Theorem rpdvds 12134

Description: If 𝐾 is relatively prime to 𝑁 then it is also relatively prime to any divisor 𝑀 of 𝑁. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Jun-2015.)

Assertion

Ref	Expression
rpdvds	⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → (𝐾 gcd 𝑀) = 1)

Proof of Theorem rpdvds

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpl1 1002	. . . . . 6 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → 𝐾 ∈ ℤ)
2		simpl2 1003	. . . . . 6 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → 𝑀 ∈ ℤ)
3		gcddvds 11999	. . . . . 6 ⊢ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → ((𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝐾 ∧ (𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝑀))
4	1, 2, 3	syl2anc 411	. . . . 5 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → ((𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝐾 ∧ (𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝑀))
5	4	simpld 112	. . . 4 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → (𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝐾)
6	4	simprd 114	. . . . 5 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → (𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝑀)
7		simprr 531	. . . . 5 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → 𝑀 ∥ 𝑁)
8		1ne0 9018	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 ≠ 0
9		simprl 529	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → (𝐾 gcd 𝑁) = 1)
10	9	neeq1d 2378	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → ((𝐾 gcd 𝑁) ≠ 0 ↔ 1 ≠ 0))
11	8, 10	mpbiri 168	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → (𝐾 gcd 𝑁) ≠ 0)
12	11	neneqd 2381	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → ¬ (𝐾 gcd 𝑁) = 0)
13		simprl 529	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) ∧ (𝐾 = 0 ∧ 𝑀 = 0)) → 𝐾 = 0)
14		simprr 531	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) ∧ (𝐾 = 0 ∧ 𝑀 = 0)) → 𝑀 = 0)
15		simplrr 536	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) ∧ (𝐾 = 0 ∧ 𝑀 = 0)) → 𝑀 ∥ 𝑁)
16	14, 15	eqbrtrrd 4042	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) ∧ (𝐾 = 0 ∧ 𝑀 = 0)) → 0 ∥ 𝑁)
17		simpll3 1040	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) ∧ (𝐾 = 0 ∧ 𝑀 = 0)) → 𝑁 ∈ ℤ)
18		0dvds 11853	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (0 ∥ 𝑁 ↔ 𝑁 = 0))
19	17, 18	syl 14	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) ∧ (𝐾 = 0 ∧ 𝑀 = 0)) → (0 ∥ 𝑁 ↔ 𝑁 = 0))
20	16, 19	mpbid 147	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) ∧ (𝐾 = 0 ∧ 𝑀 = 0)) → 𝑁 = 0)
21	13, 20	jca 306	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) ∧ (𝐾 = 0 ∧ 𝑀 = 0)) → (𝐾 = 0 ∧ 𝑁 = 0))
22	21	ex 115	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → ((𝐾 = 0 ∧ 𝑀 = 0) → (𝐾 = 0 ∧ 𝑁 = 0)))
23		simpl3 1004	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → 𝑁 ∈ ℤ)
24		gcdeq0 12013	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐾 gcd 𝑁) = 0 ↔ (𝐾 = 0 ∧ 𝑁 = 0)))
25	1, 23, 24	syl2anc 411	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → ((𝐾 gcd 𝑁) = 0 ↔ (𝐾 = 0 ∧ 𝑁 = 0)))
26	22, 25	sylibrd 169	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → ((𝐾 = 0 ∧ 𝑀 = 0) → (𝐾 gcd 𝑁) = 0))
27	12, 26	mtod 664	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → ¬ (𝐾 = 0 ∧ 𝑀 = 0))
28		gcdn0cl 11998	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝐾 = 0 ∧ 𝑀 = 0)) → (𝐾 gcd 𝑀) ∈ ℕ)
29	1, 2, 27, 28	syl21anc 1248	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → (𝐾 gcd 𝑀) ∈ ℕ)
30	29	nnzd 9405	. . . . . 6 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → (𝐾 gcd 𝑀) ∈ ℤ)
31		dvdstr 11870	. . . . . 6 ⊢ (((𝐾 gcd 𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝑀 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁) → (𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝑁))
32	30, 2, 23, 31	syl3anc 1249	. . . . 5 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → (((𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝑀 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁) → (𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝑁))
33	6, 7, 32	mp2and 433	. . . 4 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → (𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝑁)
34	12, 25	mtbid 673	. . . . 5 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → ¬ (𝐾 = 0 ∧ 𝑁 = 0))
35		dvdslegcd 12000	. . . . 5 ⊢ ((((𝐾 gcd 𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝐾 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (((𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝐾 ∧ (𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝑁) → (𝐾 gcd 𝑀) ≤ (𝐾 gcd 𝑁)))
36	30, 1, 23, 34, 35	syl31anc 1252	. . . 4 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → (((𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝐾 ∧ (𝐾 gcd 𝑀) ∥ 𝑁) → (𝐾 gcd 𝑀) ≤ (𝐾 gcd 𝑁)))
37	5, 33, 36	mp2and 433	. . 3 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → (𝐾 gcd 𝑀) ≤ (𝐾 gcd 𝑁))
38	37, 9	breqtrd 4044	. 2 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → (𝐾 gcd 𝑀) ≤ 1)
39		nnle1eq1 8974	. . 3 ⊢ ((𝐾 gcd 𝑀) ∈ ℕ → ((𝐾 gcd 𝑀) ≤ 1 ↔ (𝐾 gcd 𝑀) = 1))
40	29, 39	syl 14	. 2 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → ((𝐾 gcd 𝑀) ≤ 1 ↔ (𝐾 gcd 𝑀) = 1))
41	38, 40	mpbid 147	1 ⊢ (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝐾 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑀 ∥ 𝑁)) → (𝐾 gcd 𝑀) = 1)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 980   = wceq 1364   ∈ wcel 2160   ≠ wne 2360   class class class wbr 4018  (class class class)co 5897  0cc0 7842  1c1 7843   ≤ cle 8024  ℕcn 8950  ℤcz 9284   ∥ cdvds 11829   gcd cgcd 11978

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 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2162  ax-14 2163  ax-ext 2171  ax-coll 4133  ax-sep 4136  ax-nul 4144  ax-pow 4192  ax-pr 4227  ax-un 4451  ax-setind 4554  ax-iinf 4605  ax-cnex 7933  ax-resscn 7934  ax-1cn 7935  ax-1re 7936  ax-icn 7937  ax-addcl 7938  ax-addrcl 7939  ax-mulcl 7940  ax-mulrcl 7941  ax-addcom 7942  ax-mulcom 7943  ax-addass 7944  ax-mulass 7945  ax-distr 7946  ax-i2m1 7947  ax-0lt1 7948  ax-1rid 7949  ax-0id 7950  ax-rnegex 7951  ax-precex 7952  ax-cnre 7953  ax-pre-ltirr 7954  ax-pre-ltwlin 7955  ax-pre-lttrn 7956  ax-pre-apti 7957  ax-pre-ltadd 7958  ax-pre-mulgt0 7959  ax-pre-mulext 7960  ax-arch 7961  ax-caucvg 7962

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 832  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2041  df-mo 2042  df-clab 2176  df-cleq 2182  df-clel 2185  df-nfc 2321  df-ne 2361  df-nel 2456  df-ral 2473  df-rex 2474  df-reu 2475  df-rmo 2476  df-rab 2477  df-v 2754  df-sbc 2978  df-csb 3073  df-dif 3146  df-un 3148  df-in 3150  df-ss 3157  df-nul 3438  df-if 3550  df-pw 3592  df-sn 3613  df-pr 3614  df-op 3616  df-uni 3825  df-int 3860  df-iun 3903  df-br 4019  df-opab 4080  df-mpt 4081  df-tr 4117  df-id 4311  df-po 4314  df-iso 4315  df-iord 4384  df-on 4386  df-ilim 4387  df-suc 4389  df-iom 4608  df-xp 4650  df-rel 4651  df-cnv 4652  df-co 4653  df-dm 4654  df-rn 4655  df-res 4656  df-ima 4657  df-iota 5196  df-fun 5237  df-fn 5238  df-f 5239  df-f1 5240  df-fo 5241  df-f1o 5242  df-fv 5243  df-riota 5852  df-ov 5900  df-oprab 5901  df-mpo 5902  df-1st 6166  df-2nd 6167  df-recs 6331  df-frec 6417  df-sup 7014  df-pnf 8025  df-mnf 8026  df-xr 8027  df-ltxr 8028  df-le 8029  df-sub 8161  df-neg 8162  df-reap 8563  df-ap 8570  df-div 8661  df-inn 8951  df-2 9009  df-3 9010  df-4 9011  df-n0 9208  df-z 9285  df-uz 9560  df-q 9652  df-rp 9686  df-fz 10041  df-fzo 10175  df-fl 10303  df-mod 10356  df-seqfrec 10479  df-exp 10554  df-cj 10886  df-re 10887  df-im 10888  df-rsqrt 11042  df-abs 11043  df-dvds 11830  df-gcd 11979

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