Metamath Proof Explorer


Theorem pythagtriplem18

Description: Lemma for pythagtrip . Wrap the previous M and N up in quantifiers. (Contributed by Scott Fenton, 18-Apr-2014) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014)

Ref Expression
Assertion pythagtriplem18 ⊢ A ∈ ℕ ∧ B ∈ ℕ ∧ C ∈ ℕ ∧ A 2 + B 2 = C 2 ∧ A gcd B = 1 ∧ ¬ 2 ∥ A → ∃ n ∈ ℕ ∃ m ∈ ℕ A = m 2 − n 2 ∧ B = 2 ⁢ m ⁢ n ∧ C = m 2 + n 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eqid ⊢ C + B − C − B 2 = C + B − C − B 2
2 1 pythagtriplem13 ⊢ A ∈ ℕ ∧ B ∈ ℕ ∧ C ∈ ℕ ∧ A 2 + B 2 = C 2 ∧ A gcd B = 1 ∧ ¬ 2 ∥ A → C + B − C − B 2 ∈ ℕ
3 eqid ⊢ C + B + C − B 2 = C + B + C − B 2
4 3 pythagtriplem11 ⊢ A ∈ ℕ ∧ B ∈ ℕ ∧ C ∈ ℕ ∧ A 2 + B 2 = C 2 ∧ A gcd B = 1 ∧ ¬ 2 ∥ A → C + B + C − B 2 ∈ ℕ
5 3 1 pythagtriplem15 ⊢ A ∈ ℕ ∧ B ∈ ℕ ∧ C ∈ ℕ ∧ A 2 + B 2 = C 2 ∧ A gcd B = 1 ∧ ¬ 2 ∥ A → A = C + B + C − B 2 2 − C + B − C − B 2 2
6 3 1 pythagtriplem16 ⊢ A ∈ ℕ ∧ B ∈ ℕ ∧ C ∈ ℕ ∧ A 2 + B 2 = C 2 ∧ A gcd B = 1 ∧ ¬ 2 ∥ A → B = 2 ⁢ C + B + C − B 2 ⁢ C + B − C − B 2
7 3 1 pythagtriplem17 ⊢ A ∈ ℕ ∧ B ∈ ℕ ∧ C ∈ ℕ ∧ A 2 + B 2 = C 2 ∧ A gcd B = 1 ∧ ¬ 2 ∥ A → C = C + B + C − B 2 2 + C + B − C − B 2 2
8 oveq1 ⊢ n = C + B − C − B 2 → n 2 = C + B − C − B 2 2
9 8 oveq2d ⊢ n = C + B − C − B 2 → m 2 − n 2 = m 2 − C + B − C − B 2 2
10 9 eqeq2d ⊢ n = C + B − C − B 2 → A = m 2 − n 2 ↔ A = m 2 − C + B − C − B 2 2
11 oveq2 ⊢ n = C + B − C − B 2 → m ⁢ n = m ⁢ C + B − C − B 2
12 11 oveq2d ⊢ n = C + B − C − B 2 → 2 ⁢ m ⁢ n = 2 ⁢ m ⁢ C + B − C − B 2
13 12 eqeq2d ⊢ n = C + B − C − B 2 → B = 2 ⁢ m ⁢ n ↔ B = 2 ⁢ m ⁢ C + B − C − B 2
14 8 oveq2d ⊢ n = C + B − C − B 2 → m 2 + n 2 = m 2 + C + B − C − B 2 2
15 14 eqeq2d ⊢ n = C + B − C − B 2 → C = m 2 + n 2 ↔ C = m 2 + C + B − C − B 2 2
16 10 13 15 3anbi123d ⊢ n = C + B − C − B 2 → A = m 2 − n 2 ∧ B = 2 ⁢ m ⁢ n ∧ C = m 2 + n 2 ↔ A = m 2 − C + B − C − B 2 2 ∧ B = 2 ⁢ m ⁢ C + B − C − B 2 ∧ C = m 2 + C + B − C − B 2 2
17 oveq1 ⊢ m = C + B + C − B 2 → m 2 = C + B + C − B 2 2
18 17 oveq1d ⊢ m = C + B + C − B 2 → m 2 − C + B − C − B 2 2 = C + B + C − B 2 2 − C + B − C − B 2 2
19 18 eqeq2d ⊢ m = C + B + C − B 2 → A = m 2 − C + B − C − B 2 2 ↔ A = C + B + C − B 2 2 − C + B − C − B 2 2
20 oveq1 ⊢ m = C + B + C − B 2 → m ⁢ C + B − C − B 2 = C + B + C − B 2 ⁢ C + B − C − B 2
21 20 oveq2d ⊢ m = C + B + C − B 2 → 2 ⁢ m ⁢ C + B − C − B 2 = 2 ⁢ C + B + C − B 2 ⁢ C + B − C − B 2
22 21 eqeq2d ⊢ m = C + B + C − B 2 → B = 2 ⁢ m ⁢ C + B − C − B 2 ↔ B = 2 ⁢ C + B + C − B 2 ⁢ C + B − C − B 2
23 17 oveq1d ⊢ m = C + B + C − B 2 → m 2 + C + B − C − B 2 2 = C + B + C − B 2 2 + C + B − C − B 2 2
24 23 eqeq2d ⊢ m = C + B + C − B 2 → C = m 2 + C + B − C − B 2 2 ↔ C = C + B + C − B 2 2 + C + B − C − B 2 2
25 19 22 24 3anbi123d ⊢ m = C + B + C − B 2 → A = m 2 − C + B − C − B 2 2 ∧ B = 2 ⁢ m ⁢ C + B − C − B 2 ∧ C = m 2 + C + B − C − B 2 2 ↔ A = C + B + C − B 2 2 − C + B − C − B 2 2 ∧ B = 2 ⁢ C + B + C − B 2 ⁢ C + B − C − B 2 ∧ C = C + B + C − B 2 2 + C + B − C − B 2 2
26 16 25 rspc2ev ⊢ C + B − C − B 2 ∈ ℕ ∧ C + B + C − B 2 ∈ ℕ ∧ A = C + B + C − B 2 2 − C + B − C − B 2 2 ∧ B = 2 ⁢ C + B + C − B 2 ⁢ C + B − C − B 2 ∧ C = C + B + C − B 2 2 + C + B − C − B 2 2 → ∃ n ∈ ℕ ∃ m ∈ ℕ A = m 2 − n 2 ∧ B = 2 ⁢ m ⁢ n ∧ C = m 2 + n 2
27 2 4 5 6 7 26 syl113anc ⊢ A ∈ ℕ ∧ B ∈ ℕ ∧ C ∈ ℕ ∧ A 2 + B 2 = C 2 ∧ A gcd B = 1 ∧ ¬ 2 ∥ A → ∃ n ∈ ℕ ∃ m ∈ ℕ A = m 2 − n 2 ∧ B = 2 ⁢ m ⁢ n ∧ C = m 2 + n 2