MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  gcdcllem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem gcdcllem1 15140
Description: Lemma for gcdn0cl 15143, gcddvds 15144 and dvdslegcd 15145. (Contributed by Paul Chapman, 21-Mar-2011.)
Hypothesis
Ref Expression
gcdcllem1.1 𝑆 = {𝑧 ∈ ℤ ∣ ∀𝑛𝐴 𝑧𝑛}
Assertion
Ref Expression
gcdcllem1 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ ∃𝑛𝐴 𝑛 ≠ 0) → (𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦𝑆 𝑦𝑥))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑛,𝑥,𝑦,𝑧   𝑥,𝑆
Allowed substitution hints:   𝑆(𝑦,𝑧,𝑛)

Proof of Theorem gcdcllem1
Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 1z 11352 . . . . 5 1 ∈ ℤ
2 ssel 3582 . . . . . . 7 (𝐴 ⊆ ℤ → (𝑛𝐴𝑛 ∈ ℤ))
3 1dvds 14915 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℤ → 1 ∥ 𝑛)
42, 3syl6 35 . . . . . 6 (𝐴 ⊆ ℤ → (𝑛𝐴 → 1 ∥ 𝑛))
54ralrimiv 2964 . . . . 5 (𝐴 ⊆ ℤ → ∀𝑛𝐴 1 ∥ 𝑛)
6 breq1 4621 . . . . . . . 8 (𝑧 = 1 → (𝑧𝑛 ↔ 1 ∥ 𝑛))
76ralbidv 2985 . . . . . . 7 (𝑧 = 1 → (∀𝑛𝐴 𝑧𝑛 ↔ ∀𝑛𝐴 1 ∥ 𝑛))
8 gcdcllem1.1 . . . . . . 7 𝑆 = {𝑧 ∈ ℤ ∣ ∀𝑛𝐴 𝑧𝑛}
97, 8elrab2 3353 . . . . . 6 (1 ∈ 𝑆 ↔ (1 ∈ ℤ ∧ ∀𝑛𝐴 1 ∥ 𝑛))
109biimpri 218 . . . . 5 ((1 ∈ ℤ ∧ ∀𝑛𝐴 1 ∥ 𝑛) → 1 ∈ 𝑆)
111, 5, 10sylancr 694 . . . 4 (𝐴 ⊆ ℤ → 1 ∈ 𝑆)
12 ne0i 3902 . . . 4 (1 ∈ 𝑆𝑆 ≠ ∅)
1311, 12syl 17 . . 3 (𝐴 ⊆ ℤ → 𝑆 ≠ ∅)
1413adantr 481 . 2 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ ∃𝑛𝐴 𝑛 ≠ 0) → 𝑆 ≠ ∅)
15 neeq1 2858 . . . 4 (𝑛 = 𝑤 → (𝑛 ≠ 0 ↔ 𝑤 ≠ 0))
1615cbvrexv 3165 . . 3 (∃𝑛𝐴 𝑛 ≠ 0 ↔ ∃𝑤𝐴 𝑤 ≠ 0)
17 breq1 4621 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = 𝑦 → (𝑧𝑛𝑦𝑛))
1817ralbidv 2985 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = 𝑦 → (∀𝑛𝐴 𝑧𝑛 ↔ ∀𝑛𝐴 𝑦𝑛))
1918, 8elrab2 3353 . . . . . . . . . . 11 (𝑦𝑆 ↔ (𝑦 ∈ ℤ ∧ ∀𝑛𝐴 𝑦𝑛))
2019simprbi 480 . . . . . . . . . 10 (𝑦𝑆 → ∀𝑛𝐴 𝑦𝑛)
2120adantl 482 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝑦𝑆) → ∀𝑛𝐴 𝑦𝑛)
2219simplbi 476 . . . . . . . . . 10 (𝑦𝑆𝑦 ∈ ℤ)
23 ssel2 3583 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝑛𝐴) → 𝑛 ∈ ℤ)
24 dvdsleabs 14952 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ≠ 0) → (𝑦𝑛𝑦 ≤ (abs‘𝑛)))
25243expia 1264 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝑛 ≠ 0 → (𝑦𝑛𝑦 ≤ (abs‘𝑛))))
2623, 25sylan2 491 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ (𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝑛𝐴)) → (𝑛 ≠ 0 → (𝑦𝑛𝑦 ≤ (abs‘𝑛))))
2726anassrs 679 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ⊆ ℤ) ∧ 𝑛𝐴) → (𝑛 ≠ 0 → (𝑦𝑛𝑦 ≤ (abs‘𝑛))))
2827com23 86 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ⊆ ℤ) ∧ 𝑛𝐴) → (𝑦𝑛 → (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛))))
2928ralrimiva 2965 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ⊆ ℤ) → ∀𝑛𝐴 (𝑦𝑛 → (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛))))
3029ancoms 469 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → ∀𝑛𝐴 (𝑦𝑛 → (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛))))
3122, 30sylan2 491 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝑦𝑆) → ∀𝑛𝐴 (𝑦𝑛 → (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛))))
32 r19.26 3062 . . . . . . . . . 10 (∀𝑛𝐴 (𝑦𝑛 ∧ (𝑦𝑛 → (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)))) ↔ (∀𝑛𝐴 𝑦𝑛 ∧ ∀𝑛𝐴 (𝑦𝑛 → (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)))))
33 pm3.35 610 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦𝑛 ∧ (𝑦𝑛 → (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)))) → (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)))
3433ralimi 2952 . . . . . . . . . 10 (∀𝑛𝐴 (𝑦𝑛 ∧ (𝑦𝑛 → (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)))) → ∀𝑛𝐴 (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)))
3532, 34sylbir 225 . . . . . . . . 9 ((∀𝑛𝐴 𝑦𝑛 ∧ ∀𝑛𝐴 (𝑦𝑛 → (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)))) → ∀𝑛𝐴 (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)))
3621, 31, 35syl2anc 692 . . . . . . . 8 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝑦𝑆) → ∀𝑛𝐴 (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)))
3736ralrimiva 2965 . . . . . . 7 (𝐴 ⊆ ℤ → ∀𝑦𝑆𝑛𝐴 (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)))
38 fveq2 6150 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑤 → (abs‘𝑛) = (abs‘𝑤))
3938breq2d 4630 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑤 → (𝑦 ≤ (abs‘𝑛) ↔ 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)))
4015, 39imbi12d 334 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑤 → ((𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)) ↔ (𝑤 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑤))))
4140cbvralv 3164 . . . . . . . . 9 (∀𝑛𝐴 (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)) ↔ ∀𝑤𝐴 (𝑤 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)))
4241ralbii 2979 . . . . . . . 8 (∀𝑦𝑆𝑛𝐴 (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)) ↔ ∀𝑦𝑆𝑤𝐴 (𝑤 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)))
43 ralcom 3095 . . . . . . . 8 (∀𝑦𝑆𝑤𝐴 (𝑤 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)) ↔ ∀𝑤𝐴𝑦𝑆 (𝑤 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)))
44 r19.21v 2959 . . . . . . . . 9 (∀𝑦𝑆 (𝑤 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)) ↔ (𝑤 ≠ 0 → ∀𝑦𝑆 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)))
4544ralbii 2979 . . . . . . . 8 (∀𝑤𝐴𝑦𝑆 (𝑤 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)) ↔ ∀𝑤𝐴 (𝑤 ≠ 0 → ∀𝑦𝑆 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)))
4642, 43, 453bitri 286 . . . . . . 7 (∀𝑦𝑆𝑛𝐴 (𝑛 ≠ 0 → 𝑦 ≤ (abs‘𝑛)) ↔ ∀𝑤𝐴 (𝑤 ≠ 0 → ∀𝑦𝑆 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)))
4737, 46sylib 208 . . . . . 6 (𝐴 ⊆ ℤ → ∀𝑤𝐴 (𝑤 ≠ 0 → ∀𝑦𝑆 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)))
48 ssel2 3583 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝑤𝐴) → 𝑤 ∈ ℤ)
49 nn0abscl 13981 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 ∈ ℤ → (abs‘𝑤) ∈ ℕ0)
5048, 49syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝑤𝐴) → (abs‘𝑤) ∈ ℕ0)
5150nn0zd 11424 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝑤𝐴) → (abs‘𝑤) ∈ ℤ)
52 breq2 4622 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (abs‘𝑤) → (𝑦𝑥𝑦 ≤ (abs‘𝑤)))
5352ralbidv 2985 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (abs‘𝑤) → (∀𝑦𝑆 𝑦𝑥 ↔ ∀𝑦𝑆 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)))
5453adantl 482 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝑤𝐴) ∧ 𝑥 = (abs‘𝑤)) → (∀𝑦𝑆 𝑦𝑥 ↔ ∀𝑦𝑆 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)))
5551, 54rspcedv 3304 . . . . . . . 8 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝑤𝐴) → (∀𝑦𝑆 𝑦 ≤ (abs‘𝑤) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦𝑆 𝑦𝑥))
5655imim2d 57 . . . . . . 7 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝑤𝐴) → ((𝑤 ≠ 0 → ∀𝑦𝑆 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)) → (𝑤 ≠ 0 → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦𝑆 𝑦𝑥)))
5756ralimdva 2961 . . . . . 6 (𝐴 ⊆ ℤ → (∀𝑤𝐴 (𝑤 ≠ 0 → ∀𝑦𝑆 𝑦 ≤ (abs‘𝑤)) → ∀𝑤𝐴 (𝑤 ≠ 0 → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦𝑆 𝑦𝑥)))
5847, 57mpd 15 . . . . 5 (𝐴 ⊆ ℤ → ∀𝑤𝐴 (𝑤 ≠ 0 → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦𝑆 𝑦𝑥))
59 r19.23v 3021 . . . . 5 (∀𝑤𝐴 (𝑤 ≠ 0 → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦𝑆 𝑦𝑥) ↔ (∃𝑤𝐴 𝑤 ≠ 0 → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦𝑆 𝑦𝑥))
6058, 59sylib 208 . . . 4 (𝐴 ⊆ ℤ → (∃𝑤𝐴 𝑤 ≠ 0 → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦𝑆 𝑦𝑥))
6160imp 445 . . 3 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ ∃𝑤𝐴 𝑤 ≠ 0) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦𝑆 𝑦𝑥)
6216, 61sylan2b 492 . 2 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ ∃𝑛𝐴 𝑛 ≠ 0) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦𝑆 𝑦𝑥)
6314, 62jca 554 1 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ ∃𝑛𝐴 𝑛 ≠ 0) → (𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦𝑆 𝑦𝑥))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384   = wceq 1480  wcel 1992  wne 2796  wral 2912  wrex 2913  {crab 2916  wss 3560  c0 3896   class class class wbr 4618  cfv 5850  0cc0 9881  1c1 9882  cle 10020  0cn0 11237  cz 11322  abscabs 13903  cdvds 14902
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1841  ax-6 1890  ax-7 1937  ax-8 1994  ax-9 2001  ax-10 2021  ax-11 2036  ax-12 2049  ax-13 2250  ax-ext 2606  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903  ax-cnex 9937  ax-resscn 9938  ax-1cn 9939  ax-icn 9940  ax-addcl 9941  ax-addrcl 9942  ax-mulcl 9943  ax-mulrcl 9944  ax-mulcom 9945  ax-addass 9946  ax-mulass 9947  ax-distr 9948  ax-i2m1 9949  ax-1ne0 9950  ax-1rid 9951  ax-rnegex 9952  ax-rrecex 9953  ax-cnre 9954  ax-pre-lttri 9955  ax-pre-lttrn 9956  ax-pre-ltadd 9957  ax-pre-mulgt0 9958  ax-pre-sup 9959
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1883  df-eu 2478  df-mo 2479  df-clab 2613  df-cleq 2619  df-clel 2622  df-nfc 2756  df-ne 2797  df-nel 2900  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3193  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5642  df-ord 5688  df-on 5689  df-lim 5690  df-suc 5691  df-iota 5813  df-fun 5852  df-fn 5853  df-f 5854  df-f1 5855  df-fo 5856  df-f1o 5857  df-fv 5858  df-riota 6566  df-ov 6608  df-oprab 6609  df-mpt2 6610  df-om 7014  df-2nd 7117  df-wrecs 7353  df-recs 7414  df-rdg 7452  df-er 7688  df-en 7901  df-dom 7902  df-sdom 7903  df-sup 8293  df-pnf 10021  df-mnf 10022  df-xr 10023  df-ltxr 10024  df-le 10025  df-sub 10213  df-neg 10214  df-div 10630  df-nn 10966  df-2 11024  df-3 11025  df-n0 11238  df-z 11323  df-uz 11632  df-rp 11777  df-seq 12739  df-exp 12798  df-cj 13768  df-re 13769  df-im 13770  df-sqrt 13904  df-abs 13905  df-dvds 14903
This theorem is referenced by:  gcdcllem3  15142
  Copyright terms: Public domain W3C validator