Theorem gcdneg 11670

Description: Negating one operand of the gcd operator does not alter the result. (Contributed by Paul Chapman, 21-Mar-2011.)

Assertion

Ref	Expression
gcdneg	⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd -𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁))

Proof of Theorem gcdneg

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oveq12 5783	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (𝑀 gcd 𝑁) = (0 gcd 0))
2	1	adantl 275	. . . 4 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑀 gcd 𝑁) = (0 gcd 0))
3		zcn 9059	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℂ)
4	3	negeq0d 8065	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 = 0 ↔ -𝑁 = 0))
5	4	anbi2d 459	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) ↔ (𝑀 = 0 ∧ -𝑁 = 0)))
6	5	adantl 275	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) ↔ (𝑀 = 0 ∧ -𝑁 = 0)))
7		oveq12 5783	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 = 0 ∧ -𝑁 = 0) → (𝑀 gcd -𝑁) = (0 gcd 0))
8	6, 7	syl6bi 162	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (𝑀 gcd -𝑁) = (0 gcd 0)))
9	8	imp 123	. . . 4 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑀 gcd -𝑁) = (0 gcd 0))
10	2, 9	eqtr4d 2175	. . 3 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd -𝑁))
11		gcddvds 11652	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))
12		gcdcl 11655	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℕ0)
13	12	nn0zd 9171	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ)
14		dvdsnegb 11510	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁 ↔ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ -𝑁))
15	13, 14	sylancom 416	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁 ↔ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ -𝑁))
16	15	anbi2d 459	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁) ↔ ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ -𝑁)))
17	11, 16	mpbid 146	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ -𝑁))
18	6	notbid 656	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) ↔ ¬ (𝑀 = 0 ∧ -𝑁 = 0)))
19		simpl 108	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑀 ∈ ℤ)
20		znegcl 9085	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → -𝑁 ∈ ℤ)
21	20	adantl 275	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → -𝑁 ∈ ℤ)
22		dvdslegcd 11653	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ -𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ -𝑁 = 0)) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ -𝑁) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd -𝑁)))
23	22	ex 114	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ -𝑁 ∈ ℤ) → (¬ (𝑀 = 0 ∧ -𝑁 = 0) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ -𝑁) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd -𝑁))))
24	13, 19, 21, 23	syl3anc 1216	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (¬ (𝑀 = 0 ∧ -𝑁 = 0) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ -𝑁) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd -𝑁))))
25	18, 24	sylbid 149	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ -𝑁) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd -𝑁))))
26	25	com12 30	. . . . . 6 ⊢ (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ -𝑁) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd -𝑁))))
27	17, 26	mpdi 43	. . . . 5 ⊢ (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd -𝑁)))
28	27	impcom 124	. . . 4 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd -𝑁))
29		gcddvds 11652	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ -𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd -𝑁) ∥ -𝑁))
30	20, 29	sylan2 284	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd -𝑁) ∥ -𝑁))
31		gcdcl 11655	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ -𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd -𝑁) ∈ ℕ0)
32	31	nn0zd 9171	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ -𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd -𝑁) ∈ ℤ)
33	20, 32	sylan2 284	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd -𝑁) ∈ ℤ)
34		dvdsnegb 11510	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑀 gcd -𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑁 ↔ (𝑀 gcd -𝑁) ∥ -𝑁))
35	33, 34	sylancom 416	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑁 ↔ (𝑀 gcd -𝑁) ∥ -𝑁))
36	35	anbi2d 459	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑁) ↔ ((𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd -𝑁) ∥ -𝑁)))
37	30, 36	mpbird 166	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑁))
38		simpr 109	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℤ)
39		dvdslegcd 11653	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑀 gcd -𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (((𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd -𝑁) ≤ (𝑀 gcd 𝑁)))
40	39	ex 114	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑀 gcd -𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (((𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd -𝑁) ≤ (𝑀 gcd 𝑁))))
41	33, 19, 38, 40	syl3anc 1216	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (((𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd -𝑁) ≤ (𝑀 gcd 𝑁))))
42	41	com12 30	. . . . . 6 ⊢ (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd -𝑁) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd -𝑁) ≤ (𝑀 gcd 𝑁))))
43	37, 42	mpdi 43	. . . . 5 ⊢ (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd -𝑁) ≤ (𝑀 gcd 𝑁)))
44	43	impcom 124	. . . 4 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑀 gcd -𝑁) ≤ (𝑀 gcd 𝑁))
45	13	zred 9173	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℝ)
46	33	zred 9173	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd -𝑁) ∈ ℝ)
47	45, 46	letri3d 7879	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd -𝑁) ↔ ((𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd -𝑁) ∧ (𝑀 gcd -𝑁) ≤ (𝑀 gcd 𝑁))))
48	47	adantr 274	. . . 4 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → ((𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd -𝑁) ↔ ((𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd -𝑁) ∧ (𝑀 gcd -𝑁) ≤ (𝑀 gcd 𝑁))))
49	28, 44, 48	mpbir2and 928	. . 3 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd -𝑁))
50		gcdmndc 11637	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → DECID (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0))
51		exmiddc 821	. . . 4 ⊢ (DECID (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) ∨ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)))
52	50, 51	syl 14	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) ∨ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)))
53	10, 49, 52	mpjaodan 787	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd -𝑁))
54	53	eqcomd 2145	1 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd -𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∨ wo 697  DECID wdc 819   ∧ w3a 962   = wceq 1331   ∈ wcel 1480   class class class wbr 3929  (class class class)co 5774  0cc0 7620   ≤ cle 7801  -cneg 7934  ℤcz 9054   ∥ cdvds 11493   gcd cgcd 11635

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-coll 4043  ax-sep 4046  ax-nul 4054  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452  ax-iinf 4502  ax-cnex 7711  ax-resscn 7712  ax-1cn 7713  ax-1re 7714  ax-icn 7715  ax-addcl 7716  ax-addrcl 7717  ax-mulcl 7718  ax-mulrcl 7719  ax-addcom 7720  ax-mulcom 7721  ax-addass 7722  ax-mulass 7723  ax-distr 7724  ax-i2m1 7725  ax-0lt1 7726  ax-1rid 7727  ax-0id 7728  ax-rnegex 7729  ax-precex 7730  ax-cnre 7731  ax-pre-ltirr 7732  ax-pre-ltwlin 7733  ax-pre-lttrn 7734  ax-pre-apti 7735  ax-pre-ltadd 7736  ax-pre-mulgt0 7737  ax-pre-mulext 7738  ax-arch 7739  ax-caucvg 7740

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 820  df-3or 963  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ne 2309  df-nel 2404  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rmo 2424  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-csb 3004  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-nul 3364  df-if 3475  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-int 3772  df-iun 3815  df-br 3930  df-opab 3990  df-mpt 3991  df-tr 4027  df-id 4215  df-po 4218  df-iso 4219  df-iord 4288  df-on 4290  df-ilim 4291  df-suc 4293  df-iom 4505  df-xp 4545  df-rel 4546  df-cnv 4547  df-co 4548  df-dm 4549  df-rn 4550  df-res 4551  df-ima 4552  df-iota 5088  df-fun 5125  df-fn 5126  df-f 5127  df-f1 5128  df-fo 5129  df-f1o 5130  df-fv 5131  df-riota 5730  df-ov 5777  df-oprab 5778  df-mpo 5779  df-1st 6038  df-2nd 6039  df-recs 6202  df-frec 6288  df-sup 6871  df-pnf 7802  df-mnf 7803  df-xr 7804  df-ltxr 7805  df-le 7806  df-sub 7935  df-neg 7936  df-reap 8337  df-ap 8344  df-div 8433  df-inn 8721  df-2 8779  df-3 8780  df-4 8781  df-n0 8978  df-z 9055  df-uz 9327  df-q 9412  df-rp 9442  df-fz 9791  df-fzo 9920  df-fl 10043  df-mod 10096  df-seqfrec 10219  df-exp 10293  df-cj 10614  df-re 10615  df-im 10616  df-rsqrt 10770  df-abs 10771  df-dvds 11494  df-gcd 11636

This theorem is referenced by:  neggcd  11671  gcdabs  11676