Metamath Proof Explorer


Theorem pythagtriplem12

Description: Lemma for pythagtrip . Calculate the square of M . (Contributed by Scott Fenton, 17-Apr-2014) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014)

Ref Expression
Hypothesis pythagtriplem11.1 โŠข ๐‘€ = ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 )
Assertion pythagtriplem12 ( ( ( 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‘€ โ†‘ 2 ) = ( ( ๐ถ + ๐ด ) / 2 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pythagtriplem11.1 โŠข ๐‘€ = ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 )
2 1 oveq1i โŠข ( ๐‘€ โ†‘ 2 ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) โ†‘ 2 )
3 nncn โŠข ( ๐ถ โˆˆ โ„• โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
4 nncn โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
5 addcl โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
6 3 4 5 syl2anr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
7 6 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
8 7 sqrtcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง 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 3 4 9 syl2anr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
11 10 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
12 11 sqrtcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ )
13 8 12 addcld 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„‚ )
14 13 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„‚ )
15 2cn โŠข 2 โˆˆ โ„‚
16 2ne0 โŠข 2 โ‰  0
17 sqdiv โŠข ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) โ†’ ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) โ†‘ 2 ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โ†‘ 2 ) / ( 2 โ†‘ 2 ) ) )
18 15 16 17 mp3an23 โŠข ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) โ†‘ 2 ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โ†‘ 2 ) / ( 2 โ†‘ 2 ) ) )
19 15 sqvali โŠข ( 2 โ†‘ 2 ) = ( 2 ยท 2 )
20 19 oveq2i โŠข ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โ†‘ 2 ) / ( 2 โ†‘ 2 ) ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โ†‘ 2 ) / ( 2 ยท 2 ) )
21 18 20 eqtrdi โŠข ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) / 2 ) โ†‘ 2 ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โ†‘ 2 ) / ( 2 ยท 2 ) ) )
22 14 21 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 ) ) ) / 2 ) โ†‘ 2 ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) + ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โ†‘ 2 ) / ( 2 ยท 2 ) ) )
23 8 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 ) ) โˆˆ โ„‚ )
24 12 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 โˆ’ ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ )
25 binom2 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 ) ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) + ( 2 ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) ) + ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) ) )
26 23 24 25 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 ) ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) + ( 2 ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) ) + ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) ) )
27 nnre โŠข ( ๐ถ โˆˆ โ„• โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
28 nnre โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
29 readdcl โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„ )
30 27 28 29 syl2anr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„ )
31 30 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„ )
32 31 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„ )
33 27 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
34 28 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
35 nngt0 โŠข ( ๐ถ โˆˆ โ„• โ†’ 0 < ๐ถ )
36 35 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ 0 < ๐ถ )
37 nngt0 โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ 0 < ๐ต )
38 37 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ 0 < ๐ต )
39 33 34 36 38 addgt0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ 0 < ( ๐ถ + ๐ต ) )
40 39 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 < ( ๐ถ + ๐ต ) )
41 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
42 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 ) ) )
43 41 42 mpan โŠข ( ( ๐ถ + ๐ต ) โˆˆ โ„ โ†’ ( 0 < ( ๐ถ + ๐ต ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ถ + ๐ต ) ) )
44 32 40 43 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 + ๐ต ) )
45 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 ) )
46 32 44 45 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 ) )
47 46 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 ) + ( 2 ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) ) = ( ( ๐ถ + ๐ต ) + ( 2 ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) ) )
48 resubcl โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
49 27 28 48 syl2anr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
50 49 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
51 50 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„ )
52 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 ) )
53 52 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 ) )
54 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 ) ) )
55 41 54 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 ) ) )
56 51 53 55 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 ) )
57 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 ) )
58 51 56 57 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 ) )
59 47 58 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 ) + ( 2 ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) ) + ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) โ†‘ 2 ) ) = ( ( ( ๐ถ + ๐ต ) + ( 2 ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) ) + ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) )
60 7 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„‚ )
61 8 12 mulcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
62 mulcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 2 ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
63 15 61 62 sylancr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 2 ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
64 63 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 ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
65 11 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„‚ )
66 60 64 65 add32d 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 ) + ( 2 ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) ) + ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) = ( ( ( ๐ถ + ๐ต ) + ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) + ( 2 ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) ) )
67 3 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
68 67 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 โˆˆ โ„‚ )
69 nncn โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
70 69 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
71 70 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ด โˆˆ โ„‚ )
72 adddi โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) = ( ( 2 ยท ๐ถ ) + ( 2 ยท ๐ด ) ) )
73 15 68 71 72 mp3an2i 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ถ + ๐ด ) ) = ( ( 2 ยท ๐ถ ) + ( 2 ยท ๐ด ) ) )
74 4 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
75 74 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ต โˆˆ โ„‚ )
76 68 75 68 ppncand 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 ) + ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) = ( ๐ถ + ๐ถ ) )
77 68 2timesd 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ถ ) = ( ๐ถ + ๐ถ ) )
78 76 77 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†’ ( ( ๐ถ + ๐ต ) + ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) = ( 2 ยท ๐ถ ) )
79 oveq1 โŠข ( ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โ†’ ( ( ( ๐ด โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) โˆ’ ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) )
80 79 3ad2ant2 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 โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) โˆ’ ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) )
81 71 sqcld 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 โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„‚ )
82 75 sqcld 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 โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„‚ )
83 81 82 pncand 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 โ†‘ 2 ) + ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) โˆ’ ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ด โ†‘ 2 ) )
84 subsq โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ถ + ๐ต ) ยท ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) )
85 68 75 84 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†’ ( ( ๐ถ โ†‘ 2 ) โˆ’ ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ถ + ๐ต ) ยท ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) )
86 80 83 85 3eqtr3rd 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 ) ยท ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) = ( ๐ด โ†‘ 2 ) )
87 86 fveq2d 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 ) ยท ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) = ( โˆš โ€˜ ( ๐ด โ†‘ 2 ) ) )
88 32 44 51 56 sqrtmuld 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 ) ยท ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) = ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) )
89 nnre โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
90 89 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
91 90 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ด โˆˆ โ„ )
92 nnnn0 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ๐ด โˆˆ โ„•0 )
93 92 nn0ge0d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„• โ†’ 0 โ‰ค ๐ด )
94 93 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ด )
95 94 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ด )
96 91 95 sqrtsqd 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ด โ†‘ 2 ) ) = ๐ด )
97 87 88 96 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 ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) = ๐ด )
98 97 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 ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) = ( 2 ยท ๐ด ) )
99 78 98 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†’ ( ( ( ๐ถ + ๐ต ) + ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) + ( 2 ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) ) = ( ( 2 ยท ๐ถ ) + ( 2 ยท ๐ด ) ) )
100 73 99 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†’ ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) = ( ( ( ๐ถ + ๐ต ) + ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) + ( 2 ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) ) )
101 66 100 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†’ ( ( ( ๐ถ + ๐ต ) + ( 2 ยท ( ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ + ๐ต ) ) ยท ( โˆš โ€˜ ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) ) ) ) + ( ๐ถ โˆ’ ๐ต ) ) = ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) )
102 26 59 101 3eqtrd 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 ) ) ) โ†‘ 2 ) = ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) )
103 102 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 ) ) ) โ†‘ 2 ) / ( 2 ยท 2 ) ) = ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) / ( 2 ยท 2 ) ) )
104 addcl โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
105 3 69 104 syl2anr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
106 105 3adant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ถ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ถ + ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
107 106 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ด ) โˆˆ โ„‚ )
108 mulcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง ( ๐ถ + ๐ด ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
109 15 107 108 sylancr 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ถ + ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
110 2cnne0 โŠข ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 )
111 divdiv1 โŠข ( ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) โˆง ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) ) โ†’ ( ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) / 2 ) / 2 ) = ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) / ( 2 ยท 2 ) ) )
112 110 110 111 mp3an23 โŠข ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) / 2 ) / 2 ) = ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) / ( 2 ยท 2 ) ) )
113 109 112 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†’ ( ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) / 2 ) / 2 ) = ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) / ( 2 ยท 2 ) ) )
114 103 113 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 ) ) ) โ†‘ 2 ) / ( 2 ยท 2 ) ) = ( ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) / 2 ) / 2 ) )
115 divcan3 โŠข ( ( ( ๐ถ + ๐ด ) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) โ†’ ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) / 2 ) = ( ๐ถ + ๐ด ) )
116 15 16 115 mp3an23 โŠข ( ( ๐ถ + ๐ด ) โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) / 2 ) = ( ๐ถ + ๐ด ) )
117 107 116 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†’ ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) / 2 ) = ( ๐ถ + ๐ด ) )
118 117 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†’ ( ( ( 2 ยท ( ๐ถ + ๐ด ) ) / 2 ) / 2 ) = ( ( ๐ถ + ๐ด ) / 2 ) )
119 22 114 118 3eqtrd 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 ) โ†‘ 2 ) = ( ( ๐ถ + ๐ด ) / 2 ) )
120 2 119 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‘€ โ†‘ 2 ) = ( ( ๐ถ + ๐ด ) / 2 ) )