Metamath Proof Explorer


Theorem pythagtriplem16

Description: Lemma for pythagtrip . Show the relationship between M , N , and B . (Contributed by Scott Fenton, 17-Apr-2014) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014)

Ref Expression
Hypotheses pythagtriplem15.1 โŠข ๐‘€ = ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 )
pythagtriplem15.2 โŠข ๐‘ = ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 )
Assertion pythagtriplem16 ( ( ( 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‘ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pythagtriplem15.1 โŠข ๐‘€ = ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 )
2 pythagtriplem15.2 โŠข ๐‘ = ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 )
3 1 2 oveq12i โŠข ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) ยท ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) )
4 nncn โŠข ( ๐ถ โˆˆ โ„• โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
5 nncn โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
6 addcl โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
7 4 5 6 syl2anr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
8 7 sqrtcld โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ )
9 subcl โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
10 4 5 9 syl2anr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
11 10 sqrtcld โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ )
12 addcl โŠข ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
13 8 11 12 syl2anc โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
14 13 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
15 14 3ad2ant1 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†’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
16 subcl โŠข ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
17 8 11 16 syl2anc โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
18 17 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
19 18 3ad2ant1 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†’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
20 2cnne0 โŠข ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 )
21 divmuldiv โŠข ( ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ ) โˆง ( ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) โˆง ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) ) ) โ†’ ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) ยท ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) / ( 2 ยท 2 ) ) )
22 20 20 21 mpanr12 โŠข ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) ยท ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) / ( 2 ยท 2 ) ) )
23 15 19 22 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†’ ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) ยท ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) / ( 2 ยท 2 ) ) )
24 13 17 mulcld โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
25 24 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
26 25 3ad2ant1 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†’ ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
27 divdiv1 โŠข ( ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) โˆง ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) ) โ†’ ( ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) / 2 ) / 2 ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) / ( 2 ยท 2 ) ) )
28 20 20 27 mp3an23 โŠข ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) / 2 ) / 2 ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) / ( 2 ยท 2 ) ) )
29 26 28 syl 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†’ ( ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) / 2 ) / 2 ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) / ( 2 ยท 2 ) ) )
30 23 29 eqtr4d 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†’ ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) ยท ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) ) = ( ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) / 2 ) / 2 ) )
31 nnre โŠข ( ๐ถ โˆˆ โ„• โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
32 nnre โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
33 readdcl โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„ )
34 31 32 33 syl2anr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„ )
35 34 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„ )
36 35 3ad2ant1 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ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„ )
37 31 adantl โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
38 32 adantr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
39 nngt0 โŠข ( ๐ถ โˆˆ โ„• โ†’ 0 < ๐ถ )
40 39 adantl โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ 0 < ๐ถ )
41 nngt0 โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ 0 < ๐ต )
42 41 adantr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ 0 < ๐ต )
43 37 38 40 42 addgt0d โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ 0 < ( ๐ถ + ๐ต ) )
44 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
45 ltle โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 0 < ( ๐ถ + ๐ต ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ถ + ๐ต ) ) )
46 44 45 mpan โŠข ( ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„ โ†’ ( 0 < ( ๐ถ + ๐ต ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ถ + ๐ต ) ) )
47 34 43 46 sylc โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ถ + ๐ต ) )
48 47 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ถ + ๐ต ) )
49 48 3ad2ant1 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†’ 0 โ‰ค ( ๐ถ + ๐ต ) )
50 resqrtth โŠข ( ( ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐ถ + ๐ต ) ) โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) = ( ๐ถ + ๐ต ) )
51 36 49 50 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†’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) = ( ๐ถ + ๐ต ) )
52 resubcl โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
53 31 32 52 syl2anr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
54 53 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
55 54 3ad2ant1 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ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
56 pythagtriplem10 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 ) ) โ†’ 0 < ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) )
57 56 3adant3 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†’ 0 < ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) )
58 ltle โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 0 < ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) )
59 44 58 mpan โŠข ( ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„ โ†’ ( 0 < ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) )
60 55 57 59 sylc 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†’ 0 โ‰ค ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) )
61 resqrtth โŠข ( ( ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) = ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) )
62 55 60 61 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†’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) = ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) )
63 51 62 oveq12d 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†’ ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ถ + ๐ต ) โˆ’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) )
64 63 oveq1d 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†’ ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) ) / 2 ) = ( ( ( ๐ถ + ๐ต ) โˆ’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) / 2 ) )
65 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„• )
66 simp13 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ถ โˆˆ โ„• )
67 65 66 8 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†’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ )
68 65 66 11 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†’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ )
69 subsq โŠข ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) ) = ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) )
70 67 68 69 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†’ ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) ) = ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) )
71 70 oveq1d 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†’ ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) ) / 2 ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) / 2 ) )
72 pnncan โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ถ + ๐ต ) โˆ’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) = ( ๐ต + ๐ต ) )
73 72 3anidm23 โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ถ + ๐ต ) โˆ’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) = ( ๐ต + ๐ต ) )
74 2times โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 2 ยท ๐ต ) = ( ๐ต + ๐ต ) )
75 74 adantl โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 2 ยท ๐ต ) = ( ๐ต + ๐ต ) )
76 73 75 eqtr4d โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ถ + ๐ต ) โˆ’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) = ( 2 ยท ๐ต ) )
77 4 5 76 syl2anr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐ถ + ๐ต ) โˆ’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) = ( 2 ยท ๐ต ) )
78 77 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐ถ + ๐ต ) โˆ’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) = ( 2 ยท ๐ต ) )
79 78 3ad2ant1 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ถ + ๐ต ) โˆ’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) = ( 2 ยท ๐ต ) )
80 79 oveq1d 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ถ + ๐ต ) โˆ’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) / 2 ) = ( ( 2 ยท ๐ต ) / 2 ) )
81 2cn โŠข 2 โˆˆ โ„‚
82 2ne0 โŠข 2 โ‰  0
83 divcan3 โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐ต ) / 2 ) = ๐ต )
84 81 82 83 mp3an23 โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( 2 ยท ๐ต ) / 2 ) = ๐ต )
85 65 5 84 3syl 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†’ ( ( 2 ยท ๐ต ) / 2 ) = ๐ต )
86 80 85 eqtrd 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ถ + ๐ต ) โˆ’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) / 2 ) = ๐ต )
87 64 71 86 3eqtr3d 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†’ ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) / 2 ) = ๐ต )
88 87 oveq1d 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†’ ( ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) / 2 ) / 2 ) = ( ๐ต / 2 ) )
89 30 88 eqtrd 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†’ ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) ยท ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โˆ’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) ) = ( ๐ต / 2 ) )
90 3 89 eqtrid 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‘€ ยท ๐‘ ) = ( ๐ต / 2 ) )
91 90 oveq2d 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†’ ( 2 ยท ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) ) = ( 2 ยท ( ๐ต / 2 ) ) )
92 divcan2 โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) โ†’ ( 2 ยท ( ๐ต / 2 ) ) = ๐ต )
93 81 82 92 mp3an23 โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 2 ยท ( ๐ต / 2 ) ) = ๐ต )
94 5 93 syl โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( 2 ยท ( ๐ต / 2 ) ) = ๐ต )
95 94 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 ยท ( ๐ต / 2 ) ) = ๐ต )
96 95 3ad2ant1 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†’ ( 2 ยท ( ๐ต / 2 ) ) = ๐ต )
97 91 96 eqtr2d 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‘ ) ) )