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Theorem bezoutlembz 11588
Description: Lemma for Bézout's identity. Like bezoutlemaz 11587 but where ' B ' can be any integer, not just a nonnegative one. (Contributed by Mario Carneiro and Jim Kingdon, 8-Jan-2022.)
Assertion
Ref Expression
bezoutlembz  |-  ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  ->  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 bezoutlembz
Dummy variable  t is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 bezoutlemaz 11587 . . 3  |-  ( ( 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 ) ) ) )
21adantlr 466 . 2  |-  ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  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 ) ) ) )
3 bezoutlemaz 11587 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ZZ  /\  -u B  e.  NN0 )  ->  E. d  e.  NN0  ( A. z  e.  ZZ  ( z  ||  d  ->  ( z  ||  A  /\  z  ||  -u B
) )  /\  E. x  e.  ZZ  E. t  e.  ZZ  d  =  ( ( A  x.  x
)  +  ( -u B  x.  t )
) ) )
43adantlr 466 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  ->  E. d  e.  NN0  ( A. z  e.  ZZ  ( z  ||  d  ->  ( z  ||  A  /\  z  ||  -u B
) )  /\  E. x  e.  ZZ  E. t  e.  ZZ  d  =  ( ( A  x.  x
)  +  ( -u B  x.  t )
) ) )
5 simpr 109 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  z  e.  ZZ )  ->  z  e.  ZZ )
6 simplr 502 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  ->  B  e.  ZZ )
76ad2antrr 477 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  z  e.  ZZ )  ->  B  e.  ZZ )
8 dvdsnegb 11406 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( z  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  ->  ( z  ||  B  <->  z 
||  -u B ) )
95, 7, 8syl2anc 406 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
z  ||  B  <->  z  ||  -u B ) )
109biimprd 157 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
z  ||  -u B  -> 
z  ||  B )
)
1110anim2d 333 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
( z  ||  A  /\  z  ||  -u B
)  ->  ( z  ||  A  /\  z  ||  B ) ) )
1211imim2d 54 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
( z  ||  d  ->  ( z  ||  A  /\  z  ||  -u B
) )  ->  (
z  ||  d  ->  ( z  ||  A  /\  z  ||  B ) ) ) )
1312ralimdva 2474 . . . . 5  |-  ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  ->  ( A. z  e.  ZZ  ( z  ||  d  ->  ( z  ||  A  /\  z  ||  -u B
) )  ->  A. z  e.  ZZ  ( z  ||  d  ->  ( z  ||  A  /\  z  ||  B
) ) ) )
146ad2antrr 477 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  t  e.  ZZ )  ->  B  e.  ZZ )
1514zcnd 9125 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  t  e.  ZZ )  ->  B  e.  CC )
16 simpr 109 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  t  e.  ZZ )  ->  t  e.  ZZ )
1716zcnd 9125 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  t  e.  ZZ )  ->  t  e.  CC )
18 mulneg12 8123 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( B  e.  CC  /\  t  e.  CC )  ->  ( -u B  x.  t )  =  ( B  x.  -u t
) )
1915, 17, 18syl2anc 406 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  t  e.  ZZ )  ->  ( -u B  x.  t )  =  ( B  x.  -u t ) )
2019oveq2d 5756 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  t  e.  ZZ )  ->  (
( A  x.  x
)  +  ( -u B  x.  t )
)  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  -u t ) ) )
2120eqeq2d 2127 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  t  e.  ZZ )  ->  (
d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( -u B  x.  t ) )  <->  d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  -u t
) ) ) )
22 znegcl 9036 . . . . . . . . . . 11  |-  ( t  e.  ZZ  ->  -u t  e.  ZZ )
23 oveq2 5748 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  =  -u t  ->  ( B  x.  y )  =  ( B  x.  -u t ) )
2423oveq2d 5756 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  -u t  ->  (
( A  x.  x
)  +  ( B  x.  y ) )  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  -u t
) ) )
2524eqeq2d 2127 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  -u t  ->  (
d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  y ) )  <->  d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  -u t
) ) ) )
2625rspcev 2761 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
-u t  e.  ZZ  /\  d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  -u t ) ) )  ->  E. y  e.  ZZ  d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  y ) ) )
2722, 26sylan 279 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( t  e.  ZZ  /\  d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  -u t ) ) )  ->  E. y  e.  ZZ  d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  y ) ) )
2827ex 114 . . . . . . . . 9  |-  ( t  e.  ZZ  ->  (
d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  -u t ) )  ->  E. y  e.  ZZ  d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  y ) ) ) )
2928adantl 273 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  t  e.  ZZ )  ->  (
d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  -u t ) )  ->  E. y  e.  ZZ  d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  y ) ) ) )
3021, 29sylbid 149 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  /\  t  e.  ZZ )  ->  (
d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( -u B  x.  t ) )  ->  E. y  e.  ZZ  d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  y ) ) ) )
3130rexlimdva 2524 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  ->  ( E. t  e.  ZZ  d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( -u B  x.  t ) )  ->  E. y  e.  ZZ  d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  y ) ) ) )
3231reximdv 2508 . . . . 5  |-  ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  ->  ( E. x  e.  ZZ  E. t  e.  ZZ  d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( -u B  x.  t ) )  ->  E. x  e.  ZZ  E. y  e.  ZZ  d  =  ( ( A  x.  x )  +  ( B  x.  y
) ) ) )
3313, 32anim12d 331 . . . 4  |-  ( ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  /\  d  e.  NN0 )  ->  (
( A. z  e.  ZZ  ( z  ||  d  ->  ( z  ||  A  /\  z  ||  -u B
) )  /\  E. x  e.  ZZ  E. t  e.  ZZ  d  =  ( ( A  x.  x
)  +  ( -u B  x.  t )
) )  ->  ( 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 ) ) ) ) )
3433reximdva 2509 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u B  e.  NN0 )  ->  ( E. d  e.  NN0  ( A. z  e.  ZZ  ( z  ||  d  ->  ( z  ||  A  /\  z  ||  -u B
) )  /\  E. x  e.  ZZ  E. t  e.  ZZ  d  =  ( ( A  x.  x
)  +  ( -u B  x.  t )
) )  ->  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 ) ) ) ) )
354, 34mpd 13 . 2  |-  ( ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  /\  -u 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 ) ) ) )
36 elznn0 9020 . . . 4  |-  ( B  e.  ZZ  <->  ( B  e.  RR  /\  ( B  e.  NN0  \/  -u B  e.  NN0 ) ) )
3736simprbi 271 . . 3  |-  ( B  e.  ZZ  ->  ( B  e.  NN0  \/  -u B  e.  NN0 ) )
3837adantl 273 . 2  |-  ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  ->  ( B  e.  NN0  \/  -u B  e.  NN0 ) )
392, 35, 38mpjaodan 770 1  |-  ( ( A  e.  ZZ  /\  B  e.  ZZ )  ->  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 ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 103    <-> wb 104    \/ wo 680    = wceq 1314    e. wcel 1463   A.wral 2391   E.wrex 2392   class class class wbr 3897  (class class class)co 5740   CCcc 7582   RRcr 7583    + caddc 7587    x. cmul 7589   -ucneg 7898   NN0cn0 8928   ZZcz 9005    || cdvds 11389
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 586  ax-in2 587  ax-io 681  ax-5 1406  ax-7 1407  ax-gen 1408  ax-ie1 1452  ax-ie2 1453  ax-8 1465  ax-10 1466  ax-11 1467  ax-i12 1468  ax-bndl 1469  ax-4 1470  ax-13 1474  ax-14 1475  ax-17 1489  ax-i9 1493  ax-ial 1497  ax-i5r 1498  ax-ext 2097  ax-coll 4011  ax-sep 4014  ax-nul 4022  ax-pow 4066  ax-pr 4099  ax-un 4323  ax-setind 4420  ax-iinf 4470  ax-cnex 7675  ax-resscn 7676  ax-1cn 7677  ax-1re 7678  ax-icn 7679  ax-addcl 7680  ax-addrcl 7681  ax-mulcl 7682  ax-mulrcl 7683  ax-addcom 7684  ax-mulcom 7685  ax-addass 7686  ax-mulass 7687  ax-distr 7688  ax-i2m1 7689  ax-0lt1 7690  ax-1rid 7691  ax-0id 7692  ax-rnegex 7693  ax-precex 7694  ax-cnre 7695  ax-pre-ltirr 7696  ax-pre-ltwlin 7697  ax-pre-lttrn 7698  ax-pre-apti 7699  ax-pre-ltadd 7700  ax-pre-mulgt0 7701  ax-pre-mulext 7702  ax-arch 7703
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 803  df-3or 946  df-3an 947  df-tru 1317  df-fal 1320  df-nf 1420  df-sb 1719  df-eu 1978  df-mo 1979  df-clab 2102  df-cleq 2108  df-clel 2111  df-nfc 2245  df-ne 2284  df-nel 2379  df-ral 2396  df-rex 2397  df-reu 2398  df-rmo 2399  df-rab 2400  df-v 2660  df-sbc 2881  df-csb 2974  df-dif 3041  df-un 3043  df-in 3045  df-ss 3052  df-nul 3332  df-if 3443  df-pw 3480  df-sn 3501  df-pr 3502  df-op 3504  df-uni 3705  df-int 3740  df-iun 3783  df-br 3898  df-opab 3958  df-mpt 3959  df-tr 3995  df-id 4183  df-po 4186  df-iso 4187  df-iord 4256  df-on 4258  df-ilim 4259  df-suc 4261  df-iom 4473  df-xp 4513  df-rel 4514  df-cnv 4515  df-co 4516  df-dm 4517  df-rn 4518  df-res 4519  df-ima 4520  df-iota 5056  df-fun 5093  df-fn 5094  df-f 5095  df-f1 5096  df-fo 5097  df-f1o 5098  df-fv 5099  df-riota 5696  df-ov 5743  df-oprab 5744  df-mpo 5745  df-1st 6004  df-2nd 6005  df-recs 6168  df-frec 6254  df-pnf 7766  df-mnf 7767  df-xr 7768  df-ltxr 7769  df-le 7770  df-sub 7899  df-neg 7900  df-reap 8300  df-ap 8307  df-div 8393  df-inn 8678  df-2 8736  df-n0 8929  df-z 9006  df-uz 9276  df-q 9361  df-rp 9391  df-fz 9731  df-fl 9983  df-mod 10036  df-seqfrec 10159  df-exp 10233  df-cj 10554  df-re 10555  df-im 10556  df-rsqrt 10710  df-abs 10711  df-dvds 11390
This theorem is referenced by:  bezoutlembi  11589
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