ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  lcmgcdeq GIF version

Theorem lcmgcdeq 12066
Description: Two integers' absolute values are equal iff their least common multiple and greatest common divisor are equal. (Contributed by Steve Rodriguez, 20-Jan-2020.)
Assertion
Ref Expression
lcmgcdeq ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁) ↔ (abs‘𝑀) = (abs‘𝑁)))

Proof of Theorem lcmgcdeq
StepHypRef Expression
1 dvdslcm 12052 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 ∥ (𝑀 lcm 𝑁) ∧ 𝑁 ∥ (𝑀 lcm 𝑁)))
21simpld 112 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑀 ∥ (𝑀 lcm 𝑁))
32adantr 276 . . . . 5 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → 𝑀 ∥ (𝑀 lcm 𝑁))
4 gcddvds 11947 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))
54simprd 114 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁)
6 breq1 4003 . . . . . . 7 ((𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁) → ((𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑁 ↔ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))
75, 6syl5ibrcom 157 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁) → (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑁))
87imp 124 . . . . 5 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑁)
9 lcmcl 12055 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 lcm 𝑁) ∈ ℕ0)
109nn0zd 9362 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 lcm 𝑁) ∈ ℤ)
11 dvdstr 11819 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 ∥ (𝑀 lcm 𝑁) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑁) → 𝑀𝑁))
1210, 11syl3an2 1272 . . . . . . . . 9 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 ∥ (𝑀 lcm 𝑁) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑁) → 𝑀𝑁))
13123com12 1207 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 ∥ (𝑀 lcm 𝑁) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑁) → 𝑀𝑁))
14133expb 1204 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ)) → ((𝑀 ∥ (𝑀 lcm 𝑁) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑁) → 𝑀𝑁))
1514anidms 397 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 ∥ (𝑀 lcm 𝑁) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑁) → 𝑀𝑁))
1615adantr 276 . . . . 5 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → ((𝑀 ∥ (𝑀 lcm 𝑁) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑁) → 𝑀𝑁))
173, 8, 16mp2and 433 . . . 4 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → 𝑀𝑁)
18 absdvdsb 11800 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀𝑁 ↔ (abs‘𝑀) ∥ 𝑁))
19 zabscl 11079 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ℤ → (abs‘𝑀) ∈ ℤ)
20 dvdsabsb 11801 . . . . . . 7 (((abs‘𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((abs‘𝑀) ∥ 𝑁 ↔ (abs‘𝑀) ∥ (abs‘𝑁)))
2119, 20sylan 283 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((abs‘𝑀) ∥ 𝑁 ↔ (abs‘𝑀) ∥ (abs‘𝑁)))
2218, 21bitrd 188 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀𝑁 ↔ (abs‘𝑀) ∥ (abs‘𝑁)))
2322adantr 276 . . . 4 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → (𝑀𝑁 ↔ (abs‘𝑀) ∥ (abs‘𝑁)))
2417, 23mpbid 147 . . 3 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → (abs‘𝑀) ∥ (abs‘𝑁))
251simprd 114 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑁 ∥ (𝑀 lcm 𝑁))
2625adantr 276 . . . . 5 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → 𝑁 ∥ (𝑀 lcm 𝑁))
274simpld 112 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀)
28 breq1 4003 . . . . . . 7 ((𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁) → ((𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑀 ↔ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀))
2927, 28syl5ibrcom 157 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁) → (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑀))
3029imp 124 . . . . 5 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑀)
31 dvdstr 11819 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → ((𝑁 ∥ (𝑀 lcm 𝑁) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑀) → 𝑁𝑀))
3210, 31syl3an2 1272 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → ((𝑁 ∥ (𝑀 lcm 𝑁) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑀) → 𝑁𝑀))
33323coml 1210 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑁 ∥ (𝑀 lcm 𝑁) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑀) → 𝑁𝑀))
34333expb 1204 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ)) → ((𝑁 ∥ (𝑀 lcm 𝑁) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑀) → 𝑁𝑀))
3534anidms 397 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑁 ∥ (𝑀 lcm 𝑁) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑀) → 𝑁𝑀))
3635adantr 276 . . . . 5 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → ((𝑁 ∥ (𝑀 lcm 𝑁) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) ∥ 𝑀) → 𝑁𝑀))
3726, 30, 36mp2and 433 . . . 4 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → 𝑁𝑀)
38 absdvdsb 11800 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (𝑁𝑀 ↔ (abs‘𝑁) ∥ 𝑀))
39 zabscl 11079 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℤ → (abs‘𝑁) ∈ ℤ)
40 dvdsabsb 11801 . . . . . . . 8 (((abs‘𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → ((abs‘𝑁) ∥ 𝑀 ↔ (abs‘𝑁) ∥ (abs‘𝑀)))
4139, 40sylan 283 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → ((abs‘𝑁) ∥ 𝑀 ↔ (abs‘𝑁) ∥ (abs‘𝑀)))
4238, 41bitrd 188 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (𝑁𝑀 ↔ (abs‘𝑁) ∥ (abs‘𝑀)))
4342ancoms 268 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑁𝑀 ↔ (abs‘𝑁) ∥ (abs‘𝑀)))
4443adantr 276 . . . 4 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → (𝑁𝑀 ↔ (abs‘𝑁) ∥ (abs‘𝑀)))
4537, 44mpbid 147 . . 3 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → (abs‘𝑁) ∥ (abs‘𝑀))
46 nn0abscl 11078 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ℤ → (abs‘𝑀) ∈ ℕ0)
47 nn0abscl 11078 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℤ → (abs‘𝑁) ∈ ℕ0)
4846, 47anim12i 338 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((abs‘𝑀) ∈ ℕ0 ∧ (abs‘𝑁) ∈ ℕ0))
49 dvdseq 11837 . . . . . 6 ((((abs‘𝑀) ∈ ℕ0 ∧ (abs‘𝑁) ∈ ℕ0) ∧ ((abs‘𝑀) ∥ (abs‘𝑁) ∧ (abs‘𝑁) ∥ (abs‘𝑀))) → (abs‘𝑀) = (abs‘𝑁))
5048, 49sylan 283 . . . . 5 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((abs‘𝑀) ∥ (abs‘𝑁) ∧ (abs‘𝑁) ∥ (abs‘𝑀))) → (abs‘𝑀) = (abs‘𝑁))
5150ex 115 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((abs‘𝑀) ∥ (abs‘𝑁) ∧ (abs‘𝑁) ∥ (abs‘𝑀)) → (abs‘𝑀) = (abs‘𝑁)))
5251adantr 276 . . 3 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → (((abs‘𝑀) ∥ (abs‘𝑁) ∧ (abs‘𝑁) ∥ (abs‘𝑀)) → (abs‘𝑀) = (abs‘𝑁)))
5324, 45, 52mp2and 433 . 2 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)) → (abs‘𝑀) = (abs‘𝑁))
54 lcmid 12063 . . . . . . . 8 ((abs‘𝑀) ∈ ℤ → ((abs‘𝑀) lcm (abs‘𝑀)) = (abs‘(abs‘𝑀)))
5519, 54syl 14 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ℤ → ((abs‘𝑀) lcm (abs‘𝑀)) = (abs‘(abs‘𝑀)))
56 gcdid 11970 . . . . . . . 8 ((abs‘𝑀) ∈ ℤ → ((abs‘𝑀) gcd (abs‘𝑀)) = (abs‘(abs‘𝑀)))
5719, 56syl 14 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ℤ → ((abs‘𝑀) gcd (abs‘𝑀)) = (abs‘(abs‘𝑀)))
5855, 57eqtr4d 2213 . . . . . 6 (𝑀 ∈ ℤ → ((abs‘𝑀) lcm (abs‘𝑀)) = ((abs‘𝑀) gcd (abs‘𝑀)))
59 oveq2 5877 . . . . . . 7 ((abs‘𝑀) = (abs‘𝑁) → ((abs‘𝑀) lcm (abs‘𝑀)) = ((abs‘𝑀) lcm (abs‘𝑁)))
60 oveq2 5877 . . . . . . 7 ((abs‘𝑀) = (abs‘𝑁) → ((abs‘𝑀) gcd (abs‘𝑀)) = ((abs‘𝑀) gcd (abs‘𝑁)))
6159, 60eqeq12d 2192 . . . . . 6 ((abs‘𝑀) = (abs‘𝑁) → (((abs‘𝑀) lcm (abs‘𝑀)) = ((abs‘𝑀) gcd (abs‘𝑀)) ↔ ((abs‘𝑀) lcm (abs‘𝑁)) = ((abs‘𝑀) gcd (abs‘𝑁))))
6258, 61syl5ibcom 155 . . . . 5 (𝑀 ∈ ℤ → ((abs‘𝑀) = (abs‘𝑁) → ((abs‘𝑀) lcm (abs‘𝑁)) = ((abs‘𝑀) gcd (abs‘𝑁))))
6362imp 124 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑀) = (abs‘𝑁)) → ((abs‘𝑀) lcm (abs‘𝑁)) = ((abs‘𝑀) gcd (abs‘𝑁)))
6463adantlr 477 . . 3 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (abs‘𝑀) = (abs‘𝑁)) → ((abs‘𝑀) lcm (abs‘𝑁)) = ((abs‘𝑀) gcd (abs‘𝑁)))
65 lcmabs 12059 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((abs‘𝑀) lcm (abs‘𝑁)) = (𝑀 lcm 𝑁))
66 gcdabs 11972 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((abs‘𝑀) gcd (abs‘𝑁)) = (𝑀 gcd 𝑁))
6765, 66eqeq12d 2192 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((abs‘𝑀) lcm (abs‘𝑁)) = ((abs‘𝑀) gcd (abs‘𝑁)) ↔ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)))
6867adantr 276 . . 3 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (abs‘𝑀) = (abs‘𝑁)) → (((abs‘𝑀) lcm (abs‘𝑁)) = ((abs‘𝑀) gcd (abs‘𝑁)) ↔ (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁)))
6964, 68mpbid 147 . 2 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (abs‘𝑀) = (abs‘𝑁)) → (𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁))
7053, 69impbida 596 1 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 lcm 𝑁) = (𝑀 gcd 𝑁) ↔ (abs‘𝑀) = (abs‘𝑁)))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105   = wceq 1353  wcel 2148   class class class wbr 4000  cfv 5212  (class class class)co 5869  0cn0 9165  cz 9242  abscabs 10990  cdvds 11778   gcd cgcd 11926   lcm clcm 12043
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 4115  ax-sep 4118  ax-nul 4126  ax-pow 4171  ax-pr 4206  ax-un 4430  ax-setind 4533  ax-iinf 4584  ax-cnex 7893  ax-resscn 7894  ax-1cn 7895  ax-1re 7896  ax-icn 7897  ax-addcl 7898  ax-addrcl 7899  ax-mulcl 7900  ax-mulrcl 7901  ax-addcom 7902  ax-mulcom 7903  ax-addass 7904  ax-mulass 7905  ax-distr 7906  ax-i2m1 7907  ax-0lt1 7908  ax-1rid 7909  ax-0id 7910  ax-rnegex 7911  ax-precex 7912  ax-cnre 7913  ax-pre-ltirr 7914  ax-pre-ltwlin 7915  ax-pre-lttrn 7916  ax-pre-apti 7917  ax-pre-ltadd 7918  ax-pre-mulgt0 7919  ax-pre-mulext 7920  ax-arch 7921  ax-caucvg 7922
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 831  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 3576  df-sn 3597  df-pr 3598  df-op 3600  df-uni 3808  df-int 3843  df-iun 3886  df-br 4001  df-opab 4062  df-mpt 4063  df-tr 4099  df-id 4290  df-po 4293  df-iso 4294  df-iord 4363  df-on 4365  df-ilim 4366  df-suc 4368  df-iom 4587  df-xp 4629  df-rel 4630  df-cnv 4631  df-co 4632  df-dm 4633  df-rn 4634  df-res 4635  df-ima 4636  df-iota 5174  df-fun 5214  df-fn 5215  df-f 5216  df-f1 5217  df-fo 5218  df-f1o 5219  df-fv 5220  df-isom 5221  df-riota 5825  df-ov 5872  df-oprab 5873  df-mpo 5874  df-1st 6135  df-2nd 6136  df-recs 6300  df-frec 6386  df-sup 6977  df-inf 6978  df-pnf 7984  df-mnf 7985  df-xr 7986  df-ltxr 7987  df-le 7988  df-sub 8120  df-neg 8121  df-reap 8522  df-ap 8529  df-div 8619  df-inn 8909  df-2 8967  df-3 8968  df-4 8969  df-n0 9166  df-z 9243  df-uz 9518  df-q 9609  df-rp 9641  df-fz 9996  df-fzo 10129  df-fl 10256  df-mod 10309  df-seqfrec 10432  df-exp 10506  df-cj 10835  df-re 10836  df-im 10837  df-rsqrt 10991  df-abs 10992  df-dvds 11779  df-gcd 11927  df-lcm 12044
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator