Metamath Proof Explorer


Theorem flt4lem5

Description: In the context of the lemmas of pythagtrip , M and N are coprime. (Contributed by SN, 23-Aug-2024)

Ref Expression
Hypotheses flt4lem5.1 โŠข ๐‘€ = ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 )
flt4lem5.2 โŠข ๐‘ = ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 )
Assertion flt4lem5 ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘€ gcd ๐‘ ) = 1 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 flt4lem5.1 โŠข ๐‘€ = ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 )
2 flt4lem5.2 โŠข ๐‘ = ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 )
3 simp3l โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 )
4 simp11 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„• )
5 simp12 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„• )
6 coprmgcdb โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘– โˆˆ โ„• ( ( ๐‘– โˆฅ ๐ด โˆง ๐‘– โˆฅ ๐ต ) โ†’ ๐‘– = 1 ) โ†” ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 ) )
7 4 5 6 syl2anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘– โˆˆ โ„• ( ( ๐‘– โˆฅ ๐ด โˆง ๐‘– โˆฅ ๐ต ) โ†’ ๐‘– = 1 ) โ†” ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 ) )
8 3 7 mpbird โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘– โˆˆ โ„• ( ( ๐‘– โˆฅ ๐ด โˆง ๐‘– โˆฅ ๐ต ) โ†’ ๐‘– = 1 ) )
9 simplr โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„• )
10 9 nnzd โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„ค )
11 1 pythagtriplem11 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„• )
12 11 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„• )
13 12 nnsqcld โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„• )
14 13 nnzd โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
15 2 pythagtriplem13 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
16 15 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
17 16 nnsqcld โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„• )
18 17 nnzd โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
19 simprl โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘– โˆฅ ๐‘€ )
20 12 nnzd โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค )
21 2nn โŠข 2 โˆˆ โ„•
22 21 a1i โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ 2 โˆˆ โ„• )
23 dvdsexp2im โŠข ( ( ๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง 2 โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โ†’ ๐‘– โˆฅ ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) ) )
24 10 20 22 23 syl3anc โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โ†’ ๐‘– โˆฅ ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) ) )
25 19 24 mpd โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘– โˆฅ ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) )
26 simprr โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘– โˆฅ ๐‘ )
27 16 nnzd โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค )
28 dvdsexp2im โŠข ( ( ๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง 2 โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘– โˆฅ ๐‘ โ†’ ๐‘– โˆฅ ( ๐‘ โ†‘ 2 ) ) )
29 10 27 22 28 syl3anc โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐‘– โˆฅ ๐‘ โ†’ ๐‘– โˆฅ ( ๐‘ โ†‘ 2 ) ) )
30 26 29 mpd โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘– โˆฅ ( ๐‘ โ†‘ 2 ) )
31 10 14 18 25 30 dvds2subd โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘– โˆฅ ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐‘ โ†‘ 2 ) ) )
32 1 2 pythagtriplem15 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ ๐ด = ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐‘ โ†‘ 2 ) ) )
33 32 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐ด = ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐‘ โ†‘ 2 ) ) )
34 31 33 breqtrrd โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘– โˆฅ ๐ด )
35 2z โŠข 2 โˆˆ โ„ค
36 35 a1i โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ 2 โˆˆ โ„ค )
37 12 16 nnmulcld โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) โˆˆ โ„• )
38 37 nnzd โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) โˆˆ โ„ค )
39 10 20 27 26 dvdsmultr2d โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘– โˆฅ ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) )
40 10 36 38 39 dvdsmultr2d โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘– โˆฅ ( 2 ยท ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) ) )
41 1 2 pythagtriplem16 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ ๐ต = ( 2 ยท ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) ) )
42 41 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐ต = ( 2 ยท ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) ) )
43 40 42 breqtrrd โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘– โˆฅ ๐ต )
44 34 43 jca โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐‘– โˆฅ ๐ด โˆง ๐‘– โˆฅ ๐ต ) )
45 44 ex โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) โ†’ ( ๐‘– โˆฅ ๐ด โˆง ๐‘– โˆฅ ๐ต ) ) )
46 45 imim1d โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ( ๐‘– โˆฅ ๐ด โˆง ๐‘– โˆฅ ๐ต ) โ†’ ๐‘– = 1 ) โ†’ ( ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) โ†’ ๐‘– = 1 ) ) )
47 46 ralimdva โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘– โˆˆ โ„• ( ( ๐‘– โˆฅ ๐ด โˆง ๐‘– โˆฅ ๐ต ) โ†’ ๐‘– = 1 ) โ†’ โˆ€ ๐‘– โˆˆ โ„• ( ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) โ†’ ๐‘– = 1 ) ) )
48 8 47 mpd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘– โˆˆ โ„• ( ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) โ†’ ๐‘– = 1 ) )
49 coprmgcdb โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘– โˆˆ โ„• ( ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) โ†’ ๐‘– = 1 ) โ†” ( ๐‘€ gcd ๐‘ ) = 1 ) )
50 11 15 49 syl2anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘– โˆˆ โ„• ( ( ๐‘– โˆฅ ๐‘€ โˆง ๐‘– โˆฅ ๐‘ ) โ†’ ๐‘– = 1 ) โ†” ( ๐‘€ gcd ๐‘ ) = 1 ) )
51 48 50 mpbid โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โˆง ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆง ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘€ gcd ๐‘ ) = 1 )