Users' Mathboxes Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  rmxdiophlem Unicode version

Theorem rmxdiophlem 26274
Description: X can be expressed in terms of Y, so it is also Diophantine. (Contributed by Stefan O'Rear, 15-Oct-2014.)
Assertion
Ref Expression
rmxdiophlem  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  ( X  =  ( A Xrm  N
)  <->  E. y  e.  NN0  ( y  =  ( A Yrm  N )  /\  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 ) ) )
Distinct variable groups:    y, A    y, N    y, X

Proof of Theorem rmxdiophlem
StepHypRef Expression
1 nn0sqcl 26242 . . . . . 6  |-  ( X  e.  NN0  ->  ( X ^ 2 )  e. 
NN0 )
213ad2ant3 983 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  ( X ^ 2 )  e. 
NN0 )
32nn0cnd 9899 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  ( X ^ 2 )  e.  CC )
4 simp1 960 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  A  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
5 nn0z 9925 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN0  ->  N  e.  ZZ )
653ad2ant2 982 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  N  e.  ZZ )
7 frmx 26164 . . . . . . . 8  |- Xrm  : (
( ZZ>= `  2 )  X.  ZZ ) --> NN0
87fovcl 5801 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  ZZ )  ->  ( A Xrm 
N )  e.  NN0 )
94, 6, 8syl2anc 645 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  ( A Xrm 
N )  e.  NN0 )
10 nn0sqcl 26242 . . . . . 6  |-  ( ( A Xrm  N )  e.  NN0  ->  ( ( A Xrm  N ) ^ 2 )  e. 
NN0 )
119, 10syl 17 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  (
( A Xrm  N ) ^
2 )  e.  NN0 )
1211nn0cnd 9899 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  (
( A Xrm  N ) ^
2 )  e.  CC )
13 rmspecnonsq 26158 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  e.  ( NN  \NN ) )
14 eldifi 3215 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  e.  ( NN  \NN )  -> 
( ( A ^
2 )  -  1 )  e.  NN )
1513, 14syl 17 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  e.  NN )
1615nnnn0d 9897 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  e.  NN0 )
17163ad2ant1 981 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  (
( A ^ 2 )  -  1 )  e.  NN0 )
18 rmynn0 26210 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0 )  ->  ( A Yrm 
N )  e.  NN0 )
19183adant3 980 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  ( A Yrm 
N )  e.  NN0 )
20 nn0sqcl 26242 . . . . . . 7  |-  ( ( A Yrm  N )  e.  NN0  ->  ( ( A Yrm  N ) ^ 2 )  e. 
NN0 )
2119, 20syl 17 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  (
( A Yrm  N ) ^
2 )  e.  NN0 )
2217, 21nn0mulcld 9902 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( ( A Yrm  N ) ^ 2 ) )  e.  NN0 )
2322nn0cnd 9899 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( ( A Yrm  N ) ^ 2 ) )  e.  CC )
24 subcan2 8952 . . . 4  |-  ( ( ( X ^ 2 )  e.  CC  /\  ( ( A Xrm  N ) ^ 2 )  e.  CC  /\  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( ( A Yrm  N ) ^ 2 ) )  e.  CC )  ->  ( ( ( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( ( A Yrm  N ) ^ 2 ) ) )  =  ( ( ( A Xrm  N ) ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( ( A Yrm  N ) ^ 2 ) ) )  <->  ( X ^ 2 )  =  ( ( A Xrm  N ) ^ 2 ) ) )
253, 12, 23, 24syl3anc 1187 . . 3  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  (
( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( ( A Yrm  N ) ^ 2 ) ) )  =  ( ( ( A Xrm  N ) ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( ( A Yrm  N ) ^ 2 ) ) )  <->  ( X ^
2 )  =  ( ( A Xrm  N ) ^
2 ) ) )
26 rmxynorm 26169 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  ZZ )  ->  (
( ( A Xrm  N ) ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  x.  (
( A Yrm  N ) ^
2 ) ) )  =  1 )
274, 6, 26syl2anc 645 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  (
( ( A Xrm  N ) ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  x.  (
( A Yrm  N ) ^
2 ) ) )  =  1 )
2827eqeq2d 2264 . . 3  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  (
( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( ( A Yrm  N ) ^ 2 ) ) )  =  ( ( ( A Xrm  N ) ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( ( A Yrm  N ) ^ 2 ) ) )  <->  ( ( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  x.  (
( A Yrm  N ) ^
2 ) ) )  =  1 ) )
29 nn0re 9853 . . . . . 6  |-  ( X  e.  NN0  ->  X  e.  RR )
30 nn0ge0 9870 . . . . . 6  |-  ( X  e.  NN0  ->  0  <_  X )
3129, 30jca 520 . . . . 5  |-  ( X  e.  NN0  ->  ( X  e.  RR  /\  0  <_  X ) )
32313ad2ant3 983 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  ( X  e.  RR  /\  0  <_  X ) )
33 nn0re 9853 . . . . . 6  |-  ( ( A Xrm  N )  e.  NN0  ->  ( A Xrm  N )  e.  RR )
34 nn0ge0 9870 . . . . . 6  |-  ( ( A Xrm  N )  e.  NN0  ->  0  <_  ( A Xrm  N
) )
3533, 34jca 520 . . . . 5  |-  ( ( A Xrm  N )  e.  NN0  ->  ( ( A Xrm  N )  e.  RR  /\  0  <_  ( A Xrm  N ) ) )
369, 35syl 17 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  (
( A Xrm  N )  e.  RR  /\  0  <_ 
( A Xrm  N ) ) )
37 sq11 11054 . . . 4  |-  ( ( ( X  e.  RR  /\  0  <_  X )  /\  ( ( A Xrm  N )  e.  RR  /\  0  <_  ( A Xrm  N ) ) )  ->  ( ( X ^ 2 )  =  ( ( A Xrm  N ) ^ 2 )  <->  X  =  ( A Xrm  N ) ) )
3832, 36, 37syl2anc 645 . . 3  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  (
( X ^ 2 )  =  ( ( A Xrm  N ) ^ 2 )  <->  X  =  ( A Xrm 
N ) ) )
3925, 28, 383bitr3rd 277 . 2  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  ( X  =  ( A Xrm  N
)  <->  ( ( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  x.  (
( A Yrm  N ) ^
2 ) ) )  =  1 ) )
40 oveq1 5717 . . . . . . 7  |-  ( y  =  ( A Yrm  N )  ->  ( y ^
2 )  =  ( ( A Yrm  N ) ^
2 ) )
4140oveq2d 5726 . . . . . 6  |-  ( y  =  ( A Yrm  N )  ->  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^ 2 ) )  =  ( ( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( ( A Yrm  N ) ^ 2 ) ) )
4241oveq2d 5726 . . . . 5  |-  ( y  =  ( A Yrm  N )  ->  ( ( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  x.  (
y ^ 2 ) ) )  =  ( ( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( ( A Yrm  N ) ^ 2 ) ) ) )
4342eqeq1d 2261 . . . 4  |-  ( y  =  ( A Yrm  N )  ->  ( ( ( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^ 2 ) ) )  =  1  <->  ( ( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  x.  (
( A Yrm  N ) ^
2 ) ) )  =  1 ) )
4443ceqsrexv 2838 . . 3  |-  ( ( A Yrm  N )  e.  NN0  ->  ( E. y  e. 
NN0  ( y  =  ( A Yrm  N )  /\  ( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( y ^ 2 ) ) )  =  1 )  <-> 
( ( X ^
2 )  -  (
( ( A ^
2 )  -  1 )  x.  ( ( A Yrm  N ) ^ 2 ) ) )  =  1 ) )
4519, 44syl 17 . 2  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  ( E. y  e.  NN0  ( y  =  ( A Yrm  N )  /\  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 )  <->  ( ( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  - 
1 )  x.  (
( A Yrm  N ) ^
2 ) ) )  =  1 ) )
4639, 45bitr4d 249 1  |-  ( ( A  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  N  e.  NN0  /\  X  e. 
NN0 )  ->  ( X  =  ( A Xrm  N
)  <->  E. y  e.  NN0  ( y  =  ( A Yrm  N )  /\  (
( X ^ 2 )  -  ( ( ( A ^ 2 )  -  1 )  x.  ( y ^
2 ) ) )  =  1 ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 6    <-> wb 178    /\ wa 360    /\ w3a 939    = wceq 1619    e. wcel 1621   E.wrex 2510    \ cdif 3075   class class class wbr 3920   ` cfv 4592  (class class class)co 5710   CCcc 8615   RRcr 8616   0cc0 8617   1c1 8618    x. cmul 8622    <_ cle 8748    - cmin 8917   NNcn 9626   2c2 9675   NN0cn0 9844   ZZcz 9903   ZZ>=cuz 10109   ^cexp 10982  ◻NNcsquarenn 26087   Xrm crmx 26151   Yrm crmy 26152
This theorem is referenced by:  rmxdioph  26275
This theorem was proved from axioms:  ax-1 7  ax-2 8  ax-3 9  ax-mp 10  ax-5 1533  ax-6 1534  ax-7 1535  ax-gen 1536  ax-8 1623  ax-11 1624  ax-13 1625  ax-14 1626  ax-17 1628  ax-12o 1664  ax-10 1678  ax-9 1684  ax-4 1692  ax-16 1926  ax-ext 2234  ax-rep 4028  ax-sep 4038  ax-nul 4046  ax-pow 4082  ax-pr 4108  ax-un 4403  ax-inf2 7226  ax-cnex 8673  ax-resscn 8674  ax-1cn 8675  ax-icn 8676  ax-addcl 8677  ax-addrcl 8678  ax-mulcl 8679  ax-mulrcl 8680  ax-mulcom 8681  ax-addass 8682  ax-mulass 8683  ax-distr 8684  ax-i2m1 8685  ax-1ne0 8686  ax-1rid 8687  ax-rnegex 8688  ax-rrecex 8689  ax-cnre 8690  ax-pre-lttri 8691  ax-pre-lttrn 8692  ax-pre-ltadd 8693  ax-pre-mulgt0 8694  ax-pre-sup 8695  ax-addf 8696  ax-mulf 8697
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 940  df-3an 941  df-tru 1315  df-ex 1538  df-nf 1540  df-sb 1883  df-eu 2118  df-mo 2119  df-clab 2240  df-cleq 2246  df-clel 2249  df-nfc 2374  df-ne 2414  df-nel 2415  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rab 2516  df-v 2729  df-sbc 2922  df-csb 3010  df-dif 3081  df-un 3083  df-in 3085  df-ss 3089  df-pss 3091  df-nul 3363  df-if 3471  df-pw 3532  df-sn 3550  df-pr 3551  df-tp 3552  df-op 3553  df-uni 3728  df-int 3761  df-iun 3805  df-iin 3806  df-br 3921  df-opab 3975  df-mpt 3976  df-tr 4011  df-eprel 4198  df-id 4202  df-po 4207  df-so 4208  df-fr 4245  df-se 4246  df-we 4247  df-ord 4288  df-on 4289  df-lim 4290  df-suc 4291  df-om 4548  df-xp 4594  df-rel 4595  df-cnv 4596  df-co 4597  df-dm 4598  df-rn 4599  df-res 4600  df-ima 4601  df-fun 4602  df-fn 4603  df-f 4604  df-f1 4605  df-fo 4606  df-f1o 4607  df-fv 4608  df-isom 4609  df-ov 5713  df-oprab 5714  df-mpt2 5715  df-of 5930  df-1st 5974  df-2nd 5975  df-iota 6143  df-riota 6190  df-recs 6274  df-rdg 6309  df-1o 6365  df-2o 6366  df-oadd 6369  df-omul 6370  df-er 6546  df-map 6660  df-pm 6661  df-ixp 6704  df-en 6750  df-dom 6751  df-sdom 6752  df-fin 6753  df-fi 7049  df-sup 7078  df-oi 7109  df-card 7456  df-acn 7459  df-cda 7678  df-pnf 8749  df-mnf 8750  df-xr 8751  df-ltxr 8752  df-le 8753  df-sub 8919  df-neg 8920  df-div 9304  df-n 9627  df-2 9684  df-3 9685  df-4 9686  df-5 9687  df-6 9688  df-7 9689  df-8 9690  df-9 9691  df-10 9692  df-n0 9845  df-z 9904  df-dec 10004  df-uz 10110  df-q 10196  df-rp 10234  df-xneg 10331  df-xadd 10332  df-xmul 10333  df-ioo 10538  df-ioc 10539  df-ico 10540  df-icc 10541  df-fz 10661  df-fzo 10749  df-fl 10803  df-mod 10852  df-seq 10925  df-exp 10983  df-fac 11167  df-bc 11194  df-hash 11216  df-shft 11439  df-cj 11461  df-re 11462  df-im 11463  df-sqr 11597  df-abs 11598  df-limsup 11822  df-clim 11839  df-rlim 11840  df-sum 12036  df-ef 12223  df-sin 12225  df-cos 12226  df-pi 12228  df-divides 12406  df-gcd 12560  df-numer 12680  df-denom 12681  df-struct 13024  df-ndx 13025  df-slot 13026  df-base 13027  df-sets 13028  df-ress 13029  df-plusg 13095  df-mulr 13096  df-starv 13097  df-sca 13098  df-vsca 13099  df-tset 13101  df-ple 13102  df-ds 13104  df-hom 13106  df-cco 13107  df-rest 13201  df-topn 13202  df-topgen 13218  df-pt 13219  df-prds 13222  df-xrs 13277  df-0g 13278  df-gsum 13279  df-qtop 13284  df-imas 13285  df-xps 13287  df-mre 13361  df-mrc 13362  df-acs 13363  df-mnd 14202  df-submnd 14251  df-mulg 14327  df-cntz 14628  df-cmn 14926  df-xmet 16205  df-met 16206  df-bl 16207  df-mopn 16208  df-cnfld 16210  df-top 16468  df-bases 16470  df-topon 16471  df-topsp 16472  df-cld 16588  df-ntr 16589  df-cls 16590  df-nei 16667  df-lp 16700  df-perf 16701  df-cn 16789  df-cnp 16790  df-haus 16875  df-tx 17089  df-hmeo 17278  df-fbas 17352  df-fg 17353  df-fil 17373  df-fm 17465  df-flim 17466  df-flf 17467  df-xms 17717  df-ms 17718  df-tms 17719  df-cncf 18214  df-limc 19048  df-dv 19049  df-log 19746  df-squarenn 26092  df-pell1qr 26093  df-pell14qr 26094  df-pell1234qr 26095  df-pellfund 26096  df-rmx 26153  df-rmy 26154
  Copyright terms: Public domain W3C validator