MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  bezoutlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem bezoutlem1 16476
Description: Lemma for bezout 16480. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Mar-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
bezout.1 𝑀 = {𝑧 ∈ ℕ ∣ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦))}
bezout.3 (𝜑𝐴 ∈ ℤ)
bezout.4 (𝜑𝐵 ∈ ℤ)
Assertion
Ref Expression
bezoutlem1 (𝜑 → (𝐴 ≠ 0 → (abs‘𝐴) ∈ 𝑀))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑧,𝐴   𝑥,𝐵,𝑦,𝑧   𝜑,𝑥,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   𝑀(𝑥,𝑦,𝑧)

Proof of Theorem bezoutlem1
StepHypRef Expression
1 bezout.3 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ ℤ)
2 fveq2 6887 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝐴 → (abs‘𝑧) = (abs‘𝐴))
3 oveq1 7410 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝐴 → (𝑧 · 𝑥) = (𝐴 · 𝑥))
42, 3eqeq12d 2749 . . . . . 6 (𝑧 = 𝐴 → ((abs‘𝑧) = (𝑧 · 𝑥) ↔ (abs‘𝐴) = (𝐴 · 𝑥)))
54rexbidv 3179 . . . . 5 (𝑧 = 𝐴 → (∃𝑥 ∈ ℤ (abs‘𝑧) = (𝑧 · 𝑥) ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ (abs‘𝐴) = (𝐴 · 𝑥)))
6 zre 12557 . . . . . 6 (𝑧 ∈ ℤ → 𝑧 ∈ ℝ)
7 1z 12587 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℤ
8 ax-1rid 11175 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ ℝ → (𝑧 · 1) = 𝑧)
98eqcomd 2739 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℝ → 𝑧 = (𝑧 · 1))
10 oveq2 7411 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 1 → (𝑧 · 𝑥) = (𝑧 · 1))
1110rspceeqv 3631 . . . . . . . . 9 ((1 ∈ ℤ ∧ 𝑧 = (𝑧 · 1)) → ∃𝑥 ∈ ℤ 𝑧 = (𝑧 · 𝑥))
127, 9, 11sylancr 588 . . . . . . . 8 (𝑧 ∈ ℝ → ∃𝑥 ∈ ℤ 𝑧 = (𝑧 · 𝑥))
13 eqeq1 2737 . . . . . . . . 9 ((abs‘𝑧) = 𝑧 → ((abs‘𝑧) = (𝑧 · 𝑥) ↔ 𝑧 = (𝑧 · 𝑥)))
1413rexbidv 3179 . . . . . . . 8 ((abs‘𝑧) = 𝑧 → (∃𝑥 ∈ ℤ (abs‘𝑧) = (𝑧 · 𝑥) ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ 𝑧 = (𝑧 · 𝑥)))
1512, 14syl5ibrcom 246 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ ℝ → ((abs‘𝑧) = 𝑧 → ∃𝑥 ∈ ℤ (abs‘𝑧) = (𝑧 · 𝑥)))
16 neg1z 12593 . . . . . . . . 9 -1 ∈ ℤ
17 recn 11195 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ ℝ → 𝑧 ∈ ℂ)
1817mulm1d 11661 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ ℝ → (-1 · 𝑧) = -𝑧)
19 neg1cn 12321 . . . . . . . . . . 11 -1 ∈ ℂ
20 mulcom 11191 . . . . . . . . . . 11 ((-1 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (-1 · 𝑧) = (𝑧 · -1))
2119, 17, 20sylancr 588 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ ℝ → (-1 · 𝑧) = (𝑧 · -1))
2218, 21eqtr3d 2775 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℝ → -𝑧 = (𝑧 · -1))
23 oveq2 7411 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = -1 → (𝑧 · 𝑥) = (𝑧 · -1))
2423rspceeqv 3631 . . . . . . . . 9 ((-1 ∈ ℤ ∧ -𝑧 = (𝑧 · -1)) → ∃𝑥 ∈ ℤ -𝑧 = (𝑧 · 𝑥))
2516, 22, 24sylancr 588 . . . . . . . 8 (𝑧 ∈ ℝ → ∃𝑥 ∈ ℤ -𝑧 = (𝑧 · 𝑥))
26 eqeq1 2737 . . . . . . . . 9 ((abs‘𝑧) = -𝑧 → ((abs‘𝑧) = (𝑧 · 𝑥) ↔ -𝑧 = (𝑧 · 𝑥)))
2726rexbidv 3179 . . . . . . . 8 ((abs‘𝑧) = -𝑧 → (∃𝑥 ∈ ℤ (abs‘𝑧) = (𝑧 · 𝑥) ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ -𝑧 = (𝑧 · 𝑥)))
2825, 27syl5ibrcom 246 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ ℝ → ((abs‘𝑧) = -𝑧 → ∃𝑥 ∈ ℤ (abs‘𝑧) = (𝑧 · 𝑥)))
29 absor 15242 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ ℝ → ((abs‘𝑧) = 𝑧 ∨ (abs‘𝑧) = -𝑧))
3015, 28, 29mpjaod 859 . . . . . 6 (𝑧 ∈ ℝ → ∃𝑥 ∈ ℤ (abs‘𝑧) = (𝑧 · 𝑥))
316, 30syl 17 . . . . 5 (𝑧 ∈ ℤ → ∃𝑥 ∈ ℤ (abs‘𝑧) = (𝑧 · 𝑥))
325, 31vtoclga 3564 . . . 4 (𝐴 ∈ ℤ → ∃𝑥 ∈ ℤ (abs‘𝐴) = (𝐴 · 𝑥))
331, 32syl 17 . . 3 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℤ (abs‘𝐴) = (𝐴 · 𝑥))
34 bezout.4 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐵 ∈ ℤ)
3534zcnd 12662 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
3635adantr 482 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℂ)
3736mul01d 11408 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℤ) → (𝐵 · 0) = 0)
3837oveq2d 7419 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℤ) → ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 0)) = ((𝐴 · 𝑥) + 0))
391zcnd 12662 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
40 zcn 12558 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℤ → 𝑥 ∈ ℂ)
41 mulcl 11189 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝐴 · 𝑥) ∈ ℂ)
4239, 40, 41syl2an 597 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℤ) → (𝐴 · 𝑥) ∈ ℂ)
4342addridd 11409 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℤ) → ((𝐴 · 𝑥) + 0) = (𝐴 · 𝑥))
4438, 43eqtrd 2773 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℤ) → ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 0)) = (𝐴 · 𝑥))
4544eqeq2d 2744 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℤ) → ((abs‘𝐴) = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 0)) ↔ (abs‘𝐴) = (𝐴 · 𝑥)))
46 0z 12564 . . . . . 6 0 ∈ ℤ
47 oveq2 7411 . . . . . . . 8 (𝑦 = 0 → (𝐵 · 𝑦) = (𝐵 · 0))
4847oveq2d 7419 . . . . . . 7 (𝑦 = 0 → ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)) = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 0)))
4948rspceeqv 3631 . . . . . 6 ((0 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 0))) → ∃𝑦 ∈ ℤ (abs‘𝐴) = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)))
5046, 49mpan 689 . . . . 5 ((abs‘𝐴) = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 0)) → ∃𝑦 ∈ ℤ (abs‘𝐴) = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)))
5145, 50syl6bir 254 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℤ) → ((abs‘𝐴) = (𝐴 · 𝑥) → ∃𝑦 ∈ ℤ (abs‘𝐴) = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦))))
5251reximdva 3169 . . 3 (𝜑 → (∃𝑥 ∈ ℤ (abs‘𝐴) = (𝐴 · 𝑥) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ (abs‘𝐴) = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦))))
5333, 52mpd 15 . 2 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ (abs‘𝐴) = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)))
54 nnabscl 15267 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (abs‘𝐴) ∈ ℕ)
5554ex 414 . . 3 (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 ≠ 0 → (abs‘𝐴) ∈ ℕ))
561, 55syl 17 . 2 (𝜑 → (𝐴 ≠ 0 → (abs‘𝐴) ∈ ℕ))
57 eqeq1 2737 . . . . 5 (𝑧 = (abs‘𝐴) → (𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)) ↔ (abs‘𝐴) = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦))))
58572rexbidv 3220 . . . 4 (𝑧 = (abs‘𝐴) → (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)) ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ (abs‘𝐴) = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦))))
59 bezout.1 . . . 4 𝑀 = {𝑧 ∈ ℕ ∣ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦))}
6058, 59elrab2 3684 . . 3 ((abs‘𝐴) ∈ 𝑀 ↔ ((abs‘𝐴) ∈ ℕ ∧ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ (abs‘𝐴) = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦))))
6160simplbi2com 504 . 2 (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ (abs‘𝐴) = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)) → ((abs‘𝐴) ∈ ℕ → (abs‘𝐴) ∈ 𝑀))
6253, 56, 61sylsyld 61 1 (𝜑 → (𝐴 ≠ 0 → (abs‘𝐴) ∈ 𝑀))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 397   = wceq 1542  wcel 2107  wne 2941  wrex 3071  {crab 3433  cfv 6539  (class class class)co 7403  cc 11103  cr 11104  0cc0 11105  1c1 11106   + caddc 11108   · cmul 11110  -cneg 11440  cn 12207  cz 12553  abscabs 15176
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5297  ax-nul 5304  ax-pow 5361  ax-pr 5425  ax-un 7719  ax-cnex 11161  ax-resscn 11162  ax-1cn 11163  ax-icn 11164  ax-addcl 11165  ax-addrcl 11166  ax-mulcl 11167  ax-mulrcl 11168  ax-mulcom 11169  ax-addass 11170  ax-mulass 11171  ax-distr 11172  ax-i2m1 11173  ax-1ne0 11174  ax-1rid 11175  ax-rnegex 11176  ax-rrecex 11177  ax-cnre 11178  ax-pre-lttri 11179  ax-pre-lttrn 11180  ax-pre-ltadd 11181  ax-pre-mulgt0 11182  ax-pre-sup 11183
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3776  df-csb 3892  df-dif 3949  df-un 3951  df-in 3953  df-ss 3963  df-pss 3965  df-nul 4321  df-if 4527  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4907  df-iun 4997  df-br 5147  df-opab 5209  df-mpt 5230  df-tr 5264  df-id 5572  df-eprel 5578  df-po 5586  df-so 5587  df-fr 5629  df-we 5631  df-xp 5680  df-rel 5681  df-cnv 5682  df-co 5683  df-dm 5684  df-rn 5685  df-res 5686  df-ima 5687  df-pred 6296  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6491  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-riota 7359  df-ov 7406  df-oprab 7407  df-mpo 7408  df-om 7850  df-2nd 7970  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8365  df-rdg 8404  df-er 8698  df-en 8935  df-dom 8936  df-sdom 8937  df-sup 9432  df-pnf 11245  df-mnf 11246  df-xr 11247  df-ltxr 11248  df-le 11249  df-sub 11441  df-neg 11442  df-div 11867  df-nn 12208  df-2 12270  df-3 12271  df-n0 12468  df-z 12554  df-uz 12818  df-rp 12970  df-seq 13962  df-exp 14023  df-cj 15041  df-re 15042  df-im 15043  df-sqrt 15177  df-abs 15178
This theorem is referenced by:  bezoutlem2  16477  bezoutlem4  16479
  Copyright terms: Public domain W3C validator