Proof of Theorem divalgb
| Step | Hyp | Ref
 | Expression | 
| 1 |   | df-3an 982 | 
. . . . . . . . 9
⊢ ((0 ≤
𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) ↔ ((0 ≤ 𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷)) ∧ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟))) | 
| 2 | 1 | rexbii 2504 | 
. . . . . . . 8
⊢
(∃𝑞 ∈
ℤ (0 ≤ 𝑟 ∧
𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) ↔ ∃𝑞 ∈ ℤ ((0 ≤ 𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷)) ∧ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟))) | 
| 3 |   | r19.42v 2654 | 
. . . . . . . 8
⊢
(∃𝑞 ∈
ℤ ((0 ≤ 𝑟 ∧
𝑟 < (abs‘𝐷)) ∧ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) ↔ ((0 ≤ 𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷)) ∧ ∃𝑞 ∈ ℤ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟))) | 
| 4 | 2, 3 | bitri 184 | 
. . . . . . 7
⊢
(∃𝑞 ∈
ℤ (0 ≤ 𝑟 ∧
𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) ↔ ((0 ≤ 𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷)) ∧ ∃𝑞 ∈ ℤ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟))) | 
| 5 |   | zsubcl 9367 | 
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ) → (𝑁 − 𝑟) ∈ ℤ) | 
| 6 |   | divides 11954 | 
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐷 ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 𝑟) ∈ ℤ) → (𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟) ↔ ∃𝑞 ∈ ℤ (𝑞 · 𝐷) = (𝑁 − 𝑟))) | 
| 7 | 5, 6 | sylan2 286 | 
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝐷 ∈ ℤ ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ)) → (𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟) ↔ ∃𝑞 ∈ ℤ (𝑞 · 𝐷) = (𝑁 − 𝑟))) | 
| 8 | 7 | 3impb 1201 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ) → (𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟) ↔ ∃𝑞 ∈ ℤ (𝑞 · 𝐷) = (𝑁 − 𝑟))) | 
| 9 | 8 | 3com12 1209 | 
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ) → (𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟) ↔ ∃𝑞 ∈ ℤ (𝑞 · 𝐷) = (𝑁 − 𝑟))) | 
| 10 |   | zcn 9331 | 
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈
ℂ) | 
| 11 |   | zcn 9331 | 
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (𝑟 ∈ ℤ → 𝑟 ∈
ℂ) | 
| 12 |   | zmulcl 9379 | 
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ ((𝑞 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) → (𝑞 · 𝐷) ∈ ℤ) | 
| 13 | 12 | zcnd 9449 | 
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ ((𝑞 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) → (𝑞 · 𝐷) ∈ ℂ) | 
| 14 |   | subadd 8229 | 
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑟 ∈ ℂ ∧ (𝑞 · 𝐷) ∈ ℂ) → ((𝑁 − 𝑟) = (𝑞 · 𝐷) ↔ (𝑟 + (𝑞 · 𝐷)) = 𝑁)) | 
| 15 | 10, 11, 13, 14 | syl3an 1291 | 
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ)) → ((𝑁 − 𝑟) = (𝑞 · 𝐷) ↔ (𝑟 + (𝑞 · 𝐷)) = 𝑁)) | 
| 16 |   | addcom 8163 | 
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
⊢ ((𝑟 ∈ ℂ ∧ (𝑞 · 𝐷) ∈ ℂ) → (𝑟 + (𝑞 · 𝐷)) = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) | 
| 17 | 11, 13, 16 | syl2an 289 | 
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ ((𝑟 ∈ ℤ ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ)) → (𝑟 + (𝑞 · 𝐷)) = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) | 
| 18 | 17 | 3adant1 1017 | 
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ)) → (𝑟 + (𝑞 · 𝐷)) = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) | 
| 19 | 18 | eqeq1d 2205 | 
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ)) → ((𝑟 + (𝑞 · 𝐷)) = 𝑁 ↔ ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟) = 𝑁)) | 
| 20 | 15, 19 | bitrd 188 | 
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ)) → ((𝑁 − 𝑟) = (𝑞 · 𝐷) ↔ ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟) = 𝑁)) | 
| 21 |   | eqcom 2198 | 
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ ((𝑁 − 𝑟) = (𝑞 · 𝐷) ↔ (𝑞 · 𝐷) = (𝑁 − 𝑟)) | 
| 22 |   | eqcom 2198 | 
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑞 · 𝐷) + 𝑟) = 𝑁 ↔ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) | 
| 23 | 20, 21, 22 | 3bitr3g 222 | 
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ)) → ((𝑞 · 𝐷) = (𝑁 − 𝑟) ↔ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟))) | 
| 24 | 23 | 3expia 1207 | 
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ) → ((𝑞 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) → ((𝑞 · 𝐷) = (𝑁 − 𝑟) ↔ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)))) | 
| 25 | 24 | expcomd 1452 | 
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ) → (𝐷 ∈ ℤ → (𝑞 ∈ ℤ → ((𝑞 · 𝐷) = (𝑁 − 𝑟) ↔ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟))))) | 
| 26 | 25 | 3impia 1202 | 
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) → (𝑞 ∈ ℤ → ((𝑞 · 𝐷) = (𝑁 − 𝑟) ↔ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)))) | 
| 27 | 26 | imp 124 | 
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ 𝑞 ∈ ℤ) → ((𝑞 · 𝐷) = (𝑁 − 𝑟) ↔ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟))) | 
| 28 | 27 | rexbidva 2494 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) →
(∃𝑞 ∈ ℤ
(𝑞 · 𝐷) = (𝑁 − 𝑟) ↔ ∃𝑞 ∈ ℤ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟))) | 
| 29 | 28 | 3com23 1211 | 
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ) →
(∃𝑞 ∈ ℤ
(𝑞 · 𝐷) = (𝑁 − 𝑟) ↔ ∃𝑞 ∈ ℤ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟))) | 
| 30 | 9, 29 | bitrd 188 | 
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ) → (𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟) ↔ ∃𝑞 ∈ ℤ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟))) | 
| 31 | 30 | anbi2d 464 | 
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ) → (((0
≤ 𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷)) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟)) ↔ ((0 ≤ 𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷)) ∧ ∃𝑞 ∈ ℤ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)))) | 
| 32 | 4, 31 | bitr4id 199 | 
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ) →
(∃𝑞 ∈ ℤ (0
≤ 𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) ↔ ((0 ≤ 𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷)) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟)))) | 
| 33 |   | anass 401 | 
. . . . . 6
⊢ (((0 ≤
𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷)) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟)) ↔ (0 ≤ 𝑟 ∧ (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟)))) | 
| 34 | 32, 33 | bitrdi 196 | 
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑟 ∈ ℤ) →
(∃𝑞 ∈ ℤ (0
≤ 𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) ↔ (0 ≤ 𝑟 ∧ (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))))) | 
| 35 | 34 | 3expa 1205 | 
. . . 4
⊢ (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ 𝑟 ∈ ℤ) →
(∃𝑞 ∈ ℤ (0
≤ 𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) ↔ (0 ≤ 𝑟 ∧ (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))))) | 
| 36 | 35 | reubidva 2680 | 
. . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) →
(∃!𝑟 ∈ ℤ
∃𝑞 ∈ ℤ (0
≤ 𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) ↔ ∃!𝑟 ∈ ℤ (0 ≤ 𝑟 ∧ (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))))) | 
| 37 |   | elnn0z 9339 | 
. . . . . . 7
⊢ (𝑟 ∈ ℕ0
↔ (𝑟 ∈ ℤ
∧ 0 ≤ 𝑟)) | 
| 38 | 37 | anbi1i 458 | 
. . . . . 6
⊢ ((𝑟 ∈ ℕ0
∧ (𝑟 <
(abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))) ↔ ((𝑟 ∈ ℤ ∧ 0 ≤ 𝑟) ∧ (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟)))) | 
| 39 |   | anass 401 | 
. . . . . 6
⊢ (((𝑟 ∈ ℤ ∧ 0 ≤
𝑟) ∧ (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))) ↔ (𝑟 ∈ ℤ ∧ (0 ≤ 𝑟 ∧ (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))))) | 
| 40 | 38, 39 | bitri 184 | 
. . . . 5
⊢ ((𝑟 ∈ ℕ0
∧ (𝑟 <
(abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))) ↔ (𝑟 ∈ ℤ ∧ (0 ≤ 𝑟 ∧ (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))))) | 
| 41 | 40 | eubii 2054 | 
. . . 4
⊢
(∃!𝑟(𝑟 ∈ ℕ0
∧ (𝑟 <
(abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))) ↔ ∃!𝑟(𝑟 ∈ ℤ ∧ (0 ≤ 𝑟 ∧ (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))))) | 
| 42 |   | df-reu 2482 | 
. . . 4
⊢
(∃!𝑟 ∈
ℕ0 (𝑟 <
(abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟)) ↔ ∃!𝑟(𝑟 ∈ ℕ0 ∧ (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟)))) | 
| 43 |   | df-reu 2482 | 
. . . 4
⊢
(∃!𝑟 ∈
ℤ (0 ≤ 𝑟 ∧
(𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))) ↔ ∃!𝑟(𝑟 ∈ ℤ ∧ (0 ≤ 𝑟 ∧ (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))))) | 
| 44 | 41, 42, 43 | 3bitr4ri 213 | 
. . 3
⊢
(∃!𝑟 ∈
ℤ (0 ≤ 𝑟 ∧
(𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))) ↔ ∃!𝑟 ∈ ℕ0 (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟))) | 
| 45 | 36, 44 | bitrdi 196 | 
. 2
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) →
(∃!𝑟 ∈ ℤ
∃𝑞 ∈ ℤ (0
≤ 𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) ↔ ∃!𝑟 ∈ ℕ0 (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟)))) | 
| 46 | 45 | 3adant3 1019 | 
1
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ≠ 0) → (∃!𝑟 ∈ ℤ ∃𝑞 ∈ ℤ (0 ≤ 𝑟 ∧ 𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝑁 = ((𝑞 · 𝐷) + 𝑟)) ↔ ∃!𝑟 ∈ ℕ0 (𝑟 < (abs‘𝐷) ∧ 𝐷 ∥ (𝑁 − 𝑟)))) |