Theorem bezoutr1 12225

Description: Converse of bezout 12203 for when the greater common divisor is one (sufficient condition for relative primality). (Contributed by Stefan O'Rear, 23-Sep-2014.)

Assertion

Ref	Expression
bezoutr1	⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) → (((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1 → (𝐴 gcd 𝐵) = 1))

Proof of Theorem bezoutr1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		bezoutr 12224	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)))
2	1	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)))
3		simpr 110	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1)
4	2, 3	breqtrd 4060	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 1)
5		gcdcl 12158	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℕ0)
6	5	nn0zd 9463	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ)
7	6	ad2antrr 488	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ)
8		1nn 9018	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ ℕ
9	8	a1i 9	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → 1 ∈ ℕ)
10		dvdsle 12026	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℕ) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 1 → (𝐴 gcd 𝐵) ≤ 1))
11	7, 9, 10	syl2anc 411	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 1 → (𝐴 gcd 𝐵) ≤ 1))
12	4, 11	mpd 13	. . 3 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 gcd 𝐵) ≤ 1)
13		simpll 527	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ))
14		oveq1 5932	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 = 0 → (𝐴 · 𝑋) = (0 · 𝑋))
15		oveq1 5932	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐵 = 0 → (𝐵 · 𝑌) = (0 · 𝑌))
16	14, 15	oveqan12d 5944	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = ((0 · 𝑋) + (0 · 𝑌)))
17		zcn 9348	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑋 ∈ ℤ → 𝑋 ∈ ℂ)
18	17	mul02d 8435	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑋 ∈ ℤ → (0 · 𝑋) = 0)
19		zcn 9348	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑌 ∈ ℤ → 𝑌 ∈ ℂ)
20	19	mul02d 8435	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑌 ∈ ℤ → (0 · 𝑌) = 0)
21	18, 20	oveqan12d 5944	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ) → ((0 · 𝑋) + (0 · 𝑌)) = (0 + 0))
22	16, 21	sylan9eqr 2251	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ) ∧ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = (0 + 0))
23		00id 8184	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0 + 0) = 0
24	22, 23	eqtrdi 2245	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ) ∧ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 0)
25	24	adantll 476	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 0)
26		0ne1 9074	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ≠ 1
27	26	a1i 9	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → 0 ≠ 1)
28	25, 27	eqnetrd 2391	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) ≠ 1)
29	28	ex 115	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) → ((𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) ≠ 1))
30	29	necon2bd 2425	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) → (((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1 → ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)))
31	30	imp 124	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0))
32		gcdn0cl 12154	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℕ)
33	13, 31, 32	syl2anc 411	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℕ)
34		nnle1eq1 9031	. . . 4 ⊢ ((𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℕ → ((𝐴 gcd 𝐵) ≤ 1 ↔ (𝐴 gcd 𝐵) = 1))
35	33, 34	syl 14	. . 3 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → ((𝐴 gcd 𝐵) ≤ 1 ↔ (𝐴 gcd 𝐵) = 1))
36	12, 35	mpbid 147	. 2 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 gcd 𝐵) = 1)
37	36	ex 115	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) → (((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1 → (𝐴 gcd 𝐵) = 1))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1364   ∈ wcel 2167   ≠ wne 2367   class class class wbr 4034  (class class class)co 5925  0cc0 7896  1c1 7897   + caddc 7899   · cmul 7901   ≤ cle 8079  ℕcn 9007  ℤcz 9343   ∥ cdvds 11969   gcd cgcd 12145

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 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4149  ax-sep 4152  ax-nul 4160  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-iinf 4625  ax-cnex 7987  ax-resscn 7988  ax-1cn 7989  ax-1re 7990  ax-icn 7991  ax-addcl 7992  ax-addrcl 7993  ax-mulcl 7994  ax-mulrcl 7995  ax-addcom 7996  ax-mulcom 7997  ax-addass 7998  ax-mulass 7999  ax-distr 8000  ax-i2m1 8001  ax-0lt1 8002  ax-1rid 8003  ax-0id 8004  ax-rnegex 8005  ax-precex 8006  ax-cnre 8007  ax-pre-ltirr 8008  ax-pre-ltwlin 8009  ax-pre-lttrn 8010  ax-pre-apti 8011  ax-pre-ltadd 8012  ax-pre-mulgt0 8013  ax-pre-mulext 8014  ax-arch 8015  ax-caucvg 8016

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 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3452  df-if 3563  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-iun 3919  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-tr 4133  df-id 4329  df-po 4332  df-iso 4333  df-iord 4402  df-on 4404  df-ilim 4405  df-suc 4407  df-iom 4628  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-f1 5264  df-fo 5265  df-f1o 5266  df-fv 5267  df-riota 5880  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-1st 6207  df-2nd 6208  df-recs 6372  df-frec 6458  df-sup 7059  df-pnf 8080  df-mnf 8081  df-xr 8082  df-ltxr 8083  df-le 8084  df-sub 8216  df-neg 8217  df-reap 8619  df-ap 8626  df-div 8717  df-inn 9008  df-2 9066  df-3 9067  df-4 9068  df-n0 9267  df-z 9344  df-uz 9619  df-q 9711  df-rp 9746  df-fz 10101  df-fzo 10235  df-fl 10377  df-mod 10432  df-seqfrec 10557  df-exp 10648  df-cj 11024  df-re 11025  df-im 11026  df-rsqrt 11180  df-abs 11181  df-dvds 11970  df-gcd 12146

This theorem is referenced by:  divgcdcoprm0  12294