Metamath Proof Explorer


Theorem 2sqlem8

Description: Lemma for 2sq . (Contributed by Mario Carneiro, 20-Jun-2015)

Ref Expression
Hypotheses 2sq.1 โŠข ๐‘† = ran ( ๐‘ค โˆˆ โ„ค[i] โ†ฆ ( ( abs โ€˜ ๐‘ค ) โ†‘ 2 ) )
2sqlem7.2 โŠข ๐‘Œ = { ๐‘ง โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ( ( ๐‘ฅ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โˆง ๐‘ง = ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) }
2sqlem9.5 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โˆ€ ๐‘Ž โˆˆ ๐‘Œ ( ๐‘ โˆฅ ๐‘Ž โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘† ) )
2sqlem9.7 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆฅ ๐‘ )
2sqlem8.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
2sqlem8.m โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) )
2sqlem8.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค )
2sqlem8.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ค )
2sqlem8.3 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 )
2sqlem8.4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ = ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) )
2sqlem8.c โŠข ๐ถ = ( ( ( ๐ด + ( ๐‘€ / 2 ) ) mod ๐‘€ ) โˆ’ ( ๐‘€ / 2 ) )
2sqlem8.d โŠข ๐ท = ( ( ( ๐ต + ( ๐‘€ / 2 ) ) mod ๐‘€ ) โˆ’ ( ๐‘€ / 2 ) )
2sqlem8.e โŠข ๐ธ = ( ๐ถ / ( ๐ถ gcd ๐ท ) )
2sqlem8.f โŠข ๐น = ( ๐ท / ( ๐ถ gcd ๐ท ) )
Assertion 2sqlem8 ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ ๐‘† )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 2sq.1 โŠข ๐‘† = ran ( ๐‘ค โˆˆ โ„ค[i] โ†ฆ ( ( abs โ€˜ ๐‘ค ) โ†‘ 2 ) )
2 2sqlem7.2 โŠข ๐‘Œ = { ๐‘ง โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ( ( ๐‘ฅ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โˆง ๐‘ง = ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) }
3 2sqlem9.5 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โˆ€ ๐‘Ž โˆˆ ๐‘Œ ( ๐‘ โˆฅ ๐‘Ž โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘† ) )
4 2sqlem9.7 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆฅ ๐‘ )
5 2sqlem8.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
6 2sqlem8.m โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) )
7 2sqlem8.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค )
8 2sqlem8.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ค )
9 2sqlem8.3 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) = 1 )
10 2sqlem8.4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ = ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) )
11 2sqlem8.c โŠข ๐ถ = ( ( ( ๐ด + ( ๐‘€ / 2 ) ) mod ๐‘€ ) โˆ’ ( ๐‘€ / 2 ) )
12 2sqlem8.d โŠข ๐ท = ( ( ( ๐ต + ( ๐‘€ / 2 ) ) mod ๐‘€ ) โˆ’ ( ๐‘€ / 2 ) )
13 2sqlem8.e โŠข ๐ธ = ( ๐ถ / ( ๐ถ gcd ๐ท ) )
14 2sqlem8.f โŠข ๐น = ( ๐ท / ( ๐ถ gcd ๐ท ) )
15 eluz2b3 โŠข ( ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โ†” ( ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘€ โ‰  1 ) )
16 6 15 sylib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘€ โ‰  1 ) )
17 16 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„• )
18 eluzelz โŠข ( ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค )
19 6 18 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค )
20 5 nnzd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค )
21 7 17 11 4sqlem5 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐ด โˆ’ ๐ถ ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค ) )
22 21 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ค )
23 zsqcl โŠข ( ๐ถ โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
24 22 23 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
25 8 17 12 4sqlem5 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ท โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐ต โˆ’ ๐ท ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค ) )
26 25 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ โ„ค )
27 zsqcl โŠข ( ๐ท โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐ท โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
28 26 27 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ท โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
29 24 28 zaddcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„ค )
30 zsqcl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐ด โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
31 7 30 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
32 31 24 zsubcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ถ โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„ค )
33 zsqcl โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
34 8 33 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
35 34 28 zsubcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„ค )
36 7 17 11 4sqlem8 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆฅ ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ถ โ†‘ 2 ) ) )
37 8 17 12 4sqlem8 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆฅ ( ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) )
38 19 32 35 36 37 dvds2addd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆฅ ( ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ถ โ†‘ 2 ) ) + ( ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) ) )
39 10 oveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โˆ’ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) ) = ( ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) โˆ’ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) ) )
40 31 zcnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„‚ )
41 34 zcnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„‚ )
42 24 zcnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„‚ )
43 28 zcnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ท โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„‚ )
44 40 41 42 43 addsub4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) โˆ’ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) ) = ( ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ถ โ†‘ 2 ) ) + ( ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) ) )
45 39 44 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โˆ’ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) ) = ( ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ถ โ†‘ 2 ) ) + ( ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) ) )
46 38 45 breqtrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆฅ ( ๐‘ โˆ’ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) ) )
47 dvdssub2 โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘€ โˆฅ ( ๐‘ โˆ’ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ๐‘ โ†” ๐‘€ โˆฅ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) ) )
48 19 20 29 46 47 syl31anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ๐‘ โ†” ๐‘€ โˆฅ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) ) )
49 4 48 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆฅ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) )
50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2sqlem8a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆˆ โ„• )
51 50 nnzd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆˆ โ„ค )
52 zsqcl2 โŠข ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆˆ โ„ค โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„•0 )
53 51 52 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„•0 )
54 53 nn0cnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„‚ )
55 gcddvds โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ท โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆฅ ๐ถ โˆง ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆฅ ๐ท ) )
56 22 26 55 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆฅ ๐ถ โˆง ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆฅ ๐ท ) )
57 56 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆฅ ๐ถ )
58 50 nnne0d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ‰  0 )
59 dvdsval2 โŠข ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ‰  0 โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆฅ ๐ถ โ†” ( ๐ถ / ( ๐ถ gcd ๐ท ) ) โˆˆ โ„ค ) )
60 51 58 22 59 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆฅ ๐ถ โ†” ( ๐ถ / ( ๐ถ gcd ๐ท ) ) โˆˆ โ„ค ) )
61 57 60 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ / ( ๐ถ gcd ๐ท ) ) โˆˆ โ„ค )
62 13 61 eqeltrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ธ โˆˆ โ„ค )
63 zsqcl2 โŠข ( ๐ธ โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐ธ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„•0 )
64 62 63 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ธ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„•0 )
65 64 nn0cnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ธ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„‚ )
66 56 simprd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆฅ ๐ท )
67 dvdsval2 โŠข ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ‰  0 โˆง ๐ท โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆฅ ๐ท โ†” ( ๐ท / ( ๐ถ gcd ๐ท ) ) โˆˆ โ„ค ) )
68 51 58 26 67 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆฅ ๐ท โ†” ( ๐ท / ( ๐ถ gcd ๐ท ) ) โˆˆ โ„ค ) )
69 66 68 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ท / ( ๐ถ gcd ๐ท ) ) โˆˆ โ„ค )
70 14 69 eqeltrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ โ„ค )
71 zsqcl2 โŠข ( ๐น โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐น โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„•0 )
72 70 71 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„•0 )
73 72 nn0cnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„‚ )
74 54 65 73 adddid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) = ( ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ๐ธ โ†‘ 2 ) ) + ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) )
75 51 zcnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆˆ โ„‚ )
76 62 zcnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ธ โˆˆ โ„‚ )
77 75 76 sqmuld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐ธ ) โ†‘ 2 ) = ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ๐ธ โ†‘ 2 ) ) )
78 13 oveq2i โŠข ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐ธ ) = ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ( ๐ถ / ( ๐ถ gcd ๐ท ) ) )
79 22 zcnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
80 79 75 58 divcan2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ( ๐ถ / ( ๐ถ gcd ๐ท ) ) ) = ๐ถ )
81 78 80 eqtrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐ธ ) = ๐ถ )
82 81 oveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐ธ ) โ†‘ 2 ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) )
83 77 82 eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ๐ธ โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) )
84 70 zcnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ โ„‚ )
85 75 84 sqmuld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐น ) โ†‘ 2 ) = ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ๐น โ†‘ 2 ) ) )
86 14 oveq2i โŠข ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐น ) = ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ( ๐ท / ( ๐ถ gcd ๐ท ) ) )
87 26 zcnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ โ„‚ )
88 87 75 58 divcan2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ( ๐ท / ( ๐ถ gcd ๐ท ) ) ) = ๐ท )
89 86 88 eqtrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐น ) = ๐ท )
90 89 oveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐น ) โ†‘ 2 ) = ( ๐ท โ†‘ 2 ) )
91 85 90 eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ท โ†‘ 2 ) )
92 83 91 oveq12d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ๐ธ โ†‘ 2 ) ) + ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) = ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) )
93 74 92 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) = ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) )
94 49 93 breqtrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆฅ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) )
95 zsqcl โŠข ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆˆ โ„ค โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
96 51 95 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
97 19 96 gcdcomd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ gcd ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ) = ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) gcd ๐‘€ ) )
98 51 19 gcdcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆˆ โ„•0 )
99 98 nn0zd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค )
100 gcddvds โŠข ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆง ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐‘€ ) )
101 51 19 100 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆง ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐‘€ ) )
102 101 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ( ๐ถ gcd ๐ท ) )
103 99 51 22 102 57 dvdstrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ถ )
104 7 22 zsubcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด โˆ’ ๐ถ ) โˆˆ โ„ค )
105 101 simprd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐‘€ )
106 21 simprd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด โˆ’ ๐ถ ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค )
107 17 nnne0d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โ‰  0 )
108 dvdsval2 โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โ‰  0 โˆง ( ๐ด โˆ’ ๐ถ ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ( ๐ด โˆ’ ๐ถ ) โ†” ( ( ๐ด โˆ’ ๐ถ ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค ) )
109 19 107 104 108 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ( ๐ด โˆ’ ๐ถ ) โ†” ( ( ๐ด โˆ’ ๐ถ ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค ) )
110 106 109 mpbird โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆฅ ( ๐ด โˆ’ ๐ถ ) )
111 99 19 104 105 110 dvdstrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ( ๐ด โˆ’ ๐ถ ) )
112 dvdssub2 โŠข ( ( ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ค ) โˆง ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ( ๐ด โˆ’ ๐ถ ) ) โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ด โ†” ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ถ ) )
113 99 7 22 111 112 syl31anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ด โ†” ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ถ ) )
114 103 113 mpbird โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ด )
115 99 51 26 102 66 dvdstrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ท )
116 8 26 zsubcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต โˆ’ ๐ท ) โˆˆ โ„ค )
117 25 simprd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ต โˆ’ ๐ท ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค )
118 dvdsval2 โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โ‰  0 โˆง ( ๐ต โˆ’ ๐ท ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ( ๐ต โˆ’ ๐ท ) โ†” ( ( ๐ต โˆ’ ๐ท ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค ) )
119 19 107 116 118 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ( ๐ต โˆ’ ๐ท ) โ†” ( ( ๐ต โˆ’ ๐ท ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค ) )
120 117 119 mpbird โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆฅ ( ๐ต โˆ’ ๐ท ) )
121 99 19 116 105 120 dvdstrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ( ๐ต โˆ’ ๐ท ) )
122 dvdssub2 โŠข ( ( ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ท โˆˆ โ„ค ) โˆง ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ( ๐ต โˆ’ ๐ท ) ) โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ต โ†” ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ท ) )
123 99 8 26 121 122 syl31anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ต โ†” ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ท ) )
124 115 123 mpbird โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ต )
125 ax-1ne0 โŠข 1 โ‰  0
126 125 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โ‰  0 )
127 9 126 eqnetrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โ‰  0 )
128 127 neneqd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยฌ ( ๐ด gcd ๐ต ) = 0 )
129 gcdeq0 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 0 โ†” ( ๐ด = 0 โˆง ๐ต = 0 ) ) )
130 7 8 129 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 0 โ†” ( ๐ด = 0 โˆง ๐ต = 0 ) ) )
131 128 130 mtbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยฌ ( ๐ด = 0 โˆง ๐ต = 0 ) )
132 dvdslegcd โŠข ( ( ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค ) โˆง ยฌ ( ๐ด = 0 โˆง ๐ต = 0 ) ) โ†’ ( ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ด โˆง ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ต ) โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โ‰ค ( ๐ด gcd ๐ต ) ) )
133 99 7 8 131 132 syl31anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ด โˆง ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆฅ ๐ต ) โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โ‰ค ( ๐ด gcd ๐ต ) ) )
134 114 124 133 mp2and โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โ‰ค ( ๐ด gcd ๐ต ) )
135 134 9 breqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โ‰ค 1 )
136 simpr โŠข ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) = 0 โˆง ๐‘€ = 0 ) โ†’ ๐‘€ = 0 )
137 136 necon3ai โŠข ( ๐‘€ โ‰  0 โ†’ ยฌ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) = 0 โˆง ๐‘€ = 0 ) )
138 107 137 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยฌ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) = 0 โˆง ๐‘€ = 0 ) )
139 gcdn0cl โŠข ( ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค ) โˆง ยฌ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) = 0 โˆง ๐‘€ = 0 ) ) โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆˆ โ„• )
140 51 19 138 139 syl21anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆˆ โ„• )
141 nnle1eq1 โŠข ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โˆˆ โ„• โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โ‰ค 1 โ†” ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) = 1 ) )
142 140 141 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) โ‰ค 1 โ†” ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) = 1 ) )
143 135 142 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) = 1 )
144 2nn โŠข 2 โˆˆ โ„•
145 144 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 2 โˆˆ โ„• )
146 rplpwr โŠข ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง 2 โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) = 1 โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) gcd ๐‘€ ) = 1 ) )
147 50 17 145 146 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) gcd ๐‘€ ) = 1 โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) gcd ๐‘€ ) = 1 ) )
148 143 147 mpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) gcd ๐‘€ ) = 1 )
149 97 148 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ gcd ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ) = 1 )
150 64 72 nn0addcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„•0 )
151 150 nn0zd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„ค )
152 coprmdvds โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐‘€ โˆฅ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) โˆง ( ๐‘€ gcd ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ) = 1 ) โ†’ ๐‘€ โˆฅ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) )
153 19 96 151 152 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘€ โˆฅ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) โˆง ( ๐‘€ gcd ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ) = 1 ) โ†’ ๐‘€ โˆฅ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) )
154 94 149 153 mp2and โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆฅ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) )
155 dvdsval2 โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โ‰  0 โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โ†” ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค ) )
156 19 107 151 155 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โ†” ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค ) )
157 154 156 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค )
158 64 nn0red โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ธ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ )
159 72 nn0red โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ )
160 158 159 readdcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„ )
161 17 nnred โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ )
162 1 2 2sqlem7 โŠข ๐‘Œ โŠ† ( ๐‘† โˆฉ โ„• )
163 inss2 โŠข ( ๐‘† โˆฉ โ„• ) โŠ† โ„•
164 162 163 sstri โŠข ๐‘Œ โŠ† โ„•
165 62 70 gcdcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ธ gcd ๐น ) โˆˆ โ„•0 )
166 165 nn0cnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ธ gcd ๐น ) โˆˆ โ„‚ )
167 1cnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ โ„‚ )
168 75 mulridd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท 1 ) = ( ๐ถ gcd ๐ท ) )
169 81 89 oveq12d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐ธ ) gcd ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐น ) ) = ( ๐ถ gcd ๐ท ) )
170 22 26 gcdcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆˆ โ„•0 )
171 mulgcd โŠข ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โˆˆ โ„•0 โˆง ๐ธ โˆˆ โ„ค โˆง ๐น โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐ธ ) gcd ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐น ) ) = ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ( ๐ธ gcd ๐น ) ) )
172 170 62 70 171 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐ธ ) gcd ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ๐น ) ) = ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ( ๐ธ gcd ๐น ) ) )
173 168 169 172 3eqtr2rd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท ( ๐ธ gcd ๐น ) ) = ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) ยท 1 ) )
174 166 167 75 58 173 mulcanad โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ธ gcd ๐น ) = 1 )
175 eqidd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) )
176 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ธ โ†’ ( ๐‘ฅ gcd ๐‘ฆ ) = ( ๐ธ gcd ๐‘ฆ ) )
177 176 eqeq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ธ โ†’ ( ( ๐‘ฅ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โ†” ( ๐ธ gcd ๐‘ฆ ) = 1 ) )
178 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ธ โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) = ( ๐ธ โ†‘ 2 ) )
179 178 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ธ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) )
180 179 eqeq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ธ โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) โ†” ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) )
181 177 180 anbi12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ธ โ†’ ( ( ( ๐‘ฅ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) โ†” ( ( ๐ธ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) ) )
182 oveq2 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐น โ†’ ( ๐ธ gcd ๐‘ฆ ) = ( ๐ธ gcd ๐น ) )
183 182 eqeq1d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐น โ†’ ( ( ๐ธ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โ†” ( ๐ธ gcd ๐น ) = 1 ) )
184 oveq1 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐น โ†’ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ( ๐น โ†‘ 2 ) )
185 184 oveq2d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐น โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) )
186 185 eqeq2d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐น โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) โ†” ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) )
187 183 186 anbi12d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐น โ†’ ( ( ( ๐ธ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) โ†” ( ( ๐ธ gcd ๐น ) = 1 โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) ) )
188 181 187 rspc2ev โŠข ( ( ๐ธ โˆˆ โ„ค โˆง ๐น โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐ธ gcd ๐น ) = 1 โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ( ( ๐‘ฅ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) )
189 62 70 174 175 188 syl112anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ( ( ๐‘ฅ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) )
190 ovex โŠข ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ V
191 eqeq1 โŠข ( ๐‘ง = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โ†’ ( ๐‘ง = ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) โ†” ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) )
192 191 anbi2d โŠข ( ๐‘ง = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘ฅ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โˆง ๐‘ง = ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) โ†” ( ( ๐‘ฅ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) ) )
193 192 2rexbidv โŠข ( ๐‘ง = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ( ( ๐‘ฅ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โˆง ๐‘ง = ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ( ( ๐‘ฅ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) ) )
194 190 193 2 elab2 โŠข ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ ๐‘Œ โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ( ( ๐‘ฅ gcd ๐‘ฆ ) = 1 โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐‘ฅ โ†‘ 2 ) + ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) )
195 189 194 sylibr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ ๐‘Œ )
196 164 195 sselid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„• )
197 196 nngt0d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 < ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) )
198 17 nngt0d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 < ๐‘€ )
199 160 161 197 198 divgt0d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 < ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) )
200 elnnz โŠข ( ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„• โ†” ( ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค โˆง 0 < ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) )
201 157 199 200 sylanbrc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„• )
202 prmnn โŠข ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
203 202 ad2antrl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
204 203 nnred โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ )
205 157 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค )
206 205 zred โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ )
207 peano2zm โŠข ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ค )
208 19 207 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ค )
209 208 zred โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ )
210 209 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ )
211 simprr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) )
212 prmz โŠข ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค )
213 212 ad2antrl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค )
214 201 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„• )
215 dvdsle โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โ†’ ๐‘ โ‰ค ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) )
216 213 214 215 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โ†’ ๐‘ โ‰ค ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) )
217 211 216 mpd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ๐‘ โ‰ค ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) )
218 zsqcl โŠข ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
219 19 218 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ค )
220 219 zred โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ )
221 220 rehalfcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) โˆˆ โ„ )
222 24 zred โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ )
223 28 zred โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ท โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ )
224 222 223 readdcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„ )
225 1red โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
226 50 nnsqcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„• )
227 226 nnred โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„ )
228 150 nn0ge0d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 โ‰ค ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) )
229 226 nnge1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โ‰ค ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) )
230 225 227 160 228 229 lemul1ad โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ยท ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) โ‰ค ( ( ( ๐ถ gcd ๐ท ) โ†‘ 2 ) ยท ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) )
231 150 nn0cnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„‚ )
232 231 mullidd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ยท ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) )
233 230 232 93 3brtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โ‰ค ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) )
234 221 rehalfcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) / 2 ) โˆˆ โ„ )
235 7 17 11 4sqlem7 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โ‰ค ( ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) / 2 ) )
236 8 17 12 4sqlem7 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ท โ†‘ 2 ) โ‰ค ( ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) / 2 ) )
237 222 223 234 234 235 236 le2addd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) โ‰ค ( ( ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) / 2 ) + ( ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) / 2 ) ) )
238 221 recnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) โˆˆ โ„‚ )
239 238 2halvesd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) / 2 ) + ( ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) / 2 ) ) = ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) )
240 237 239 breqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) + ( ๐ท โ†‘ 2 ) ) โ‰ค ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) )
241 160 224 221 233 240 letrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โ‰ค ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) )
242 17 nnsqcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„• )
243 242 nnrpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„+ )
244 rphalflt โŠข ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) < ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) )
245 243 244 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) / 2 ) < ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) )
246 160 221 220 241 245 lelttrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) < ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) )
247 19 zcnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„‚ )
248 247 sqvald โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) = ( ๐‘€ ยท ๐‘€ ) )
249 246 248 breqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) < ( ๐‘€ ยท ๐‘€ ) )
250 ltdivmul โŠข ( ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ โˆง ( ๐‘€ โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) < ๐‘€ โ†” ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) < ( ๐‘€ ยท ๐‘€ ) ) )
251 160 161 161 198 250 syl112anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) < ๐‘€ โ†” ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) < ( ๐‘€ ยท ๐‘€ ) ) )
252 249 251 mpbird โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) < ๐‘€ )
253 zltlem1 โŠข ( ( ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) < ๐‘€ โ†” ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โ‰ค ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) )
254 157 19 253 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) < ๐‘€ โ†” ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โ‰ค ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) )
255 252 254 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โ‰ค ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) )
256 255 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โ‰ค ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) )
257 204 206 210 217 256 letrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ๐‘ โ‰ค ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) )
258 208 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ค )
259 fznn โŠข ( ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โ†” ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โ‰ค ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) ) )
260 258 259 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โ†” ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โ‰ค ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) ) )
261 203 257 260 mpbir2and โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) )
262 195 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ ๐‘Œ )
263 261 262 jca โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ ๐‘Œ ) )
264 3 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โˆ€ ๐‘Ž โˆˆ ๐‘Œ ( ๐‘ โˆฅ ๐‘Ž โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘† ) )
265 151 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„ค )
266 dvdsmul2 โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆฅ ( ๐‘€ ยท ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) )
267 19 157 266 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆฅ ( ๐‘€ ยท ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) )
268 231 247 107 divcan2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ ยท ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) )
269 267 268 breqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆฅ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) )
270 269 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โˆฅ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) )
271 213 205 265 211 270 dvdstrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ๐‘ โˆฅ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) )
272 breq1 โŠข ( ๐‘ = ๐‘ โ†’ ( ๐‘ โˆฅ ๐‘Ž โ†” ๐‘ โˆฅ ๐‘Ž ) )
273 eleq1w โŠข ( ๐‘ = ๐‘ โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ๐‘† โ†” ๐‘ โˆˆ ๐‘† ) )
274 272 273 imbi12d โŠข ( ๐‘ = ๐‘ โ†’ ( ( ๐‘ โˆฅ ๐‘Ž โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘† ) โ†” ( ๐‘ โˆฅ ๐‘Ž โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘† ) ) )
275 breq2 โŠข ( ๐‘Ž = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆฅ ๐‘Ž โ†” ๐‘ โˆฅ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) ) )
276 275 imbi1d โŠข ( ๐‘Ž = ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โˆฅ ๐‘Ž โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘† ) โ†” ( ๐‘ โˆฅ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘† ) ) )
277 274 276 rspc2v โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โˆง ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ ๐‘Œ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โˆ€ ๐‘Ž โˆˆ ๐‘Œ ( ๐‘ โˆฅ ๐‘Ž โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘ โˆฅ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘† ) ) )
278 263 264 271 277 syl3c โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘† )
279 278 expr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘† ) )
280 279 ralrimiva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘ โˆˆ โ„™ ( ๐‘ โˆฅ ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘† ) )
281 inss1 โŠข ( ๐‘† โˆฉ โ„• ) โŠ† ๐‘†
282 162 281 sstri โŠข ๐‘Œ โŠ† ๐‘†
283 282 195 sselid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) โˆˆ ๐‘† )
284 268 283 eqeltrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ ยท ( ( ( ๐ธ โ†‘ 2 ) + ( ๐น โ†‘ 2 ) ) / ๐‘€ ) ) โˆˆ ๐‘† )
285 1 17 201 280 284 2sqlem6 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ ๐‘† )