MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  pythagtriplem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pythagtriplem3 15730
Description: Lemma for pythagtrip 15746. Show that 𝐶 and 𝐵 are relatively prime under some conditions. (Contributed by Scott Fenton, 8-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.)
Assertion
Ref Expression
pythagtriplem3 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2) ∧ ((𝐴 gcd 𝐵) = 1 ∧ ¬ 2 ∥ 𝐴)) → (𝐵 gcd 𝐶) = 1)

Proof of Theorem pythagtriplem3
StepHypRef Expression
1 oveq2 6804 . . . . . . 7 (((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2) → ((𝐵↑2) gcd ((𝐴↑2) + (𝐵↑2))) = ((𝐵↑2) gcd (𝐶↑2)))
21adantl 467 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2)) → ((𝐵↑2) gcd ((𝐴↑2) + (𝐵↑2))) = ((𝐵↑2) gcd (𝐶↑2)))
3 nnz 11606 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ ℕ → 𝐵 ∈ ℤ)
4 zsqcl 13141 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ ℤ → (𝐵↑2) ∈ ℤ)
53, 4syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ ℕ → (𝐵↑2) ∈ ℤ)
653ad2ant2 1128 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) → (𝐵↑2) ∈ ℤ)
7 nnz 11606 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ ℤ)
8 zsqcl 13141 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴↑2) ∈ ℤ)
97, 8syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℕ → (𝐴↑2) ∈ ℤ)
1093ad2ant1 1127 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) → (𝐴↑2) ∈ ℤ)
11 gcdadd 15455 . . . . . . . . 9 (((𝐵↑2) ∈ ℤ ∧ (𝐴↑2) ∈ ℤ) → ((𝐵↑2) gcd (𝐴↑2)) = ((𝐵↑2) gcd ((𝐴↑2) + (𝐵↑2))))
126, 10, 11syl2anc 573 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) → ((𝐵↑2) gcd (𝐴↑2)) = ((𝐵↑2) gcd ((𝐴↑2) + (𝐵↑2))))
13 gcdcom 15443 . . . . . . . . 9 (((𝐵↑2) ∈ ℤ ∧ (𝐴↑2) ∈ ℤ) → ((𝐵↑2) gcd (𝐴↑2)) = ((𝐴↑2) gcd (𝐵↑2)))
146, 10, 13syl2anc 573 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) → ((𝐵↑2) gcd (𝐴↑2)) = ((𝐴↑2) gcd (𝐵↑2)))
1512, 14eqtr3d 2807 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) → ((𝐵↑2) gcd ((𝐴↑2) + (𝐵↑2))) = ((𝐴↑2) gcd (𝐵↑2)))
1615adantr 466 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2)) → ((𝐵↑2) gcd ((𝐴↑2) + (𝐵↑2))) = ((𝐴↑2) gcd (𝐵↑2)))
172, 16eqtr3d 2807 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2)) → ((𝐵↑2) gcd (𝐶↑2)) = ((𝐴↑2) gcd (𝐵↑2)))
18 simpl2 1229 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2)) → 𝐵 ∈ ℕ)
19 simpl3 1231 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2)) → 𝐶 ∈ ℕ)
20 sqgcd 15486 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) → ((𝐵 gcd 𝐶)↑2) = ((𝐵↑2) gcd (𝐶↑2)))
2118, 19, 20syl2anc 573 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2)) → ((𝐵 gcd 𝐶)↑2) = ((𝐵↑2) gcd (𝐶↑2)))
22 simpl1 1227 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2)) → 𝐴 ∈ ℕ)
23 sqgcd 15486 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → ((𝐴 gcd 𝐵)↑2) = ((𝐴↑2) gcd (𝐵↑2)))
2422, 18, 23syl2anc 573 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2)) → ((𝐴 gcd 𝐵)↑2) = ((𝐴↑2) gcd (𝐵↑2)))
2517, 21, 243eqtr4d 2815 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2)) → ((𝐵 gcd 𝐶)↑2) = ((𝐴 gcd 𝐵)↑2))
26253adant3 1126 . . 3 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2) ∧ ((𝐴 gcd 𝐵) = 1 ∧ ¬ 2 ∥ 𝐴)) → ((𝐵 gcd 𝐶)↑2) = ((𝐴 gcd 𝐵)↑2))
27 simp3l 1243 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2) ∧ ((𝐴 gcd 𝐵) = 1 ∧ ¬ 2 ∥ 𝐴)) → (𝐴 gcd 𝐵) = 1)
2827oveq1d 6811 . . 3 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2) ∧ ((𝐴 gcd 𝐵) = 1 ∧ ¬ 2 ∥ 𝐴)) → ((𝐴 gcd 𝐵)↑2) = (1↑2))
2926, 28eqtrd 2805 . 2 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2) ∧ ((𝐴 gcd 𝐵) = 1 ∧ ¬ 2 ∥ 𝐴)) → ((𝐵 gcd 𝐶)↑2) = (1↑2))
3033ad2ant2 1128 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℤ)
31 nnz 11606 . . . . . . 7 (𝐶 ∈ ℕ → 𝐶 ∈ ℤ)
32313ad2ant3 1129 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ℤ)
3330, 32gcdcld 15438 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) → (𝐵 gcd 𝐶) ∈ ℕ0)
3433nn0red 11559 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) → (𝐵 gcd 𝐶) ∈ ℝ)
35343ad2ant1 1127 . . 3 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2) ∧ ((𝐴 gcd 𝐵) = 1 ∧ ¬ 2 ∥ 𝐴)) → (𝐵 gcd 𝐶) ∈ ℝ)
3633nn0ge0d 11561 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) → 0 ≤ (𝐵 gcd 𝐶))
37363ad2ant1 1127 . . 3 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2) ∧ ((𝐴 gcd 𝐵) = 1 ∧ ¬ 2 ∥ 𝐴)) → 0 ≤ (𝐵 gcd 𝐶))
38 1re 10245 . . . 4 1 ∈ ℝ
39 0le1 10757 . . . 4 0 ≤ 1
40 sq11 13143 . . . 4 ((((𝐵 gcd 𝐶) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝐵 gcd 𝐶)) ∧ (1 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 1)) → (((𝐵 gcd 𝐶)↑2) = (1↑2) ↔ (𝐵 gcd 𝐶) = 1))
4138, 39, 40mpanr12 685 . . 3 (((𝐵 gcd 𝐶) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝐵 gcd 𝐶)) → (((𝐵 gcd 𝐶)↑2) = (1↑2) ↔ (𝐵 gcd 𝐶) = 1))
4235, 37, 41syl2anc 573 . 2 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2) ∧ ((𝐴 gcd 𝐵) = 1 ∧ ¬ 2 ∥ 𝐴)) → (((𝐵 gcd 𝐶)↑2) = (1↑2) ↔ (𝐵 gcd 𝐶) = 1))
4329, 42mpbid 222 1 (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) = (𝐶↑2) ∧ ((𝐴 gcd 𝐵) = 1 ∧ ¬ 2 ∥ 𝐴)) → (𝐵 gcd 𝐶) = 1)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 382  w3a 1071   = wceq 1631  wcel 2145   class class class wbr 4787  (class class class)co 6796  cr 10141  0cc0 10142  1c1 10143   + caddc 10145  cle 10281  cn 11226  2c2 11276  cz 11584  cexp 13067  cdvds 15189   gcd cgcd 15424
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-sep 4916  ax-nul 4924  ax-pow 4975  ax-pr 5035  ax-un 7100  ax-cnex 10198  ax-resscn 10199  ax-1cn 10200  ax-icn 10201  ax-addcl 10202  ax-addrcl 10203  ax-mulcl 10204  ax-mulrcl 10205  ax-mulcom 10206  ax-addass 10207  ax-mulass 10208  ax-distr 10209  ax-i2m1 10210  ax-1ne0 10211  ax-1rid 10212  ax-rnegex 10213  ax-rrecex 10214  ax-cnre 10215  ax-pre-lttri 10216  ax-pre-lttrn 10217  ax-pre-ltadd 10218  ax-pre-mulgt0 10219  ax-pre-sup 10220
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4227  df-pw 4300  df-sn 4318  df-pr 4320  df-tp 4322  df-op 4324  df-uni 4576  df-iun 4657  df-br 4788  df-opab 4848  df-mpt 4865  df-tr 4888  df-id 5158  df-eprel 5163  df-po 5171  df-so 5172  df-fr 5209  df-we 5211  df-xp 5256  df-rel 5257  df-cnv 5258  df-co 5259  df-dm 5260  df-rn 5261  df-res 5262  df-ima 5263  df-pred 5822  df-ord 5868  df-on 5869  df-lim 5870  df-suc 5871  df-iota 5993  df-fun 6032  df-fn 6033  df-f 6034  df-f1 6035  df-fo 6036  df-f1o 6037  df-fv 6038  df-riota 6757  df-ov 6799  df-oprab 6800  df-mpt2 6801  df-om 7217  df-2nd 7320  df-wrecs 7563  df-recs 7625  df-rdg 7663  df-er 7900  df-en 8114  df-dom 8115  df-sdom 8116  df-sup 8508  df-inf 8509  df-pnf 10282  df-mnf 10283  df-xr 10284  df-ltxr 10285  df-le 10286  df-sub 10474  df-neg 10475  df-div 10891  df-nn 11227  df-2 11285  df-3 11286  df-n0 11500  df-z 11585  df-uz 11894  df-rp 12036  df-fl 12801  df-mod 12877  df-seq 13009  df-exp 13068  df-cj 14047  df-re 14048  df-im 14049  df-sqrt 14183  df-abs 14184  df-dvds 15190  df-gcd 15425
This theorem is referenced by:  pythagtriplem4  15731
  Copyright terms: Public domain W3C validator