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Theorem 2sqblem 20839
Description: The converse to 2sq 20838. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
2sqb.1  |-  ( ph  ->  ( P  e.  Prime  /\  P  =/=  2 ) )
2sqb.2  |-  ( ph  ->  ( X  e.  ZZ  /\  Y  e.  ZZ ) )
2sqb.3  |-  ( ph  ->  P  =  ( ( X ^ 2 )  +  ( Y ^
2 ) ) )
2sqb.4  |-  ( ph  ->  A  e.  ZZ )
2sqb.5  |-  ( ph  ->  B  e.  ZZ )
2sqb.6  |-  ( ph  ->  ( P  gcd  Y
)  =  ( ( P  x.  A )  +  ( Y  x.  B ) ) )
Assertion
Ref Expression
2sqblem  |-  ( ph  ->  ( P  mod  4
)  =  1 )

Proof of Theorem 2sqblem
Dummy variable  x is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 2sqb.1 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( P  e.  Prime  /\  P  =/=  2 ) )
21simpld 445 . . . . 5  |-  ( ph  ->  P  e.  Prime )
3 nprmdvds1 12998 . . . . 5  |-  ( P  e.  Prime  ->  -.  P  ||  1 )
42, 3syl 15 . . . 4  |-  ( ph  ->  -.  P  ||  1
)
5 prmz 12970 . . . . . 6  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  ZZ )
62, 5syl 15 . . . . 5  |-  ( ph  ->  P  e.  ZZ )
7 1z 10204 . . . . 5  |-  1  e.  ZZ
8 dvdsnegb 12754 . . . . 5  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  1  e.  ZZ )  ->  ( P  ||  1  <->  P 
||  -u 1 ) )
96, 7, 8sylancl 643 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( P  ||  1  <->  P 
||  -u 1 ) )
104, 9mtbid 291 . . 3  |-  ( ph  ->  -.  P  ||  -u 1
)
11 2sqb.2 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( X  e.  ZZ  /\  Y  e.  ZZ ) )
1211simpld 445 . . . . 5  |-  ( ph  ->  X  e.  ZZ )
13 2sqb.5 . . . . 5  |-  ( ph  ->  B  e.  ZZ )
1412, 13zmulcld 10274 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( X  x.  B
)  e.  ZZ )
15 zsqcl 11339 . . . . . . . . 9  |-  ( B  e.  ZZ  ->  ( B ^ 2 )  e.  ZZ )
1613, 15syl 15 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( B ^ 2 )  e.  ZZ )
17 dvdsmul1 12758 . . . . . . . 8  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  ( B ^ 2 )  e.  ZZ )  ->  P  ||  ( P  x.  ( B ^ 2 ) ) )
186, 16, 17syl2anc 642 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  P  ||  ( P  x.  ( B ^
2 ) ) )
1911simprd 449 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  Y  e.  ZZ )
2019, 13zmulcld 10274 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( Y  x.  B
)  e.  ZZ )
21 zsqcl 11339 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( Y  x.  B )  e.  ZZ  ->  (
( Y  x.  B
) ^ 2 )  e.  ZZ )
2220, 21syl 15 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( Y  x.  B ) ^ 2 )  e.  ZZ )
23 peano2zm 10213 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( Y  x.  B
) ^ 2 )  e.  ZZ  ->  (
( ( Y  x.  B ) ^ 2 )  -  1 )  e.  ZZ )
2422, 23syl 15 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( ( Y  x.  B ) ^
2 )  -  1 )  e.  ZZ )
2524zcnd 10269 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( Y  x.  B ) ^
2 )  -  1 )  e.  CC )
26 zsqcl 11339 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( X  x.  B )  e.  ZZ  ->  (
( X  x.  B
) ^ 2 )  e.  ZZ )
2714, 26syl 15 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( X  x.  B ) ^ 2 )  e.  ZZ )
2827peano2zd 10271 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( ( X  x.  B ) ^
2 )  +  1 )  e.  ZZ )
2928zcnd 10269 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( X  x.  B ) ^
2 )  +  1 )  e.  CC )
3025, 29addcomd 9161 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( Y  x.  B ) ^ 2 )  - 
1 )  +  ( ( ( X  x.  B ) ^ 2 )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( X  x.  B ) ^ 2 )  +  1 )  +  ( ( ( Y  x.  B ) ^ 2 )  - 
1 ) ) )
3127zcnd 10269 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( X  x.  B ) ^ 2 )  e.  CC )
32 ax-1cn 8942 . . . . . . . . . 10  |-  1  e.  CC
3332a1i 10 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  1  e.  CC )
3422zcnd 10269 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( Y  x.  B ) ^ 2 )  e.  CC )
3531, 33, 34ppncand 9344 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( X  x.  B ) ^ 2 )  +  1 )  +  ( ( ( Y  x.  B ) ^ 2 )  -  1 ) )  =  ( ( ( X  x.  B
) ^ 2 )  +  ( ( Y  x.  B ) ^
2 ) ) )
36 zsqcl 11339 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( X  e.  ZZ  ->  ( X ^ 2 )  e.  ZZ )
3712, 36syl 15 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( X ^ 2 )  e.  ZZ )
3837zcnd 10269 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( X ^ 2 )  e.  CC )
39 zsqcl 11339 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( Y  e.  ZZ  ->  ( Y ^ 2 )  e.  ZZ )
4019, 39syl 15 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( Y ^ 2 )  e.  ZZ )
4140zcnd 10269 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( Y ^ 2 )  e.  CC )
4216zcnd 10269 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( B ^ 2 )  e.  CC )
4338, 41, 42adddird 9007 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( X ^ 2 )  +  ( Y ^ 2 ) )  x.  ( B ^ 2 ) )  =  ( ( ( X ^ 2 )  x.  ( B ^
2 ) )  +  ( ( Y ^
2 )  x.  ( B ^ 2 ) ) ) )
44 2sqb.3 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  P  =  ( ( X ^ 2 )  +  ( Y ^
2 ) ) )
4544oveq1d 5996 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( P  x.  ( B ^ 2 ) )  =  ( ( ( X ^ 2 )  +  ( Y ^
2 ) )  x.  ( B ^ 2 ) ) )
4612zcnd 10269 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  X  e.  CC )
4713zcnd 10269 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  B  e.  CC )
4846, 47sqmuld 11422 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( X  x.  B ) ^ 2 )  =  ( ( X ^ 2 )  x.  ( B ^
2 ) ) )
4919zcnd 10269 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  Y  e.  CC )
5049, 47sqmuld 11422 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( Y  x.  B ) ^ 2 )  =  ( ( Y ^ 2 )  x.  ( B ^
2 ) ) )
5148, 50oveq12d 5999 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( X  x.  B ) ^
2 )  +  ( ( Y  x.  B
) ^ 2 ) )  =  ( ( ( X ^ 2 )  x.  ( B ^ 2 ) )  +  ( ( Y ^ 2 )  x.  ( B ^ 2 ) ) ) )
5243, 45, 513eqtr4rd 2409 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( ( X  x.  B ) ^
2 )  +  ( ( Y  x.  B
) ^ 2 ) )  =  ( P  x.  ( B ^
2 ) ) )
5330, 35, 523eqtrd 2402 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( Y  x.  B ) ^ 2 )  - 
1 )  +  ( ( ( X  x.  B ) ^ 2 )  +  1 ) )  =  ( P  x.  ( B ^
2 ) ) )
5418, 53breqtrrd 4151 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  P  ||  ( ( ( ( Y  x.  B ) ^ 2 )  -  1 )  +  ( ( ( X  x.  B ) ^ 2 )  +  1 ) ) )
55 2sqb.4 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  A  e.  ZZ )
56 dvdsmul1 12758 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  A  e.  ZZ )  ->  P  ||  ( P  x.  A ) )
576, 55, 56syl2anc 642 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  P  ||  ( P  x.  A ) )
586, 55zmulcld 10274 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( P  x.  A
)  e.  ZZ )
59 dvdsnegb 12754 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  ( P  x.  A
)  e.  ZZ )  ->  ( P  ||  ( P  x.  A
)  <->  P  ||  -u ( P  x.  A )
) )
606, 58, 59syl2anc 642 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( P  ||  ( P  x.  A )  <->  P 
||  -u ( P  x.  A ) ) )
6157, 60mpbid 201 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  P  ||  -u ( P  x.  A )
)
6220zcnd 10269 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( Y  x.  B
)  e.  CC )
63 negsubdi2 9253 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 1  e.  CC  /\  ( Y  x.  B
)  e.  CC )  ->  -u ( 1  -  ( Y  x.  B
) )  =  ( ( Y  x.  B
)  -  1 ) )
6432, 62, 63sylancr 644 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  -> 
-u ( 1  -  ( Y  x.  B
) )  =  ( ( Y  x.  B
)  -  1 ) )
6519zred 10268 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ph  ->  Y  e.  RR )
66 absresq 11994 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( Y  e.  RR  ->  (
( abs `  Y
) ^ 2 )  =  ( Y ^
2 ) )
6765, 66syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  Y
) ^ 2 )  =  ( Y ^
2 ) )
6865resqcld 11436 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ph  ->  ( Y ^ 2 )  e.  RR )
69 prmnn 12969 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  NN )
702, 69syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ph  ->  P  e.  NN )
7170nnred 9908 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ph  ->  P  e.  RR )
7271resqcld 11436 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ph  ->  ( P ^ 2 )  e.  RR )
73 zsqcl2 11346 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( X  e.  ZZ  ->  ( X ^ 2 )  e. 
NN0 )
7412, 73syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ph  ->  ( X ^ 2 )  e.  NN0 )
75 nn0addge2 10160 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( Y ^ 2 )  e.  RR  /\  ( X ^ 2 )  e.  NN0 )  -> 
( Y ^ 2 )  <_  ( ( X ^ 2 )  +  ( Y ^ 2 ) ) )
7668, 74, 75syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ph  ->  ( Y ^ 2 )  <_  ( ( X ^ 2 )  +  ( Y ^ 2 ) ) )
7776, 44breqtrrd 4151 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ph  ->  ( Y ^ 2 )  <_  P )
786zcnd 10269 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ph  ->  P  e.  CC )
7978exp1d 11405 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ph  ->  ( P ^ 1 )  =  P )
807a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ph  ->  1  e.  ZZ )
81 2z 10205 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  2  e.  ZZ
8281a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ph  ->  2  e.  ZZ )
83 prmuz2 12984 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
842, 83syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ph  ->  P  e.  ( ZZ>= ` 
2 ) )
85 eluz2b2 10441 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( P  e.  ( ZZ>= `  2
)  <->  ( P  e.  NN  /\  1  < 
P ) )
8685simprbi 450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( P  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  1  <  P )
8784, 86syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ph  ->  1  <  P )
88 1lt2 10035 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  1  <  2
8988a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ph  ->  1  <  2 )
90 ltexp2a 11318 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( P  e.  RR  /\  1  e.  ZZ  /\  2  e.  ZZ )  /\  ( 1  <  P  /\  1  <  2
) )  ->  ( P ^ 1 )  < 
( P ^ 2 ) )
9171, 80, 82, 87, 89, 90syl32anc 1191 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ph  ->  ( P ^ 1 )  <  ( P ^ 2 ) )
9279, 91eqbrtrrd 4147 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ph  ->  P  <  ( P ^ 2 ) )
9368, 71, 72, 77, 92lelttrd 9121 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  ( Y ^ 2 )  <  ( P ^ 2 ) )
9467, 93eqbrtrd 4145 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  Y
) ^ 2 )  <  ( P ^
2 ) )
9549abscld 12125 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  ( abs `  Y
)  e.  RR )
9649absge0d 12133 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  0  <_  ( abs `  Y ) )
9770nnnn0d 10167 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ph  ->  P  e.  NN0 )
9897nn0ge0d 10170 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  0  <_  P )
9995, 71, 96, 98lt2sqd 11444 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  Y
)  <  P  <->  ( ( abs `  Y ) ^
2 )  <  ( P ^ 2 ) ) )
10094, 99mpbird 223 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  ( abs `  Y
)  <  P )
1016zred 10268 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ph  ->  P  e.  RR )
10295, 101ltnled 9113 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  Y
)  <  P  <->  -.  P  <_  ( abs `  Y
) ) )
103100, 102mpbid 201 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  -.  P  <_  ( abs `  Y ) )
104 sqnprm 12985 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( X  e.  ZZ  ->  -.  ( X ^ 2 )  e.  Prime )
10512, 104syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  -.  ( X ^
2 )  e.  Prime )
106 abs00 11981 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( Y  e.  CC  ->  (
( abs `  Y
)  =  0  <->  Y  =  0 ) )
10749, 106syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  Y
)  =  0  <->  Y  =  0 ) )
10844, 2eqeltrrd 2441 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ph  ->  ( ( X ^
2 )  +  ( Y ^ 2 ) )  e.  Prime )
109 sq0i 11361 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( Y  =  0  ->  ( Y ^ 2 )  =  0 )
110109oveq2d 5997 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( Y  =  0  ->  (
( X ^ 2 )  +  ( Y ^ 2 ) )  =  ( ( X ^ 2 )  +  0 ) )
111110eleq1d 2432 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( Y  =  0  ->  (
( ( X ^
2 )  +  ( Y ^ 2 ) )  e.  Prime  <->  ( ( X ^ 2 )  +  0 )  e.  Prime ) )
112108, 111syl5ibcom 211 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ph  ->  ( Y  =  0  ->  ( ( X ^ 2 )  +  0 )  e.  Prime ) )
11338addid1d 9159 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ph  ->  ( ( X ^
2 )  +  0 )  =  ( X ^ 2 ) )
114113eleq1d 2432 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ph  ->  ( ( ( X ^ 2 )  +  0 )  e.  Prime  <->  ( X ^ 2 )  e. 
Prime ) )
115112, 114sylibd 205 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ph  ->  ( Y  =  0  ->  ( X ^
2 )  e.  Prime ) )
116107, 115sylbid 206 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  Y
)  =  0  -> 
( X ^ 2 )  e.  Prime )
)
117105, 116mtod 168 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ph  ->  -.  ( abs `  Y
)  =  0 )
118 nn0abscl 12004 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( Y  e.  ZZ  ->  ( abs `  Y )  e. 
NN0 )
11919, 118syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ph  ->  ( abs `  Y
)  e.  NN0 )
120 elnn0 10116 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( abs `  Y )  e.  NN0  <->  ( ( abs `  Y )  e.  NN  \/  ( abs `  Y
)  =  0 ) )
121119, 120sylib 188 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  ( ( abs `  Y
)  e.  NN  \/  ( abs `  Y )  =  0 ) )
122121ord 366 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ph  ->  ( -.  ( abs `  Y )  e.  NN  ->  ( abs `  Y
)  =  0 ) )
123117, 122mt3d 117 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  ( abs `  Y
)  e.  NN )
124 dvdsle 12782 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  ( abs `  Y )  e.  NN )  -> 
( P  ||  ( abs `  Y )  ->  P  <_  ( abs `  Y
) ) )
1256, 123, 124syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  ( P  ||  ( abs `  Y )  ->  P  <_  ( abs `  Y
) ) )
126103, 125mtod 168 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  -.  P  ||  ( abs `  Y ) )
127 dvdsabsb 12756 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  Y  e.  ZZ )  ->  ( P  ||  Y  <->  P 
||  ( abs `  Y
) ) )
1286, 19, 127syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( P  ||  Y  <->  P 
||  ( abs `  Y
) ) )
129126, 128mtbird 292 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  -.  P  ||  Y
)
130 coprm 12987 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  Y  e.  ZZ )  ->  ( -.  P  ||  Y  <->  ( P  gcd  Y )  =  1 ) )
1312, 19, 130syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( -.  P  ||  Y 
<->  ( P  gcd  Y
)  =  1 ) )
132129, 131mpbid 201 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( P  gcd  Y
)  =  1 )
133 2sqb.6 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( P  gcd  Y
)  =  ( ( P  x.  A )  +  ( Y  x.  B ) ) )
134132, 133eqtr3d 2400 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  1  =  ( ( P  x.  A )  +  ( Y  x.  B ) ) )
135134oveq1d 5996 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( 1  -  ( Y  x.  B )
)  =  ( ( ( P  x.  A
)  +  ( Y  x.  B ) )  -  ( Y  x.  B ) ) )
13658zcnd 10269 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( P  x.  A
)  e.  CC )
137136, 62pncand 9305 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( ( P  x.  A )  +  ( Y  x.  B
) )  -  ( Y  x.  B )
)  =  ( P  x.  A ) )
138135, 137eqtrd 2398 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( 1  -  ( Y  x.  B )
)  =  ( P  x.  A ) )
139138negeqd 9193 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  -> 
-u ( 1  -  ( Y  x.  B
) )  =  -u ( P  x.  A
) )
14064, 139eqtr3d 2400 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( Y  x.  B )  -  1 )  =  -u ( P  x.  A )
)
14161, 140breqtrrd 4151 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  P  ||  ( ( Y  x.  B )  -  1 ) )
14220peano2zd 10271 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( Y  x.  B )  +  1 )  e.  ZZ )
143 peano2zm 10213 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( Y  x.  B )  e.  ZZ  ->  (
( Y  x.  B
)  -  1 )  e.  ZZ )
14420, 143syl 15 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( Y  x.  B )  -  1 )  e.  ZZ )
145 dvdsmultr2 12772 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  ( ( Y  x.  B )  +  1 )  e.  ZZ  /\  ( ( Y  x.  B )  -  1 )  e.  ZZ )  ->  ( P  ||  ( ( Y  x.  B )  -  1 )  ->  P  ||  (
( ( Y  x.  B )  +  1 )  x.  ( ( Y  x.  B )  -  1 ) ) ) )
1466, 142, 144, 145syl3anc 1183 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( P  ||  (
( Y  x.  B
)  -  1 )  ->  P  ||  (
( ( Y  x.  B )  +  1 )  x.  ( ( Y  x.  B )  -  1 ) ) ) )
147141, 146mpd 14 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  P  ||  ( ( ( Y  x.  B
)  +  1 )  x.  ( ( Y  x.  B )  - 
1 ) ) )
148 sq1 11363 . . . . . . . . . 10  |-  ( 1 ^ 2 )  =  1
149148oveq2i 5992 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( Y  x.  B
) ^ 2 )  -  ( 1 ^ 2 ) )  =  ( ( ( Y  x.  B ) ^
2 )  -  1 )
150 subsq 11375 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( Y  x.  B
)  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  ( ( ( Y  x.  B ) ^
2 )  -  (
1 ^ 2 ) )  =  ( ( ( Y  x.  B
)  +  1 )  x.  ( ( Y  x.  B )  - 
1 ) ) )
15162, 32, 150sylancl 643 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( Y  x.  B ) ^
2 )  -  (
1 ^ 2 ) )  =  ( ( ( Y  x.  B
)  +  1 )  x.  ( ( Y  x.  B )  - 
1 ) ) )
152149, 151syl5eqr 2412 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( ( Y  x.  B ) ^
2 )  -  1 )  =  ( ( ( Y  x.  B
)  +  1 )  x.  ( ( Y  x.  B )  - 
1 ) ) )
153147, 152breqtrrd 4151 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  P  ||  ( ( ( Y  x.  B
) ^ 2 )  -  1 ) )
154 dvdsadd2b 12779 . . . . . . 7  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  ( ( ( X  x.  B ) ^
2 )  +  1 )  e.  ZZ  /\  ( ( ( ( Y  x.  B ) ^ 2 )  - 
1 )  e.  ZZ  /\  P  ||  ( ( ( Y  x.  B
) ^ 2 )  -  1 ) ) )  ->  ( P  ||  ( ( ( X  x.  B ) ^
2 )  +  1 )  <->  P  ||  ( ( ( ( Y  x.  B ) ^ 2 )  -  1 )  +  ( ( ( X  x.  B ) ^ 2 )  +  1 ) ) ) )
1556, 28, 24, 153, 154syl112anc 1187 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( P  ||  (
( ( X  x.  B ) ^ 2 )  +  1 )  <-> 
P  ||  ( (
( ( Y  x.  B ) ^ 2 )  -  1 )  +  ( ( ( X  x.  B ) ^ 2 )  +  1 ) ) ) )
15654, 155mpbird 223 . . . . 5  |-  ( ph  ->  P  ||  ( ( ( X  x.  B
) ^ 2 )  +  1 ) )
157 subneg 9243 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( X  x.  B ) ^ 2 )  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  ( ( ( X  x.  B ) ^
2 )  -  -u 1
)  =  ( ( ( X  x.  B
) ^ 2 )  +  1 ) )
15831, 32, 157sylancl 643 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( ( X  x.  B ) ^
2 )  -  -u 1
)  =  ( ( ( X  x.  B
) ^ 2 )  +  1 ) )
159156, 158breqtrrd 4151 . . . 4  |-  ( ph  ->  P  ||  ( ( ( X  x.  B
) ^ 2 )  -  -u 1 ) )
160 oveq1 5988 . . . . . . 7  |-  ( x  =  ( X  x.  B )  ->  (
x ^ 2 )  =  ( ( X  x.  B ) ^
2 ) )
161160oveq1d 5996 . . . . . 6  |-  ( x  =  ( X  x.  B )  ->  (
( x ^ 2 )  -  -u 1
)  =  ( ( ( X  x.  B
) ^ 2 )  -  -u 1 ) )
162161breq2d 4137 . . . . 5  |-  ( x  =  ( X  x.  B )  ->  ( P  ||  ( ( x ^ 2 )  -  -u 1 )  <->  P  ||  (
( ( X  x.  B ) ^ 2 )  -  -u 1
) ) )
163162rspcev 2969 . . . 4  |-  ( ( ( X  x.  B
)  e.  ZZ  /\  P  ||  ( ( ( X  x.  B ) ^ 2 )  -  -u 1 ) )  ->  E. x  e.  ZZ  P  ||  ( ( x ^ 2 )  -  -u 1 ) )
16414, 159, 163syl2anc 642 . . 3  |-  ( ph  ->  E. x  e.  ZZ  P  ||  ( ( x ^ 2 )  -  -u 1 ) )
165 znegcl 10206 . . . . 5  |-  ( 1  e.  ZZ  ->  -u 1  e.  ZZ )
1667, 165ax-mp 8 . . . 4  |-  -u 1  e.  ZZ
167 eldifsn 3842 . . . . 5  |-  ( P  e.  ( Prime  \  {
2 } )  <->  ( P  e.  Prime  /\  P  =/=  2 ) )
1681, 167sylibr 203 . . . 4  |-  ( ph  ->  P  e.  ( Prime  \  { 2 } ) )
169 lgsqr 20808 . . . 4  |-  ( (
-u 1  e.  ZZ  /\  P  e.  ( Prime  \  { 2 } ) )  ->  ( ( -u 1  / L P
)  =  1  <->  ( -.  P  ||  -u 1  /\  E. x  e.  ZZ  P  ||  ( ( x ^ 2 )  -  -u 1 ) ) ) )
170166, 168, 169sylancr 644 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( -u 1  / L P )  =  1  <->  ( -.  P  ||  -u 1  /\  E. x  e.  ZZ  P  ||  (
( x ^ 2 )  -  -u 1
) ) ) )
17110, 164, 170mpbir2and 888 . 2  |-  ( ph  ->  ( -u 1  / L P )  =  1 )
172 m1lgs 20824 . . 3  |-  ( P  e.  ( Prime  \  {
2 } )  -> 
( ( -u 1  / L P )  =  1  <->  ( P  mod  4 )  =  1 ) )
173168, 172syl 15 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( -u 1  / L P )  =  1  <->  ( P  mod  4 )  =  1 ) )
174171, 173mpbid 201 1  |-  ( ph  ->  ( P  mod  4
)  =  1 )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 176    \/ wo 357    /\ wa 358    = wceq 1647    e. wcel 1715    =/= wne 2529   E.wrex 2629    \ cdif 3235   {csn 3729   class class class wbr 4125   ` cfv 5358  (class class class)co 5981   CCcc 8882   RRcr 8883   0cc0 8884   1c1 8885    + caddc 8887    x. cmul 8889    < clt 9014    <_ cle 9015    - cmin 9184   -ucneg 9185   NNcn 9893   2c2 9942   4c4 9944   NN0cn0 10114   ZZcz 10175   ZZ>=cuz 10381    mod cmo 11137   ^cexp 11269   abscabs 11926    || cdivides 12739    gcd cgcd 12893   Primecprime 12966    / Lclgs 20756
This theorem is referenced by:  2sqb  20840
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1551  ax-5 1562  ax-17 1621  ax-9 1659  ax-8 1680  ax-13 1717  ax-14 1719  ax-6 1734  ax-7 1739  ax-11 1751  ax-12 1937  ax-ext 2347  ax-rep 4233  ax-sep 4243  ax-nul 4251  ax-pow 4290  ax-pr 4316  ax-un 4615  ax-inf2 7489  ax-cnex 8940  ax-resscn 8941  ax-1cn 8942  ax-icn 8943  ax-addcl 8944  ax-addrcl 8945  ax-mulcl 8946  ax-mulrcl 8947  ax-mulcom 8948  ax-addass 8949  ax-mulass 8950  ax-distr 8951  ax-i2m1 8952  ax-1ne0 8953  ax-1rid 8954  ax-rnegex 8955  ax-rrecex 8956  ax-cnre 8957  ax-pre-lttri 8958  ax-pre-lttrn 8959  ax-pre-ltadd 8960  ax-pre-mulgt0 8961  ax-pre-sup 8962  ax-addf 8963  ax-mulf 8964
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 936  df-3an 937  df-tru 1324  df-ex 1547  df-nf 1550  df-sb 1654  df-eu 2221  df-mo 2222  df-clab 2353  df-cleq 2359  df-clel 2362  df-nfc 2491  df-ne 2531  df-nel 2532  df-ral 2633  df-rex 2634  df-reu 2635  df-rmo 2636  df-rab 2637  df-v 2875  df-sbc 3078  df-csb 3168  df-dif 3241  df-un 3243  df-in 3245  df-ss 3252  df-pss 3254  df-nul 3544  df-if 3655  df-pw 3716  df-sn 3735  df-pr 3736  df-tp 3737  df-op 3738  df-uni 3930  df-int 3965  df-iun 4009  df-iin 4010  df-br 4126  df-opab 4180  df-mpt 4181  df-tr 4216  df-eprel 4408  df-id 4412  df-po 4417  df-so 4418  df-fr 4455  df-se 4456  df-we 4457  df-ord 4498  df-on 4499  df-lim 4500  df-suc 4501  df-om 4760  df-xp 4798  df-rel 4799  df-cnv 4800  df-co 4801  df-dm 4802  df-rn 4803  df-res 4804  df-ima 4805  df-iota 5322  df-fun 5360  df-fn 5361  df-f 5362  df-f1 5363  df-fo 5364  df-f1o 5365  df-fv 5366  df-isom 5367  df-ov 5984  df-oprab 5985  df-mpt2 5986  df-of 6205  df-ofr 6206  df-1st 6249  df-2nd 6250  df-tpos 6376  df-riota 6446  df-recs 6530  df-rdg 6565  df-1o 6621  df-2o 6622  df-oadd 6625  df-er 6802  df-ec 6804  df-qs 6808  df-map 6917  df-pm 6918  df-ixp 6961  df-en 7007  df-dom 7008  df-sdom 7009  df-fin 7010  df-sup 7341  df-oi 7372  df-card 7719  df-cda 7941  df-pnf 9016  df-mnf 9017  df-xr 9018  df-ltxr 9019  df-le 9020  df-sub 9186  df-neg 9187  df-div 9571  df-nn 9894  df-2 9951  df-3 9952  df-4 9953  df-5 9954  df-6 9955  df-7 9956  df-8 9957  df-9 9958  df-10 9959  df-n0 10115  df-z 10176  df-dec 10276  df-uz 10382  df-q 10468  df-rp 10506  df-fz 10936  df-fzo 11026  df-fl 11089  df-mod 11138  df-seq 11211  df-exp 11270  df-hash 11506  df-cj 11791  df-re 11792  df-im 11793  df-sqr 11927  df-abs 11928  df-dvds 12740  df-gcd 12894  df-prm 12967  df-phi 13042  df-pc 13098  df-struct 13358  df-ndx 13359  df-slot 13360  df-base 13361  df-sets 13362  df-ress 13363  df-plusg 13429  df-mulr 13430  df-starv 13431  df-sca 13432  df-vsca 13433  df-tset 13435  df-ple 13436  df-ds 13438  df-unif 13439  df-hom 13440  df-cco 13441  df-prds 13558  df-pws 13560  df-0g 13614  df-gsum 13615  df-imas 13621  df-divs 13622  df-mre 13698  df-mrc 13699  df-acs 13701  df-mnd 14577  df-mhm 14625  df-submnd 14626  df-grp 14699  df-minusg 14700  df-sbg 14701  df-mulg 14702  df-subg 14828  df-nsg 14829  df-eqg 14830  df-ghm 14891  df-cntz 15003  df-cmn 15301  df-abl 15302  df-mgp 15536  df-rng 15550  df-cring 15551  df-ur 15552  df-oppr 15615  df-dvdsr 15633  df-unit 15634  df-invr 15664  df-rnghom 15706  df-drng 15724  df-field 15725  df-subrg 15753  df-lmod 15839  df-lss 15900  df-lsp 15939  df-sra 16135  df-rgmod 16136  df-lidl 16137  df-rsp 16138  df-2idl 16194  df-nzr 16220  df-rlreg 16234  df-domn 16235  df-idom 16236  df-assa 16263  df-asp 16264  df-ascl 16265  df-psr 16308  df-mvr 16309  df-mpl 16310  df-evls 16311  df-evl 16312  df-opsr 16316  df-psr1 16467  df-vr1 16468  df-ply1 16469  df-evl1 16471  df-coe1 16472  df-cnfld 16594  df-zrh 16672  df-zn 16675  df-mdeg 19656  df-deg1 19657  df-mon1 19731  df-uc1p 19732  df-q1p 19733  df-r1p 19734  df-lgs 20757
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