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Theorem rpexp 15359
Description: If two numbers 𝐴 and 𝐵 are relatively prime, then they are still relatively prime if raised to a power. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2014.)
Assertion
Ref Expression
rpexp ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) = 1 ↔ (𝐴 gcd 𝐵) = 1))

Proof of Theorem rpexp
Dummy variable 𝑝 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 0exp 12838 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (0↑𝑁) = 0)
21oveq1d 6622 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → ((0↑𝑁) gcd 0) = (0 gcd 0))
32eqeq1d 2623 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (((0↑𝑁) gcd 0) = 1 ↔ (0 gcd 0) = 1))
4 oveq1 6614 . . . . . . 7 (𝐴 = 0 → (𝐴𝑁) = (0↑𝑁))
5 oveq12 6616 . . . . . . 7 (((𝐴𝑁) = (0↑𝑁) ∧ 𝐵 = 0) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) = ((0↑𝑁) gcd 0))
64, 5sylan 488 . . . . . 6 ((𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) = ((0↑𝑁) gcd 0))
76eqeq1d 2623 . . . . 5 ((𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0) → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) = 1 ↔ ((0↑𝑁) gcd 0) = 1))
8 oveq12 6616 . . . . . 6 ((𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0) → (𝐴 gcd 𝐵) = (0 gcd 0))
98eqeq1d 2623 . . . . 5 ((𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0) → ((𝐴 gcd 𝐵) = 1 ↔ (0 gcd 0) = 1))
107, 9bibi12d 335 . . . 4 ((𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0) → ((((𝐴𝑁) gcd 𝐵) = 1 ↔ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ↔ (((0↑𝑁) gcd 0) = 1 ↔ (0 gcd 0) = 1)))
113, 10syl5ibrcom 237 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0) → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) = 1 ↔ (𝐴 gcd 𝐵) = 1)))
12113ad2ant3 1082 . 2 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0) → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) = 1 ↔ (𝐴 gcd 𝐵) = 1)))
13 exprmfct 15343 . . . . . . 7 (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2) → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵))
14 simpl1 1062 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → 𝐴 ∈ ℤ)
15 simpl3 1064 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → 𝑁 ∈ ℕ)
1615nnnn0d 11298 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
17 zexpcl 12818 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴𝑁) ∈ ℤ)
1814, 16, 17syl2anc 692 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (𝐴𝑁) ∈ ℤ)
1918adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝐴𝑁) ∈ ℤ)
20 simpl2 1063 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → 𝐵 ∈ ℤ)
2120adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐵 ∈ ℤ)
22 gcddvds 15152 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐴𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∥ (𝐴𝑁) ∧ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∥ 𝐵))
2319, 21, 22syl2anc 692 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∥ (𝐴𝑁) ∧ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∥ 𝐵))
2423simpld 475 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∥ (𝐴𝑁))
25 prmz 15316 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℤ)
2625adantl 482 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑝 ∈ ℤ)
27 simpr 477 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0))
2814zcnd 11430 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → 𝐴 ∈ ℂ)
29 expeq0 12833 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((𝐴𝑁) = 0 ↔ 𝐴 = 0))
3028, 15, 29syl2anc 692 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴𝑁) = 0 ↔ 𝐴 = 0))
3130anbi1d 740 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (((𝐴𝑁) = 0 ∧ 𝐵 = 0) ↔ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)))
3227, 31mtbird 315 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ¬ ((𝐴𝑁) = 0 ∧ 𝐵 = 0))
33 gcdn0cl 15151 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐴𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ ¬ ((𝐴𝑁) = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ ℕ)
3418, 20, 32, 33syl21anc 1322 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ ℕ)
3534nnzd 11428 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ ℤ)
3635adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ ℤ)
37 dvdstr 14945 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ ℤ ∧ (𝐴𝑁) ∈ ℤ) → ((𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∧ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∥ (𝐴𝑁)) → 𝑝 ∥ (𝐴𝑁)))
3826, 36, 19, 37syl3anc 1323 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∧ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∥ (𝐴𝑁)) → 𝑝 ∥ (𝐴𝑁)))
3924, 38mpan2d 709 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) → 𝑝 ∥ (𝐴𝑁)))
40 simpr 477 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑝 ∈ ℙ)
41 simpll1 1098 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐴 ∈ ℤ)
4215adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈ ℕ)
43 prmdvdsexp 15354 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑝 ∥ (𝐴𝑁) ↔ 𝑝𝐴))
4440, 41, 42, 43syl3anc 1323 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (𝐴𝑁) ↔ 𝑝𝐴))
4539, 44sylibd 229 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) → 𝑝𝐴))
4623simprd 479 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∥ 𝐵)
47 dvdstr 14945 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∧ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∥ 𝐵) → 𝑝𝐵))
4826, 36, 21, 47syl3anc 1323 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∧ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∥ 𝐵) → 𝑝𝐵))
4946, 48mpan2d 709 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) → 𝑝𝐵))
5045, 49jcad 555 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) → (𝑝𝐴𝑝𝐵)))
51 dvdsgcd 15188 . . . . . . . . . . 11 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑝𝐴𝑝𝐵) → 𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵)))
5226, 41, 21, 51syl3anc 1323 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝𝐴𝑝𝐵) → 𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵)))
53 nprmdvds1 15345 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑝 ∈ ℙ → ¬ 𝑝 ∥ 1)
54 breq2 4619 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 gcd 𝐵) = 1 → (𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) ↔ 𝑝 ∥ 1))
5554notbid 308 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 gcd 𝐵) = 1 → (¬ 𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) ↔ ¬ 𝑝 ∥ 1))
5653, 55syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . . 12 (𝑝 ∈ ℙ → ((𝐴 gcd 𝐵) = 1 → ¬ 𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵)))
5756necon2ad 2805 . . . . . . . . . . 11 (𝑝 ∈ ℙ → (𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ≠ 1))
5857adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ≠ 1))
5950, 52, 583syld 60 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ≠ 1))
6059rexlimdva 3024 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ≠ 1))
61 gcdn0cl 15151 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℕ)
62613adantl3 1217 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℕ)
63 eluz2b3 11709 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2) ↔ ((𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) ≠ 1))
6463baib 943 . . . . . . . . 9 ((𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℕ → ((𝐴 gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2) ↔ (𝐴 gcd 𝐵) ≠ 1))
6562, 64syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2) ↔ (𝐴 gcd 𝐵) ≠ 1))
6660, 65sylibrd 249 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2)))
6713, 66syl5 34 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2)))
68 exprmfct 15343 . . . . . . 7 ((𝐴 gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2) → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵))
69 gcddvds 15152 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐴 ∧ (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐵))
7041, 21, 69syl2anc 692 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐴 ∧ (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐵))
7170simpld 475 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐴)
72 iddvdsexp 14932 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝐴 ∥ (𝐴𝑁))
7341, 42, 72syl2anc 692 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐴 ∥ (𝐴𝑁))
7462nnzd 11428 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ)
7574adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ)
76 dvdstr 14945 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ (𝐴𝑁) ∈ ℤ) → (((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐴𝐴 ∥ (𝐴𝑁)) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ (𝐴𝑁)))
7775, 41, 19, 76syl3anc 1323 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐴𝐴 ∥ (𝐴𝑁)) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ (𝐴𝑁)))
7871, 73, 77mp2and 714 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ (𝐴𝑁))
79 dvdstr 14945 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ ∧ (𝐴𝑁) ∈ ℤ) → ((𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) ∧ (𝐴 gcd 𝐵) ∥ (𝐴𝑁)) → 𝑝 ∥ (𝐴𝑁)))
8026, 75, 19, 79syl3anc 1323 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) ∧ (𝐴 gcd 𝐵) ∥ (𝐴𝑁)) → 𝑝 ∥ (𝐴𝑁)))
8178, 80mpan2d 709 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) → 𝑝 ∥ (𝐴𝑁)))
8270simprd 479 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐵)
83 dvdstr 14945 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) ∧ (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐵) → 𝑝𝐵))
8426, 75, 21, 83syl3anc 1323 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) ∧ (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐵) → 𝑝𝐵))
8582, 84mpan2d 709 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) → 𝑝𝐵))
8681, 85jcad 555 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) → (𝑝 ∥ (𝐴𝑁) ∧ 𝑝𝐵)))
87 dvdsgcd 15188 . . . . . . . . . . 11 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ (𝐴𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑝 ∥ (𝐴𝑁) ∧ 𝑝𝐵) → 𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵)))
8826, 19, 21, 87syl3anc 1323 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 ∥ (𝐴𝑁) ∧ 𝑝𝐵) → 𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵)))
89 breq2 4619 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) = 1 → (𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ↔ 𝑝 ∥ 1))
9089notbid 308 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) = 1 → (¬ 𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ↔ ¬ 𝑝 ∥ 1))
9153, 90syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . . 12 (𝑝 ∈ ℙ → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) = 1 → ¬ 𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵)))
9291necon2ad 2805 . . . . . . . . . . 11 (𝑝 ∈ ℙ → (𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ≠ 1))
9392adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ≠ 1))
9486, 88, 933syld 60 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ≠ 1))
9594rexlimdva 3024 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ≠ 1))
96 eluz2b3 11709 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2) ↔ (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ ℕ ∧ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ≠ 1))
9796baib 943 . . . . . . . . 9 (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ ℕ → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2) ↔ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ≠ 1))
9834, 97syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2) ↔ ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ≠ 1))
9995, 98sylibrd 249 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2)))
10068, 99syl5 34 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2) → ((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2)))
10167, 100impbid 202 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2) ↔ (𝐴 gcd 𝐵) ∈ (ℤ‘2)))
102101, 98, 653bitr3d 298 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) ≠ 1 ↔ (𝐴 gcd 𝐵) ≠ 1))
103102necon4bid 2835 . . 3 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) = 1 ↔ (𝐴 gcd 𝐵) = 1))
104103ex 450 . 2 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0) → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) = 1 ↔ (𝐴 gcd 𝐵) = 1)))
10512, 104pm2.61d 170 1 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (((𝐴𝑁) gcd 𝐵) = 1 ↔ (𝐴 gcd 𝐵) = 1))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1987  wne 2790  wrex 2908   class class class wbr 4615  cfv 5849  (class class class)co 6607  cc 9881  0cc0 9883  1c1 9884  cn 10967  2c2 11017  0cn0 11239  cz 11324  cuz 11634  cexp 12803  cdvds 14910   gcd cgcd 15143  cprime 15312
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 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-sep 4743  ax-nul 4751  ax-pow 4805  ax-pr 4869  ax-un 6905  ax-cnex 9939  ax-resscn 9940  ax-1cn 9941  ax-icn 9942  ax-addcl 9943  ax-addrcl 9944  ax-mulcl 9945  ax-mulrcl 9946  ax-mulcom 9947  ax-addass 9948  ax-mulass 9949  ax-distr 9950  ax-i2m1 9951  ax-1ne0 9952  ax-1rid 9953  ax-rnegex 9954  ax-rrecex 9955  ax-cnre 9956  ax-pre-lttri 9957  ax-pre-lttrn 9958  ax-pre-ltadd 9959  ax-pre-mulgt0 9960  ax-pre-sup 9961
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 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3419  df-csb 3516  df-dif 3559  df-un 3561  df-in 3563  df-ss 3570  df-pss 3572  df-nul 3894  df-if 4061  df-pw 4134  df-sn 4151  df-pr 4153  df-tp 4155  df-op 4157  df-uni 4405  df-int 4443  df-iun 4489  df-br 4616  df-opab 4676  df-mpt 4677  df-tr 4715  df-eprel 4987  df-id 4991  df-po 4997  df-so 4998  df-fr 5035  df-we 5037  df-xp 5082  df-rel 5083  df-cnv 5084  df-co 5085  df-dm 5086  df-rn 5087  df-res 5088  df-ima 5089  df-pred 5641  df-ord 5687  df-on 5688  df-lim 5689  df-suc 5690  df-iota 5812  df-fun 5851  df-fn 5852  df-f 5853  df-f1 5854  df-fo 5855  df-f1o 5856  df-fv 5857  df-riota 6568  df-ov 6610  df-oprab 6611  df-mpt2 6612  df-om 7016  df-1st 7116  df-2nd 7117  df-wrecs 7355  df-recs 7416  df-rdg 7454  df-1o 7508  df-2o 7509  df-oadd 7512  df-er 7690  df-en 7903  df-dom 7904  df-sdom 7905  df-fin 7906  df-sup 8295  df-inf 8296  df-pnf 10023  df-mnf 10024  df-xr 10025  df-ltxr 10026  df-le 10027  df-sub 10215  df-neg 10216  df-div 10632  df-nn 10968  df-2 11026  df-3 11027  df-n0 11240  df-z 11325  df-uz 11635  df-rp 11780  df-fz 12272  df-fl 12536  df-mod 12612  df-seq 12745  df-exp 12804  df-cj 13776  df-re 13777  df-im 13778  df-sqrt 13912  df-abs 13913  df-dvds 14911  df-gcd 15144  df-prm 15313
This theorem is referenced by:  rpexp1i  15360  phiprmpw  15408  pockthlem  15536
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