Theorem bezoutlemb 12137

Description: Lemma for Bézout's identity. The is-bezout condition is satisfied by 𝐵. (Contributed by Jim Kingdon, 30-Dec-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
bezoutlema.is-bezout	⊢ (𝜑 ↔ ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℤ 𝑟 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡)))
bezoutlema.a	⊢ (𝜃 → 𝐴 ∈ ℕ0)
bezoutlema.b	⊢ (𝜃 → 𝐵 ∈ ℕ0)

Assertion

Ref	Expression
bezoutlemb	⊢ (𝜃 → [𝐵 / 𝑟]𝜑)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑟,𝑠,𝑡   𝐵,𝑟,𝑠,𝑡

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑡,𝑠,𝑟)   𝜃(𝑡,𝑠,𝑟)

Proof of Theorem bezoutlemb

Step	Hyp	Ref	Expression
1		0z 9328	. . 3 ⊢ 0 ∈ ℤ
2		1z 9343	. . 3 ⊢ 1 ∈ ℤ
3		bezoutlema.a	. . . . . . 7 ⊢ (𝜃 → 𝐴 ∈ ℕ0)
4	3	nn0cnd 9295	. . . . . 6 ⊢ (𝜃 → 𝐴 ∈ ℂ)
5	4	mul01d 8412	. . . . 5 ⊢ (𝜃 → (𝐴 · 0) = 0)
6	5	oveq1d 5933	. . . 4 ⊢ (𝜃 → ((𝐴 · 0) + (𝐵 · 1)) = (0 + (𝐵 · 1)))
7		bezoutlema.b	. . . . . . 7 ⊢ (𝜃 → 𝐵 ∈ ℕ0)
8	7	nn0cnd 9295	. . . . . 6 ⊢ (𝜃 → 𝐵 ∈ ℂ)
9		1cnd 8035	. . . . . 6 ⊢ (𝜃 → 1 ∈ ℂ)
10	8, 9	mulcld 8040	. . . . 5 ⊢ (𝜃 → (𝐵 · 1) ∈ ℂ)
11	10	addlidd 8169	. . . 4 ⊢ (𝜃 → (0 + (𝐵 · 1)) = (𝐵 · 1))
12	8	mulridd 8036	. . . 4 ⊢ (𝜃 → (𝐵 · 1) = 𝐵)
13	6, 11, 12	3eqtrrd 2231	. . 3 ⊢ (𝜃 → 𝐵 = ((𝐴 · 0) + (𝐵 · 1)))
14		oveq2 5926	. . . . . 6 ⊢ (𝑠 = 0 → (𝐴 · 𝑠) = (𝐴 · 0))
15	14	oveq1d 5933	. . . . 5 ⊢ (𝑠 = 0 → ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡)) = ((𝐴 · 0) + (𝐵 · 𝑡)))
16	15	eqeq2d 2205	. . . 4 ⊢ (𝑠 = 0 → (𝐵 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡)) ↔ 𝐵 = ((𝐴 · 0) + (𝐵 · 𝑡))))
17		oveq2 5926	. . . . . 6 ⊢ (𝑡 = 1 → (𝐵 · 𝑡) = (𝐵 · 1))
18	17	oveq2d 5934	. . . . 5 ⊢ (𝑡 = 1 → ((𝐴 · 0) + (𝐵 · 𝑡)) = ((𝐴 · 0) + (𝐵 · 1)))
19	18	eqeq2d 2205	. . . 4 ⊢ (𝑡 = 1 → (𝐵 = ((𝐴 · 0) + (𝐵 · 𝑡)) ↔ 𝐵 = ((𝐴 · 0) + (𝐵 · 1))))
20	16, 19	rspc2ev 2879	. . 3 ⊢ ((0 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ ∧ 𝐵 = ((𝐴 · 0) + (𝐵 · 1))) → ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℤ 𝐵 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡)))
21	1, 2, 13, 20	mp3an12i 1352	. 2 ⊢ (𝜃 → ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℤ 𝐵 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡)))
22		bezoutlema.is-bezout	. . . . 5 ⊢ (𝜑 ↔ ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℤ 𝑟 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡)))
23		eqeq1 2200	. . . . . 6 ⊢ (𝑟 = 𝐵 → (𝑟 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡)) ↔ 𝐵 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡))))
24	23	2rexbidv 2519	. . . . 5 ⊢ (𝑟 = 𝐵 → (∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℤ 𝑟 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡)) ↔ ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℤ 𝐵 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡))))
25	22, 24	bitrid 192	. . . 4 ⊢ (𝑟 = 𝐵 → (𝜑 ↔ ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℤ 𝐵 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡))))
26	25	sbcieg 3018	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ0 → ([𝐵 / 𝑟]𝜑 ↔ ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℤ 𝐵 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡))))
27	7, 26	syl 14	. 2 ⊢ (𝜃 → ([𝐵 / 𝑟]𝜑 ↔ ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℤ 𝐵 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡))))
28	21, 27	mpbird 167	1 ⊢ (𝜃 → [𝐵 / 𝑟]𝜑)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 105   = wceq 1364   ∈ wcel 2164  ∃wrex 2473  [wsbc 2985  (class class class)co 5918  0cc0 7872  1c1 7873   + caddc 7875   · cmul 7877  ℕ₀cn0 9240  ℤcz 9317

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-sep 4147  ax-pow 4203  ax-pr 4238  ax-un 4464  ax-setind 4569  ax-cnex 7963  ax-resscn 7964  ax-1cn 7965  ax-1re 7966  ax-icn 7967  ax-addcl 7968  ax-addrcl 7969  ax-mulcl 7970  ax-addcom 7972  ax-mulcom 7973  ax-addass 7974  ax-mulass 7975  ax-distr 7976  ax-i2m1 7977  ax-0lt1 7978  ax-1rid 7979  ax-0id 7980  ax-rnegex 7981  ax-cnre 7983  ax-pre-ltirr 7984  ax-pre-ltwlin 7985  ax-pre-lttrn 7986  ax-pre-ltadd 7988

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  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-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2986  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pw 3603  df-sn 3624  df-pr 3625  df-op 3627  df-uni 3836  df-int 3871  df-br 4030  df-opab 4091  df-id 4324  df-xp 4665  df-rel 4666  df-cnv 4667  df-co 4668  df-dm 4669  df-iota 5215  df-fun 5256  df-fv 5262  df-riota 5873  df-ov 5921  df-oprab 5922  df-mpo 5923  df-pnf 8056  df-mnf 8057  df-xr 8058  df-ltxr 8059  df-le 8060  df-sub 8192  df-neg 8193  df-inn 8983  df-n0 9241  df-z 9318

This theorem is referenced by:  bezoutlemex  12138