MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  bezoutlem4 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem bezoutlem4 16486
Description: Lemma for bezout 16487. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Feb-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
bezout.1 ๐‘€ = {๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ฅ) + (๐ต ยท ๐‘ฆ))}
bezout.3 (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค)
bezout.4 (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ค)
bezout.2 ๐บ = inf(๐‘€, โ„, < )
bezout.5 (๐œ‘ โ†’ ยฌ (๐ด = 0 โˆง ๐ต = 0))
Assertion
Ref Expression
bezoutlem4 (๐œ‘ โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆˆ ๐‘€)
Distinct variable groups:   ๐‘ฅ,๐‘ฆ,๐‘ง,๐ด   ๐‘ฅ,๐ต,๐‘ฆ,๐‘ง   ๐‘ฅ,๐บ,๐‘ฆ,๐‘ง   ๐œ‘,๐‘ฅ,๐‘ฆ,๐‘ง   ๐‘ฅ,๐‘€,๐‘ฆ
Allowed substitution hint:   ๐‘€(๐‘ง)

Proof of Theorem bezoutlem4
Dummy variables ๐‘ก ๐‘  ๐‘ข ๐‘ฃ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 bezout.3 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค)
2 bezout.4 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ค)
3 gcddvds 16446 . . . . . . . 8 ((๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐ด โˆง (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐ต))
41, 2, 3syl2anc 584 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐ด โˆง (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐ต))
54simpld 495 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐ด)
61, 2gcdcld 16451 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆˆ โ„•0)
76nn0zd 12586 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆˆ โ„ค)
8 divides 16201 . . . . . . 7 (((๐ด gcd ๐ต) โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐ด โ†” โˆƒ๐‘  โˆˆ โ„ค (๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด))
97, 1, 8syl2anc 584 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐ด โ†” โˆƒ๐‘  โˆˆ โ„ค (๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด))
105, 9mpbid 231 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘  โˆˆ โ„ค (๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด)
114simprd 496 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐ต)
12 divides 16201 . . . . . . 7 (((๐ด gcd ๐ต) โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐ต โ†” โˆƒ๐‘ก โˆˆ โ„ค (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต))
137, 2, 12syl2anc 584 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐ต โ†” โˆƒ๐‘ก โˆˆ โ„ค (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต))
1411, 13mpbid 231 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘ก โˆˆ โ„ค (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต)
15 reeanv 3226 . . . . . 6 (โˆƒ๐‘  โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ก โˆˆ โ„ค ((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต) โ†” (โˆƒ๐‘  โˆˆ โ„ค (๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง โˆƒ๐‘ก โˆˆ โ„ค (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต))
16 bezout.1 . . . . . . . . . . 11 ๐‘€ = {๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ฅ) + (๐ต ยท ๐‘ฆ))}
17 bezout.2 . . . . . . . . . . 11 ๐บ = inf(๐‘€, โ„, < )
18 bezout.5 . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ ยฌ (๐ด = 0 โˆง ๐ต = 0))
1916, 1, 2, 17, 18bezoutlem2 16484 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐‘€)
20 oveq2 7419 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘ฅ = ๐‘ข โ†’ (๐ด ยท ๐‘ฅ) = (๐ด ยท ๐‘ข))
2120oveq1d 7426 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ฅ = ๐‘ข โ†’ ((๐ด ยท ๐‘ฅ) + (๐ต ยท ๐‘ฆ)) = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฆ)))
2221eqeq2d 2743 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ฅ = ๐‘ข โ†’ (๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ฅ) + (๐ต ยท ๐‘ฆ)) โ†” ๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฆ))))
23 oveq2 7419 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘ฆ = ๐‘ฃ โ†’ (๐ต ยท ๐‘ฆ) = (๐ต ยท ๐‘ฃ))
2423oveq2d 7427 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ฆ = ๐‘ฃ โ†’ ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฆ)) = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ)))
2524eqeq2d 2743 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ฆ = ๐‘ฃ โ†’ (๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฆ)) โ†” ๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ))))
2622, 25cbvrex2vw 3239 . . . . . . . . . . . 12 (โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ฅ) + (๐ต ยท ๐‘ฆ)) โ†” โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ)))
27 eqeq1 2736 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ง = ๐บ โ†’ (๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ)) โ†” ๐บ = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ))))
28272rexbidv 3219 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ง = ๐บ โ†’ (โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ)) โ†” โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค ๐บ = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ))))
2926, 28bitrid 282 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ง = ๐บ โ†’ (โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ฅ) + (๐ต ยท ๐‘ฆ)) โ†” โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค ๐บ = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ))))
3029, 16elrab2 3686 . . . . . . . . . 10 (๐บ โˆˆ ๐‘€ โ†” (๐บ โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค ๐บ = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ))))
3119, 30sylib 217 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ (๐บ โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค ๐บ = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ))))
3231simprd 496 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค ๐บ = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ)))
33 simprrl 779 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ ๐‘  โˆˆ โ„ค)
34 simprll 777 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ ๐‘ข โˆˆ โ„ค)
3533, 34zmulcld 12674 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ (๐‘  ยท ๐‘ข) โˆˆ โ„ค)
36 simprrr 780 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ ๐‘ก โˆˆ โ„ค)
37 simprlr 778 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค)
3836, 37zmulcld 12674 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ (๐‘ก ยท ๐‘ฃ) โˆˆ โ„ค)
3935, 38zaddcld 12672 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ ((๐‘  ยท ๐‘ข) + (๐‘ก ยท ๐‘ฃ)) โˆˆ โ„ค)
407adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆˆ โ„ค)
41 dvdsmul2 16224 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((๐‘  ยท ๐‘ข) + (๐‘ก ยท ๐‘ฃ)) โˆˆ โ„ค โˆง (๐ด gcd ๐ต) โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ (((๐‘  ยท ๐‘ข) + (๐‘ก ยท ๐‘ฃ)) ยท (๐ด gcd ๐ต)))
4239, 40, 41syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ (((๐‘  ยท ๐‘ข) + (๐‘ก ยท ๐‘ฃ)) ยท (๐ด gcd ๐ต)))
4335zcnd 12669 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ (๐‘  ยท ๐‘ข) โˆˆ โ„‚)
4440zcnd 12669 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆˆ โ„‚)
4538zcnd 12669 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ (๐‘ก ยท ๐‘ฃ) โˆˆ โ„‚)
4633zcnd 12669 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ ๐‘  โˆˆ โ„‚)
4734zcnd 12669 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ ๐‘ข โˆˆ โ„‚)
4846, 47, 44mul32d 11426 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ ((๐‘  ยท ๐‘ข) ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ข))
4936zcnd 12669 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ ๐‘ก โˆˆ โ„‚)
5037zcnd 12669 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ ๐‘ฃ โˆˆ โ„‚)
5149, 50, 44mul32d 11426 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ ((๐‘ก ยท ๐‘ฃ) ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ((๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ฃ))
5248, 51oveq12d 7429 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ (((๐‘  ยท ๐‘ข) ยท (๐ด gcd ๐ต)) + ((๐‘ก ยท ๐‘ฃ) ยท (๐ด gcd ๐ต))) = (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ข) + ((๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ฃ)))
5343, 44, 45, 52joinlmuladdmuld 11243 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ (((๐‘  ยท ๐‘ข) + (๐‘ก ยท ๐‘ฃ)) ยท (๐ด gcd ๐ต)) = (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ข) + ((๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ฃ)))
5442, 53breqtrd 5174 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ข) + ((๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ฃ)))
55 oveq1 7418 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โ†’ ((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ข) = (๐ด ยท ๐‘ข))
56 oveq1 7418 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต โ†’ ((๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ฃ) = (๐ต ยท ๐‘ฃ))
5755, 56oveqan12d 7430 . . . . . . . . . . . . . 14 (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต) โ†’ (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ข) + ((๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ฃ)) = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ)))
5857breq2d 5160 . . . . . . . . . . . . 13 (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) โˆฅ (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ข) + ((๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) ยท ๐‘ฃ)) โ†” (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ))))
5954, 58syl5ibcom 244 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ))))
60 breq2 5152 . . . . . . . . . . . . 13 (๐บ = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ)) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐บ โ†” (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ))))
6160imbi2d 340 . . . . . . . . . . . 12 (๐บ = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ)) โ†’ ((((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐บ) โ†” (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ)))))
6259, 61syl5ibrcom 246 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง ((๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค) โˆง (๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค))) โ†’ (๐บ = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ)) โ†’ (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐บ)))
6362expr 457 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง (๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค)) โ†’ ((๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐บ = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ)) โ†’ (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐บ))))
6463com23 86 . . . . . . . . 9 ((๐œ‘ โˆง (๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐บ = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ)) โ†’ ((๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค) โ†’ (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐บ))))
6564rexlimdvva 3211 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค ๐บ = ((๐ด ยท ๐‘ข) + (๐ต ยท ๐‘ฃ)) โ†’ ((๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค) โ†’ (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐บ))))
6632, 65mpd 15 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ((๐‘  โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ค) โ†’ (((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐บ)))
6766rexlimdvv 3210 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (โˆƒ๐‘  โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ก โˆˆ โ„ค ((๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐บ))
6815, 67biimtrrid 242 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ((โˆƒ๐‘  โˆˆ โ„ค (๐‘  ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ด โˆง โˆƒ๐‘ก โˆˆ โ„ค (๐‘ก ยท (๐ด gcd ๐ต)) = ๐ต) โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐บ))
6910, 14, 68mp2and 697 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐บ)
7031simpld 495 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ โ„•)
71 dvdsle 16255 . . . . 5 (((๐ด gcd ๐ต) โˆˆ โ„ค โˆง ๐บ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐บ โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โ‰ค ๐บ))
727, 70, 71syl2anc 584 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) โˆฅ ๐บ โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โ‰ค ๐บ))
7369, 72mpd 15 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โ‰ค ๐บ)
74 breq2 5152 . . . . 5 (๐ด = 0 โ†’ (๐บ โˆฅ ๐ด โ†” ๐บ โˆฅ 0))
7516, 1, 2bezoutlem1 16483 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (๐ด โ‰  0 โ†’ (absโ€˜๐ด) โˆˆ ๐‘€))
7616, 1, 2, 17, 18bezoutlem3 16485 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ((absโ€˜๐ด) โˆˆ ๐‘€ โ†’ ๐บ โˆฅ (absโ€˜๐ด)))
7775, 76syld 47 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (๐ด โ‰  0 โ†’ ๐บ โˆฅ (absโ€˜๐ด)))
7870nnzd 12587 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ โ„ค)
79 dvdsabsb 16221 . . . . . . . 8 ((๐บ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐บ โˆฅ ๐ด โ†” ๐บ โˆฅ (absโ€˜๐ด)))
8078, 1, 79syl2anc 584 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (๐บ โˆฅ ๐ด โ†” ๐บ โˆฅ (absโ€˜๐ด)))
8177, 80sylibrd 258 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (๐ด โ‰  0 โ†’ ๐บ โˆฅ ๐ด))
8281imp 407 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰  0) โ†’ ๐บ โˆฅ ๐ด)
83 dvds0 16217 . . . . . 6 (๐บ โˆˆ โ„ค โ†’ ๐บ โˆฅ 0)
8478, 83syl 17 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆฅ 0)
8574, 82, 84pm2.61ne 3027 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆฅ ๐ด)
86 breq2 5152 . . . . 5 (๐ต = 0 โ†’ (๐บ โˆฅ ๐ต โ†” ๐บ โˆฅ 0))
87 eqid 2732 . . . . . . . . . 10 {๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ต ยท ๐‘ฆ) + (๐ด ยท ๐‘ฅ))} = {๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ต ยท ๐‘ฆ) + (๐ด ยท ๐‘ฅ))}
8887, 2, 1bezoutlem1 16483 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ (๐ต โ‰  0 โ†’ (absโ€˜๐ต) โˆˆ {๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ต ยท ๐‘ฆ) + (๐ด ยท ๐‘ฅ))}))
89 rexcom 3287 . . . . . . . . . . . . 13 (โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ฅ) + (๐ต ยท ๐‘ฆ)) โ†” โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ฅ) + (๐ต ยท ๐‘ฆ)))
901zcnd 12669 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)
9190adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค)) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)
92 zcn 12565 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚)
9392ad2antll 727 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚)
9491, 93mulcld 11236 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐ด ยท ๐‘ฅ) โˆˆ โ„‚)
952zcnd 12669 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)
9695adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค)) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)
97 zcn 12565 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚)
9897ad2antrl 726 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค)) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚)
9996, 98mulcld 11236 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐ต ยท ๐‘ฆ) โˆˆ โ„‚)
10094, 99addcomd 11418 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค)) โ†’ ((๐ด ยท ๐‘ฅ) + (๐ต ยท ๐‘ฆ)) = ((๐ต ยท ๐‘ฆ) + (๐ด ยท ๐‘ฅ)))
101100eqeq2d 2743 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ฅ) + (๐ต ยท ๐‘ฆ)) โ†” ๐‘ง = ((๐ต ยท ๐‘ฆ) + (๐ด ยท ๐‘ฅ))))
1021012rexbidva 3217 . . . . . . . . . . . . 13 (๐œ‘ โ†’ (โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ฅ) + (๐ต ยท ๐‘ฆ)) โ†” โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ต ยท ๐‘ฆ) + (๐ด ยท ๐‘ฅ))))
10389, 102bitrid 282 . . . . . . . . . . . 12 (๐œ‘ โ†’ (โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ฅ) + (๐ต ยท ๐‘ฆ)) โ†” โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ต ยท ๐‘ฆ) + (๐ด ยท ๐‘ฅ))))
104103rabbidv 3440 . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ {๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ด ยท ๐‘ฅ) + (๐ต ยท ๐‘ฆ))} = {๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ต ยท ๐‘ฆ) + (๐ด ยท ๐‘ฅ))})
10516, 104eqtrid 2784 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ = {๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ต ยท ๐‘ฆ) + (๐ด ยท ๐‘ฅ))})
106105eleq2d 2819 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ((absโ€˜๐ต) โˆˆ ๐‘€ โ†” (absโ€˜๐ต) โˆˆ {๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ((๐ต ยท ๐‘ฆ) + (๐ด ยท ๐‘ฅ))}))
10788, 106sylibrd 258 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (๐ต โ‰  0 โ†’ (absโ€˜๐ต) โˆˆ ๐‘€))
10816, 1, 2, 17, 18bezoutlem3 16485 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ((absโ€˜๐ต) โˆˆ ๐‘€ โ†’ ๐บ โˆฅ (absโ€˜๐ต)))
109107, 108syld 47 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (๐ต โ‰  0 โ†’ ๐บ โˆฅ (absโ€˜๐ต)))
110 dvdsabsb 16221 . . . . . . . 8 ((๐บ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐บ โˆฅ ๐ต โ†” ๐บ โˆฅ (absโ€˜๐ต)))
11178, 2, 110syl2anc 584 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (๐บ โˆฅ ๐ต โ†” ๐บ โˆฅ (absโ€˜๐ต)))
112109, 111sylibrd 258 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (๐ต โ‰  0 โ†’ ๐บ โˆฅ ๐ต))
113112imp 407 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  0) โ†’ ๐บ โˆฅ ๐ต)
11486, 113, 84pm2.61ne 3027 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆฅ ๐ต)
115 dvdslegcd 16447 . . . . 5 (((๐บ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค) โˆง ยฌ (๐ด = 0 โˆง ๐ต = 0)) โ†’ ((๐บ โˆฅ ๐ด โˆง ๐บ โˆฅ ๐ต) โ†’ ๐บ โ‰ค (๐ด gcd ๐ต)))
11678, 1, 2, 18, 115syl31anc 1373 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ((๐บ โˆฅ ๐ด โˆง ๐บ โˆฅ ๐ต) โ†’ ๐บ โ‰ค (๐ด gcd ๐ต)))
11785, 114, 116mp2and 697 . . 3 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โ‰ค (๐ด gcd ๐ต))
1186nn0red 12535 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆˆ โ„)
11970nnred 12229 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ โ„)
120118, 119letri3d 11358 . . 3 (๐œ‘ โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) = ๐บ โ†” ((๐ด gcd ๐ต) โ‰ค ๐บ โˆง ๐บ โ‰ค (๐ด gcd ๐ต))))
12173, 117, 120mpbir2and 711 . 2 (๐œ‘ โ†’ (๐ด gcd ๐ต) = ๐บ)
122121, 19eqeltrd 2833 1 (๐œ‘ โ†’ (๐ด gcd ๐ต) โˆˆ ๐‘€)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ยฌ wn 3   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 396   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106   โ‰  wne 2940  โˆƒwrex 3070  {crab 3432   class class class wbr 5148  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7411  infcinf 9438  โ„‚cc 11110  โ„cr 11111  0cc0 11112   + caddc 11115   ยท cmul 11117   < clt 11250   โ‰ค cle 11251  โ„•cn 12214  โ„คcz 12560  abscabs 15183   โˆฅ cdvds 16199   gcd cgcd 16437
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-sup 9439  df-inf 9440  df-pnf 11252  df-mnf 11253  df-xr 11254  df-ltxr 11255  df-le 11256  df-sub 11448  df-neg 11449  df-div 11874  df-nn 12215  df-2 12277  df-3 12278  df-n0 12475  df-z 12561  df-uz 12825  df-rp 12977  df-fl 13759  df-mod 13837  df-seq 13969  df-exp 14030  df-cj 15048  df-re 15049  df-im 15050  df-sqrt 15184  df-abs 15185  df-dvds 16200  df-gcd 16438
This theorem is referenced by:  bezout  16487
  Copyright terms: Public domain W3C validator