Metamath Proof Explorer


Theorem pellexlem4

Description: Lemma for pellex . Invoking irrapx1 , we have infinitely many near-solutions. (Contributed by Stefan O'Rear, 14-Sep-2014)

Ref Expression
Assertion pellexlem4 ⊢ D ∈ ℕ ∧ ¬ D ∈ ℚ → y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D ≈ ℕ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nnex ⊢ ℕ ∈ V
2 1 1 xpex ⊢ ℕ × ℕ ∈ V
3 opabssxp ⊢ y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D ⊆ ℕ × ℕ
4 ssdomg ⊢ ℕ × ℕ ∈ V → y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D ⊆ ℕ × ℕ → y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D ≼ ℕ × ℕ
5 2 3 4 mp2 ⊢ y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D ≼ ℕ × ℕ
6 xpnnen ⊢ ℕ × ℕ ≈ ℕ
7 domentr ⊢ y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D ≼ ℕ × ℕ ∧ ℕ × ℕ ≈ ℕ → y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D ≼ ℕ
8 5 6 7 mp2an ⊢ y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D ≼ ℕ
9 nnrp ⊢ D ∈ ℕ → D ∈ ℝ +
10 9 rpsqrtcld ⊢ D ∈ ℕ → D ∈ ℝ +
11 10 anim1i ⊢ D ∈ ℕ ∧ ¬ D ∈ ℚ → D ∈ ℝ + ∧ ¬ D ∈ ℚ
12 eldif ⊢ D ∈ ℝ + ∖ ℚ ↔ D ∈ ℝ + ∧ ¬ D ∈ ℚ
13 11 12 sylibr ⊢ D ∈ ℕ ∧ ¬ D ∈ ℚ → D ∈ ℝ + ∖ ℚ
14 irrapx1 ⊢ D ∈ ℝ + ∖ ℚ → b ∈ ℚ | 0 < b ∧ b − D < denom ⁡ b − 2 ≈ ℕ
15 ensym ⊢ b ∈ ℚ | 0 < b ∧ b − D < denom ⁡ b − 2 ≈ ℕ → ℕ ≈ b ∈ ℚ | 0 < b ∧ b − D < denom ⁡ b − 2
16 13 14 15 3syl ⊢ D ∈ ℕ ∧ ¬ D ∈ ℚ → ℕ ≈ b ∈ ℚ | 0 < b ∧ b − D < denom ⁡ b − 2
17 pellexlem3 ⊢ D ∈ ℕ ∧ ¬ D ∈ ℚ → b ∈ ℚ | 0 < b ∧ b − D < denom ⁡ b − 2 ≼ y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D
18 endomtr ⊢ ℕ ≈ b ∈ ℚ | 0 < b ∧ b − D < denom ⁡ b − 2 ∧ b ∈ ℚ | 0 < b ∧ b − D < denom ⁡ b − 2 ≼ y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D → ℕ ≼ y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D
19 16 17 18 syl2anc ⊢ D ∈ ℕ ∧ ¬ D ∈ ℚ → ℕ ≼ y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D
20 sbth ⊢ y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D ≼ ℕ ∧ ℕ ≼ y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D → y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D ≈ ℕ
21 8 19 20 sylancr ⊢ D ∈ ℕ ∧ ¬ D ∈ ℚ → y z | y ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y 2 − D ⁢ z 2 ≠ 0 ∧ y 2 − D ⁢ z 2 < 1 + 2 ⁢ D ≈ ℕ