Theorem: _private.Mathlib.NumberTheory.PythagoreanTriples.0.coprime_sq_sub_mul_of_even_odd
File: Mathlib/NumberTheory/PythagoreanTriples.lean

Proof steps:
state_before: m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
⊢ (m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
state_after: m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
⊢ False
tactic: by_contra H
state_before: m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : p ∣ (m ^ 2 - n ^ 2).natAbs
hp2 : p ∣ (2 * m * n).natAbs
⊢ False
tactic: obtain ⟨p, hp, hp1, hp2⟩ := Nat.Prime.not_coprime_iff_dvd.mp H
state_before: case intro.intro.intro
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : p ∣ (m ^ 2 - n ^ 2).natAbs
hp2 : p ∣ (2 * m * n).natAbs
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
⊢ False
tactic: rw [← Int.natCast_dvd] at hp1 hp2
state_before: case intro.intro.intro
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(m.gcd n)
⊢ False
tactic: have hnp : ¬(p : ℤ) ∣ Int.gcd m n := by
    rw [h]
    norm_cast
    exact mt Nat.dvd_one.mp (Nat.Prime.ne_one hp)
state_before: case intro.intro.intro
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(m.gcd n)
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro.inl
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(m.gcd n)
hp2m : p ∣ (2 * m).natAbs
⊢ False

case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(m.gcd n)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ False
tactic: cases' Int.Prime.dvd_mul hp hp2 with hp2m hpn
state_before: case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(m.gcd n)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(n.gcd m)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ False
tactic: rw [Int.gcd_comm] at hnp
state_before: case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(n.gcd m)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(n.gcd m)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ ↑p ∣ m
tactic: apply mt (Int.dvd_gcd (Int.natCast_dvd.mpr hpn)) hnp
state_before: case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(n.gcd m)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ ↑p ∣ m
state_after: case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(n.gcd m)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ ↑p ∣ m ∨ ↑p ∣ m
tactic: apply or_self_iff.mp
state_before: case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(n.gcd m)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ ↑p ∣ m ∨ ↑p ∣ m
state_after: case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(n.gcd m)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ ↑p ∣ m * m
tactic: apply Int.Prime.dvd_mul' hp
state_before: case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(n.gcd m)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ ↑p ∣ m * m
state_after: case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(n.gcd m)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2 + n * n
tactic: rw [(by ring : m * m = m ^ 2 - n ^ 2 + n * n)]
state_before: case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(n.gcd m)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2 + n * n
state_after: case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(n.gcd m)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ ↑p ∣ n * n
tactic: apply dvd_add hp1
state_before: case intro.intro.intro.inr
m n : ℤ
h : m.gcd n = 1
hm : m % 2 = 0
hn : n % 2 = 1
H : ¬(m ^ 2 - n ^ 2).gcd (2 * m * n) = 1
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hp1 : ↑p ∣ m ^ 2 - n ^ 2
hp2 : ↑p ∣ 2 * m * n
hnp : ¬↑p ∣ ↑(n.gcd m)
hpn : p ∣ n.natAbs
⊢ ↑p ∣ n * n
state_after: no goals
tactic: exact (Int.natCast_dvd.mpr hpn).mul_right n