Theorem bezoutlemmo 12702

Description: Lemma for Bézout's identity. There is at most one nonnegative integer meeting the greatest common divisor condition. (Contributed by Mario Carneiro and Jim Kingdon, 9-Jan-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
bezoutlemgcd.1	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
bezoutlemgcd.2	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℤ)
bezoutlemgcd.3	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℕ0)
bezoutlemgcd.4	⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℤ (𝑧 ∥ 𝐷 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵)))
bezoutlemmo.5	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℕ0)
bezoutlemmo.6	⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℤ (𝑧 ∥ 𝐸 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵)))

Assertion

Ref	Expression
bezoutlemmo	⊢ (𝜑 → 𝐷 = 𝐸)

Distinct variable groups:   𝑧,𝐷   𝑧,𝐸   𝜑,𝑧

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑧)   𝐵(𝑧)

Proof of Theorem bezoutlemmo

Step	Hyp	Ref	Expression
1		bezoutlemgcd.3	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℕ0)
2		bezoutlemmo.5	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℕ0)
3	1	nn0zd 9698	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℤ)
4		iddvds 12490	. . . 4 ⊢ (𝐷 ∈ ℤ → 𝐷 ∥ 𝐷)
5	3, 4	syl 14	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∥ 𝐷)
6		breq1 4112	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = 𝐷 → (𝑧 ∥ 𝐷 ↔ 𝐷 ∥ 𝐷))
7		breq1 4112	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = 𝐷 → (𝑧 ∥ 𝐸 ↔ 𝐷 ∥ 𝐸))
8	6, 7	bibi12d 235	. . . 4 ⊢ (𝑧 = 𝐷 → ((𝑧 ∥ 𝐷 ↔ 𝑧 ∥ 𝐸) ↔ (𝐷 ∥ 𝐷 ↔ 𝐷 ∥ 𝐸)))
9		bezoutlemgcd.4	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℤ (𝑧 ∥ 𝐷 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵)))
10		bezoutlemmo.6	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℤ (𝑧 ∥ 𝐸 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵)))
11		r19.26 2669	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑧 ∈ ℤ ((𝑧 ∥ 𝐷 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵)) ∧ (𝑧 ∥ 𝐸 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵))) ↔ (∀𝑧 ∈ ℤ (𝑧 ∥ 𝐷 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵)) ∧ ∀𝑧 ∈ ℤ (𝑧 ∥ 𝐸 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵))))
12	9, 10, 11	sylanbrc 417	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℤ ((𝑧 ∥ 𝐷 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵)) ∧ (𝑧 ∥ 𝐸 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵))))
13		biantr 961	. . . . . 6 ⊢ (((𝑧 ∥ 𝐷 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵)) ∧ (𝑧 ∥ 𝐸 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵))) → (𝑧 ∥ 𝐷 ↔ 𝑧 ∥ 𝐸))
14	13	ralimi 2605	. . . . 5 ⊢ (∀𝑧 ∈ ℤ ((𝑧 ∥ 𝐷 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵)) ∧ (𝑧 ∥ 𝐸 ↔ (𝑧 ∥ 𝐴 ∧ 𝑧 ∥ 𝐵))) → ∀𝑧 ∈ ℤ (𝑧 ∥ 𝐷 ↔ 𝑧 ∥ 𝐸))
15	12, 14	syl 14	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℤ (𝑧 ∥ 𝐷 ↔ 𝑧 ∥ 𝐸))
16	8, 15, 3	rspcdva 2926	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐷 ∥ 𝐷 ↔ 𝐷 ∥ 𝐸))
17	5, 16	mpbid 147	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∥ 𝐸)
18	2	nn0zd 9698	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℤ)
19		iddvds 12490	. . . 4 ⊢ (𝐸 ∈ ℤ → 𝐸 ∥ 𝐸)
20	18, 19	syl 14	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∥ 𝐸)
21		breq1 4112	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = 𝐸 → (𝑧 ∥ 𝐷 ↔ 𝐸 ∥ 𝐷))
22		breq1 4112	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = 𝐸 → (𝑧 ∥ 𝐸 ↔ 𝐸 ∥ 𝐸))
23	21, 22	bibi12d 235	. . . 4 ⊢ (𝑧 = 𝐸 → ((𝑧 ∥ 𝐷 ↔ 𝑧 ∥ 𝐸) ↔ (𝐸 ∥ 𝐷 ↔ 𝐸 ∥ 𝐸)))
24	23, 15, 18	rspcdva 2926	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐸 ∥ 𝐷 ↔ 𝐸 ∥ 𝐸))
25	20, 24	mpbird 167	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∥ 𝐷)
26		dvdseq 12534	. 2 ⊢ (((𝐷 ∈ ℕ0 ∧ 𝐸 ∈ ℕ0) ∧ (𝐷 ∥ 𝐸 ∧ 𝐸 ∥ 𝐷)) → 𝐷 = 𝐸)
27	1, 2, 17, 25, 26	syl22anc 1275	1 ⊢ (𝜑 → 𝐷 = 𝐸)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1398   ∈ wcel 2203  ∀wral 2520   class class class wbr 4109  ℕ₀cn0 9496  ℤcz 9577   ∥ cdvds 12473

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 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2205  ax-14 2206  ax-ext 2214  ax-coll 4225  ax-sep 4228  ax-nul 4236  ax-pow 4287  ax-pr 4322  ax-un 4554  ax-setind 4659  ax-iinf 4710  ax-cnex 8218  ax-resscn 8219  ax-1cn 8220  ax-1re 8221  ax-icn 8222  ax-addcl 8223  ax-addrcl 8224  ax-mulcl 8225  ax-mulrcl 8226  ax-addcom 8227  ax-mulcom 8228  ax-addass 8229  ax-mulass 8230  ax-distr 8231  ax-i2m1 8232  ax-0lt1 8233  ax-1rid 8234  ax-0id 8235  ax-rnegex 8236  ax-precex 8237  ax-cnre 8238  ax-pre-ltirr 8239  ax-pre-ltwlin 8240  ax-pre-lttrn 8241  ax-pre-apti 8242  ax-pre-ltadd 8243  ax-pre-mulgt0 8244  ax-pre-mulext 8245  ax-arch 8246  ax-caucvg 8247

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2083  df-mo 2084  df-clab 2219  df-cleq 2225  df-clel 2228  df-nfc 2373  df-ne 2413  df-nel 2508  df-ral 2525  df-rex 2526  df-reu 2527  df-rmo 2528  df-rab 2529  df-v 2815  df-sbc 3043  df-csb 3139  df-dif 3213  df-un 3215  df-in 3217  df-ss 3224  df-nul 3509  df-if 3621  df-pw 3671  df-sn 3695  df-pr 3696  df-op 3698  df-uni 3915  df-int 3950  df-iun 3993  df-br 4110  df-opab 4172  df-mpt 4173  df-tr 4209  df-id 4414  df-po 4417  df-iso 4418  df-iord 4487  df-on 4489  df-ilim 4490  df-suc 4492  df-iom 4713  df-xp 4755  df-rel 4756  df-cnv 4757  df-co 4758  df-dm 4759  df-rn 4760  df-res 4761  df-ima 4762  df-iota 5312  df-fun 5354  df-fn 5355  df-f 5356  df-f1 5357  df-fo 5358  df-f1o 5359  df-fv 5360  df-riota 6003  df-ov 6053  df-oprab 6054  df-mpo 6055  df-1st 6334  df-2nd 6335  df-recs 6536  df-frec 6622  df-pnf 8310  df-mnf 8311  df-xr 8312  df-ltxr 8313  df-le 8314  df-sub 8446  df-neg 8447  df-reap 8849  df-ap 8856  df-div 8947  df-inn 9238  df-2 9296  df-3 9297  df-4 9298  df-n0 9497  df-z 9578  df-uz 9854  df-q 9952  df-rp 9987  df-seqfrec 10810  df-exp 10901  df-cj 11527  df-re 11528  df-im 11529  df-rsqrt 11683  df-abs 11684  df-dvds 12474

This theorem is referenced by:  bezoutlemeu  12703