . . . . . . 8 Yrm :((ℤ‘2) × ℤ)⟶ℤ
7978a1i 11 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → Yrm :((ℤ‘2) × ℤ)⟶ℤ)
8079, 73, 74fovrnd 6956 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm 𝑛) ∈ ℤ)
8177, 80sseldi 3750 . . . . 5 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm 𝑛) ∈ ℚ)
82 qirropth 37999 . . . . 5 (((√‘((𝐴↑2) − 1)) ∈ (ℂ ∖ ℚ) ∧ (𝑋 ∈ ℚ ∧ 𝑌 ∈ ℚ) ∧ ((𝐴 Xrm 𝑛) ∈ ℚ ∧ (𝐴 Yrm 𝑛) ∈ ℚ)) → ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = ((𝐴 Xrm 𝑛) + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · (𝐴 Yrm 𝑛))) ↔ (𝑋 = (𝐴 Xrm 𝑛) ∧ 𝑌 = (𝐴 Yrm 𝑛))))
8368, 69, 70, 76, 81, 82syl122anc 1485 . . . 4 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = ((𝐴 Xrm 𝑛) + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · (𝐴 Yrm 𝑛))) ↔ (𝑋 = (𝐴 Xrm 𝑛) ∧ 𝑌 = (𝐴 Yrm 𝑛))))
84 rmxyval 38006 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → ((𝐴 Xrm 𝑛) + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · (𝐴 Yrm 𝑛))) = ((𝐴 + (√‘((𝐴↑2) − 1)))↑𝑛))
85843ad2antl1 1200 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → ((𝐴 Xrm 𝑛) + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · (𝐴 Yrm 𝑛))) = ((𝐴 + (√‘((𝐴↑2) − 1)))↑𝑛))
86 rmspecfund 38000 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ (ℤ‘2) → (PellFund‘((𝐴↑2) − 1)) = (𝐴 + (√‘((𝐴↑2) − 1))))
87863ad2ant1 1127 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → (PellFund‘((𝐴↑2) − 1)) = (𝐴 + (√‘((𝐴↑2) − 1))))
8887adantr 466 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (PellFund‘((𝐴↑2) − 1)) = (𝐴 + (√‘((𝐴↑2) − 1))))
8988oveq1d 6810 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → ((PellFund‘((𝐴↑2) − 1))↑𝑛) = ((𝐴 + (√‘((𝐴↑2) − 1)))↑𝑛))
9085, 89eqtr4d 2808 . . . . 5 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → ((𝐴 Xrm 𝑛) + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · (𝐴 Yrm 𝑛))) = ((PellFund‘((𝐴↑2) − 1))↑𝑛))
9190eqeq2d 2781 . . . 4 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → ((𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = ((𝐴 Xrm 𝑛) + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · (𝐴 Yrm 𝑛))) ↔ (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = ((PellFund‘((𝐴↑2) − 1))↑𝑛)))
9283, 91bitr3d 270 . . 3 (((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → ((𝑋 = (𝐴 Xrm 𝑛) ∧ 𝑌 = (𝐴 Yrm 𝑛)) ↔ (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = ((PellFund‘((𝐴↑2) − 1))↑𝑛)))
9392rexbidva 3197 . 2 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → (∃𝑛 ∈ ℤ (𝑋 = (𝐴 Xrm 𝑛) ∧ 𝑌 = (𝐴 Yrm 𝑛)) ↔ ∃𝑛 ∈ ℤ (𝑋 + ((√‘((𝐴↑2) − 1)) · 𝑌)) = ((PellFund‘((𝐴↑2) − 1))↑𝑛)))
944, 67, 933bitr4d 300 1 ((𝐴 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℤ) → (((𝑋↑2) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝑌↑2))) = 1 ↔ ∃𝑛 ∈ ℤ (𝑋 = (𝐴 Xrm 𝑛) ∧ 𝑌 = (𝐴 Yrm 𝑛))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 382  w3a 1071   = wceq 1631  wcel 2145  wrex 3062  cdif 3720   × cxp 5248  wf 6026  cfv 6030  (class class class)co 6795  cc 10139  cr 10140  1c1 10142   + caddc 10144   · cmul 10146  cmin 10471  cn 11225  2c2 11275  0cn0 11498  cz 11583  cuz 11892  cq 11995  cexp 13066  csqrt 14180  NNcsquarenn 37926  Pell14QRcpell14qr 37929  PellFundcpellfund 37930   Xrm crmx 37990   Yrm crmy 37991
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4905  ax-sep 4916  ax-nul 4924  ax-pow 4975  ax-pr 5035  ax-un 7099  ax-inf2 8705  ax-cnex 10197  ax-resscn 10198  ax-1cn 10199  ax-icn 10200  ax-addcl 10201  ax-addrcl 10202  ax-mulcl 10203  ax-mulrcl 10204  ax-mulcom 10205  ax-addass 10206  ax-mulass 10207  ax-distr 10208  ax-i2m1 10209  ax-1ne0 10210  ax-1rid 10211  ax-rnegex 10212  ax-rrecex 10213  ax-cnre 10214  ax-pre-lttri 10215  ax-pre-lttrn 10216  ax-pre-ltadd 10217  ax-pre-mulgt0 10218  ax-pre-sup 10219  ax-addf 10220  ax-mulf 10221
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-fal 1637  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4227  df-pw 4300  df-sn 4318  df-pr 4320  df-tp 4322  df-op 4324  df-uni 4576  df-int 4613  df-iun 4657  df-iin 4658  df-br 4788  df-opab 4848  df-mpt 4865  df-tr 4888  df-id 5158  df-eprel 5163  df-po 5171  df-so 5172  df-fr 5209  df-se 5210  df-we 5211  df-xp 5256  df-rel 5257  df-cnv 5258  df-co 5259  df-dm 5260  df-rn 5261  df-res 5262  df-ima 5263  df-pred 5822  df-ord 5868  df-on 5869  df-lim 5870  df-suc 5871  df-iota 5993  df-fun 6032  df-fn 6033  df-f 6034  df-f1 6035  df-fo 6036  df-f1o 6037  df-fv 6038  df-isom 6039  df-riota 6756  df-ov 6798  df-oprab 6799  df-mpt2 6800  df-of 7047  df-om 7216  df-1st 7318  df-2nd 7319  df-supp 7450  df-wrecs 7562  df-recs 7624  df-rdg 7662  df-1o 7716  df-2o 7717  df-oadd 7720  df-omul 7721  df-er 7899  df-map 8014  df-pm 8015  df-ixp 8066  df-en 8113  df-dom 8114  df-sdom 8115  df-fin 8116  df-fsupp 8435  df-fi 8476  df-sup 8507  df-inf 8508  df-oi 8574  df-card 8968  df-acn 8971  df-cda 9195  df-pnf 10281  df-mnf 10282  df-xr 10283  df-ltxr 10284  df-le 10285  df-sub 10473  df-neg 10474  df-div 10890  df-nn 11226  df-2 11284  df-3 11285  df-4 11286  df-5 11287  df-6 11288  df-7 11289  df-8 11290  df-9 11291  df-n0 11499  df-xnn0 11570  df-z 11584  df-dec 11700  df-uz 11893  df-q 11996  df-rp 12035  df-xneg 12150  df-xadd 12151  df-xmul 12152  df-ioo 12383  df-ioc 12384  df-ico 12385  df-icc 12386  df-fz 12533  df-fzo 12673  df-fl 12800  df-mod 12876  df-seq 13008  df-exp 13067  df-fac 13264  df-bc 13293  df-hash 13321  df-shft 14014  df-cj 14046  df-re 14047  df-im 14048  df-sqrt 14182  df-abs 14183  df-limsup 14409  df-clim 14426  df-rlim 14427  df-sum 14624  df-ef 15003  df-sin 15005  df-cos 15006  df-pi 15008  df-dvds 15189  df-gcd 15424  df-numer 15649  df-denom 15650  df-struct 16065  df-ndx 16066  df-slot 16067  df-base 16069  df-sets 16070  df-ress 16071  df-plusg 16161  df-mulr 16162  df-starv 16163  df-sca 16164  df-vsca 16165  df-ip 16166  df-tset 16167  df-ple 16168  df-ds 16171  df-unif 16172  df-hom 16173  df-cco 16174  df-rest 16290  df-topn 16291  df-0g 16309  df-gsum 16310  df-topgen 16311  df-pt 16312  df-prds 16315  df-xrs 16369  df-qtop 16374  df-imas 16375  df-xps 16377  df-mre 16453  df-mrc 16454  df-acs 16456  df-mgm 17449  df-sgrp 17491  df-mnd 17502  df-submnd 17543  df-mulg 17748  df-cntz 17956  df-cmn 18401  df-psmet 19952  df-xmet 19953  df-met 19954  df-bl 19955  df-mopn 19956  df-fbas 19957  df-fg 19958  df-cnfld 19961  df-top 20918  df-topon 20935  df-topsp 20957  df-bases 20970  df-cld 21043  df-ntr 21044  df-cls 21045  df-nei 21122  df-lp 21160  df-perf 21161  df-cn 21251  df-cnp 21252  df-haus 21339  df-tx 21585  df-hmeo 21778  df-fil 21869  df-fm 21961  df-flim 21962  df-flf 21963  df-xms 22344  df-ms 22345  df-tms 22346  df-cncf 22900  df-limc 23849  df-dv 23850  df-log 24523  df-squarenn 37931  df-pell1qr 37932  df-pell14qr 37933  df-pell1234qr 37934  df-pellfund 37935  df-rmx 37992  df-rmy 37993
This theorem is referenced by:  rmxynorm  38009  jm2.27b  38099
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