Theorem bezoutlemaz 12143

Description: Lemma for Bézout's identity. Like bezoutlemzz 12142 but where ' A ' can be any integer, not just a nonnegative one. (Contributed by Mario Carneiro and Jim Kingdon, 8-Jan-2022.)

Assertion

Ref	Expression
bezoutlemaz	|- ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) -> E. d e. NN0 ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || A /\ z || B ) ) /\ E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) ) )

Distinct variable groups:   A, d, x, y   B, d, x, y   z, A, d   z, B

Proof of Theorem bezoutlemaz

Dummy variable t is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		bezoutlemzz 12142	. . . 4 |- ( ( A e. NN0 /\ B e. NN0 ) -> E. d e. NN0 ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || A /\ z || B ) ) /\ E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) ) )
2	1	ancoms 268	. . 3 |- ( ( B e. NN0 /\ A e. NN0 ) -> E. d e. NN0 ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || A /\ z || B ) ) /\ E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) ) )
3	2	adantll 476	. 2 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ A e. NN0 ) -> E. d e. NN0 ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || A /\ z || B ) ) /\ E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) ) )
4		bezoutlemzz 12142	. . . . 5 |- ( ( -u A e. NN0 /\ B e. NN0 ) -> E. d e. NN0 ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || -u A /\ z || B ) ) /\ E. t e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( -u A x. t ) + ( B x. y ) ) ) )
5	4	ancoms 268	. . . 4 |- ( ( B e. NN0 /\ -u A e. NN0 ) -> E. d e. NN0 ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || -u A /\ z || B ) ) /\ E. t e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( -u A x. t ) + ( B x. y ) ) ) )
6	5	adantll 476	. . 3 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) -> E. d e. NN0 ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || -u A /\ z || B ) ) /\ E. t e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( -u A x. t ) + ( B x. y ) ) ) )
7		simpr 110	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ z e. ZZ ) -> z e. ZZ )
8		simpll 527	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) -> A e. ZZ )
9	8	ad2antrr 488	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ z e. ZZ ) -> A e. ZZ )
10		dvdsnegb 11954	. . . . . . . . . 10 |- ( ( z e. ZZ /\ A e. ZZ ) -> ( z || A <-> z || -u A ) )
11	7, 9, 10	syl2anc 411	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ z e. ZZ ) -> ( z || A <-> z || -u A ) )
12	11	biimprd 158	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ z e. ZZ ) -> ( z || -u A -> z || A ) )
13	12	anim1d 336	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ z e. ZZ ) -> ( ( z || -u A /\ z || B ) -> ( z || A /\ z || B ) ) )
14	13	imim2d 54	. . . . . 6 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ z e. ZZ ) -> ( ( z || d -> ( z || -u A /\ z || B ) ) -> ( z || d -> ( z || A /\ z || B ) ) ) )
15	14	ralimdva 2561	. . . . 5 |- ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) -> ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || -u A /\ z || B ) ) -> A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || A /\ z || B ) ) ) )
16	8	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ t e. ZZ ) -> A e. ZZ )
17	16	zcnd 9443	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ t e. ZZ ) -> A e. CC )
18		simpr 110	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ t e. ZZ ) -> t e. ZZ )
19	18	zcnd 9443	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ t e. ZZ ) -> t e. CC )
20		mulneg12 8418	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. CC /\ t e. CC ) -> ( -u A x. t ) = ( A x. -u t ) )
21	17, 19, 20	syl2anc 411	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ t e. ZZ ) -> ( -u A x. t ) = ( A x. -u t ) )
22	21	oveq1d 5934	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ t e. ZZ ) -> ( ( -u A x. t ) + ( B x. y ) ) = ( ( A x. -u t ) + ( B x. y ) ) )
23	22	eqeq2d 2205	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ t e. ZZ ) -> ( d = ( ( -u A x. t ) + ( B x. y ) ) <-> d = ( ( A x. -u t ) + ( B x. y ) ) ) )
24	23	rexbidv 2495	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ t e. ZZ ) -> ( E. y e. ZZ d = ( ( -u A x. t ) + ( B x. y ) ) <-> E. y e. ZZ d = ( ( A x. -u t ) + ( B x. y ) ) ) )
25		znegcl 9351	. . . . . . . . . 10 |- ( t e. ZZ -> -u t e. ZZ )
26		oveq2 5927	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( x = -u t -> ( A x. x ) = ( A x. -u t ) )
27	26	oveq1d 5934	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( x = -u t -> ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) = ( ( A x. -u t ) + ( B x. y ) ) )
28	27	eqeq2d 2205	. . . . . . . . . . . 12 |- ( x = -u t -> ( d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) <-> d = ( ( A x. -u t ) + ( B x. y ) ) ) )
29	28	rexbidv 2495	. . . . . . . . . . 11 |- ( x = -u t -> ( E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) <-> E. y e. ZZ d = ( ( A x. -u t ) + ( B x. y ) ) ) )
30	29	rspcev 2865	. . . . . . . . . 10 |- ( ( -u t e. ZZ /\ E. y e. ZZ d = ( ( A x. -u t ) + ( B x. y ) ) ) -> E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) )
31	25, 30	sylan 283	. . . . . . . . 9 |- ( ( t e. ZZ /\ E. y e. ZZ d = ( ( A x. -u t ) + ( B x. y ) ) ) -> E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) )
32	31	ex 115	. . . . . . . 8 |- ( t e. ZZ -> ( E. y e. ZZ d = ( ( A x. -u t ) + ( B x. y ) ) -> E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) ) )
33	32	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ t e. ZZ ) -> ( E. y e. ZZ d = ( ( A x. -u t ) + ( B x. y ) ) -> E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) ) )
34	24, 33	sylbid 150	. . . . . 6 |- ( ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) /\ t e. ZZ ) -> ( E. y e. ZZ d = ( ( -u A x. t ) + ( B x. y ) ) -> E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) ) )
35	34	rexlimdva 2611	. . . . 5 |- ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) -> ( E. t e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( -u A x. t ) + ( B x. y ) ) -> E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) ) )
36	15, 35	anim12d 335	. . . 4 |- ( ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) /\ d e. NN0 ) -> ( ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || -u A /\ z || B ) ) /\ E. t e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( -u A x. t ) + ( B x. y ) ) ) -> ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || A /\ z || B ) ) /\ E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) ) ) )
37	36	reximdva 2596	. . 3 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) -> ( E. d e. NN0 ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || -u A /\ z || B ) ) /\ E. t e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( -u A x. t ) + ( B x. y ) ) ) -> E. d e. NN0 ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || A /\ z || B ) ) /\ E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) ) ) )
38	6, 37	mpd 13	. 2 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) /\ -u A e. NN0 ) -> E. d e. NN0 ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || A /\ z || B ) ) /\ E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) ) )
39		elznn0 9335	. . . 4 |- ( A e. ZZ <-> ( A e. RR /\ ( A e. NN0 \/ -u A e. NN0 ) ) )
40	39	simprbi 275	. . 3 |- ( A e. ZZ -> ( A e. NN0 \/ -u A e. NN0 ) )
41	40	adantr 276	. 2 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) -> ( A e. NN0 \/ -u A e. NN0 ) )
42	3, 38, 41	mpjaodan 799	1 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. NN0 ) -> E. d e. NN0 ( A. z e. ZZ ( z || d -> ( z || A /\ z || B ) ) /\ E. x e. ZZ E. y e. ZZ d = ( ( A x. x ) + ( B x. y ) ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   \/ wo 709   = wceq 1364   e. wcel 2164   A.wral 2472   E.wrex 2473   class class class wbr 4030  (class class class)co 5919   CCcc 7872   RRcr 7873   + caddc 7877   x. cmul 7879   -ucneg 8193   NN0cn0 9243   ZZcz 9320   || cdvds 11933

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4145  ax-sep 4148  ax-nul 4156  ax-pow 4204  ax-pr 4239  ax-un 4465  ax-setind 4570  ax-iinf 4621  ax-cnex 7965  ax-resscn 7966  ax-1cn 7967  ax-1re 7968  ax-icn 7969  ax-addcl 7970  ax-addrcl 7971  ax-mulcl 7972  ax-mulrcl 7973  ax-addcom 7974  ax-mulcom 7975  ax-addass 7976  ax-mulass 7977  ax-distr 7978  ax-i2m1 7979  ax-0lt1 7980  ax-1rid 7981  ax-0id 7982  ax-rnegex 7983  ax-precex 7984  ax-cnre 7985  ax-pre-ltirr 7986  ax-pre-ltwlin 7987  ax-pre-lttrn 7988  ax-pre-apti 7989  ax-pre-ltadd 7990  ax-pre-mulgt0 7991  ax-pre-mulext 7992  ax-arch 7993

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2987  df-csb 3082  df-dif 3156  df-un 3158  df-in 3160  df-ss 3167  df-nul 3448  df-if 3559  df-pw 3604  df-sn 3625  df-pr 3626  df-op 3628  df-uni 3837  df-int 3872  df-iun 3915  df-br 4031  df-opab 4092  df-mpt 4093  df-tr 4129  df-id 4325  df-po 4328  df-iso 4329  df-iord 4398  df-on 4400  df-ilim 4401  df-suc 4403  df-iom 4624  df-xp 4666  df-rel 4667  df-cnv 4668  df-co 4669  df-dm 4670  df-rn 4671  df-res 4672  df-ima 4673  df-iota 5216  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-riota 5874  df-ov 5922  df-oprab 5923  df-mpo 5924  df-1st 6195  df-2nd 6196  df-recs 6360  df-frec 6446  df-pnf 8058  df-mnf 8059  df-xr 8060  df-ltxr 8061  df-le 8062  df-sub 8194  df-neg 8195  df-reap 8596  df-ap 8603  df-div 8694  df-inn 8985  df-2 9043  df-n0 9244  df-z 9321  df-uz 9596  df-q 9688  df-rp 9723  df-fz 10078  df-fl 10342  df-mod 10397  df-seqfrec 10522  df-exp 10613  df-cj 10989  df-re 10990  df-im 10991  df-rsqrt 11145  df-abs 11146  df-dvds 11934

This theorem is referenced by:  bezoutlembz  12144