Theorem euclemma 12138

Description: Euclid's lemma. A prime number divides the product of two integers iff it divides at least one of them. Theorem 1.9 in [ApostolNT] p. 17. (Contributed by Paul Chapman, 17-Nov-2012.)

Assertion

Ref	Expression
euclemma	⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑃 ∥ (𝑀 · 𝑁) ↔ (𝑃 ∥ 𝑀 ∨ 𝑃 ∥ 𝑁)))

Proof of Theorem euclemma

Step	Hyp	Ref	Expression
1		coprm 12136	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (¬ 𝑃 ∥ 𝑀 ↔ (𝑃 gcd 𝑀) = 1))
2	1	3adant3 1017	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (¬ 𝑃 ∥ 𝑀 ↔ (𝑃 gcd 𝑀) = 1))
3	2	anbi2d 464	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑃 ∥ (𝑀 · 𝑁) ∧ ¬ 𝑃 ∥ 𝑀) ↔ (𝑃 ∥ (𝑀 · 𝑁) ∧ (𝑃 gcd 𝑀) = 1)))
4		prmz 12103	. . . . . 6 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℤ)
5		coprmdvds 12084	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑃 ∥ (𝑀 · 𝑁) ∧ (𝑃 gcd 𝑀) = 1) → 𝑃 ∥ 𝑁))
6	4, 5	syl3an1 1271	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑃 ∥ (𝑀 · 𝑁) ∧ (𝑃 gcd 𝑀) = 1) → 𝑃 ∥ 𝑁))
7	3, 6	sylbid 150	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑃 ∥ (𝑀 · 𝑁) ∧ ¬ 𝑃 ∥ 𝑀) → 𝑃 ∥ 𝑁))
8	7	expd 258	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑃 ∥ (𝑀 · 𝑁) → (¬ 𝑃 ∥ 𝑀 → 𝑃 ∥ 𝑁)))
9		prmnn 12102	. . . . . 6 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
10	9	3ad2ant1 1018	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑃 ∈ ℕ)
11		simp2 998	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑀 ∈ ℤ)
12		dvdsdc 11798	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → DECID 𝑃 ∥ 𝑀)
13	10, 11, 12	syl2anc 411	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → DECID 𝑃 ∥ 𝑀)
14		dfordc 892	. . . 4 ⊢ (DECID 𝑃 ∥ 𝑀 → ((𝑃 ∥ 𝑀 ∨ 𝑃 ∥ 𝑁) ↔ (¬ 𝑃 ∥ 𝑀 → 𝑃 ∥ 𝑁)))
15	13, 14	syl 14	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑃 ∥ 𝑀 ∨ 𝑃 ∥ 𝑁) ↔ (¬ 𝑃 ∥ 𝑀 → 𝑃 ∥ 𝑁)))
16	8, 15	sylibrd 169	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑃 ∥ (𝑀 · 𝑁) → (𝑃 ∥ 𝑀 ∨ 𝑃 ∥ 𝑁)))
17		ordvdsmul 11834	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑃 ∥ 𝑀 ∨ 𝑃 ∥ 𝑁) → 𝑃 ∥ (𝑀 · 𝑁)))
18	4, 17	syl3an1 1271	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑃 ∥ 𝑀 ∨ 𝑃 ∥ 𝑁) → 𝑃 ∥ (𝑀 · 𝑁)))
19	16, 18	impbid 129	1 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑃 ∥ (𝑀 · 𝑁) ↔ (𝑃 ∥ 𝑀 ∨ 𝑃 ∥ 𝑁)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 708  DECID wdc 834   ∧ w3a 978   = wceq 1353   ∈ wcel 2148   class class class wbr 4002  (class class class)co 5872  1c1 7809   · cmul 7813  ℕcn 8915  ℤcz 9249   ∥ cdvds 11787   gcd cgcd 11935  ℙcprime 12099

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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4117  ax-sep 4120  ax-nul 4128  ax-pow 4173  ax-pr 4208  ax-un 4432  ax-setind 4535  ax-iinf 4586  ax-cnex 7899  ax-resscn 7900  ax-1cn 7901  ax-1re 7902  ax-icn 7903  ax-addcl 7904  ax-addrcl 7905  ax-mulcl 7906  ax-mulrcl 7907  ax-addcom 7908  ax-mulcom 7909  ax-addass 7910  ax-mulass 7911  ax-distr 7912  ax-i2m1 7913  ax-0lt1 7914  ax-1rid 7915  ax-0id 7916  ax-rnegex 7917  ax-precex 7918  ax-cnre 7919  ax-pre-ltirr 7920  ax-pre-ltwlin 7921  ax-pre-lttrn 7922  ax-pre-apti 7923  ax-pre-ltadd 7924  ax-pre-mulgt0 7925  ax-pre-mulext 7926  ax-arch 7927  ax-caucvg 7928

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2739  df-sbc 2963  df-csb 3058  df-dif 3131  df-un 3133  df-in 3135  df-ss 3142  df-nul 3423  df-if 3535  df-pw 3577  df-sn 3598  df-pr 3599  df-op 3601  df-uni 3810  df-int 3845  df-iun 3888  df-br 4003  df-opab 4064  df-mpt 4065  df-tr 4101  df-id 4292  df-po 4295  df-iso 4296  df-iord 4365  df-on 4367  df-ilim 4368  df-suc 4370  df-iom 4589  df-xp 4631  df-rel 4632  df-cnv 4633  df-co 4634  df-dm 4635  df-rn 4636  df-res 4637  df-ima 4638  df-iota 5177  df-fun 5217  df-fn 5218  df-f 5219  df-f1 5220  df-fo 5221  df-f1o 5222  df-fv 5223  df-riota 5828  df-ov 5875  df-oprab 5876  df-mpo 5877  df-1st 6138  df-2nd 6139  df-recs 6303  df-frec 6389  df-1o 6414  df-2o 6415  df-er 6532  df-en 6738  df-sup 6980  df-pnf 7990  df-mnf 7991  df-xr 7992  df-ltxr 7993  df-le 7994  df-sub 8126  df-neg 8127  df-reap 8528  df-ap 8535  df-div 8626  df-inn 8916  df-2 8974  df-3 8975  df-4 8976  df-n0 9173  df-z 9250  df-uz 9525  df-q 9616  df-rp 9650  df-fz 10005  df-fzo 10138  df-fl 10265  df-mod 10318  df-seqfrec 10441  df-exp 10515  df-cj 10844  df-re 10845  df-im 10846  df-rsqrt 11000  df-abs 11001  df-dvds 11788  df-gcd 11936  df-prm 12100

This theorem is referenced by:  isprm6  12139  prmdvdsexp  12140  prmfac1  12144  sqpweven  12167  2sqpwodd  12168  pcpremul  12285  lgslem1  14272  lgsdir2  14305  2sqlem4  14325  2sqlem6  14327