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

Theorem bezoutlem4 16423
Description: Lemma for bezout 16424. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Feb-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)
bezout.2 𝐺 = inf(𝑀, ℝ, < )
bezout.5 (𝜑 → ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0))
Assertion
Ref Expression
bezoutlem4 (𝜑 → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ 𝑀)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑧,𝐴   𝑥,𝐵,𝑦,𝑧   𝑥,𝐺,𝑦,𝑧   𝜑,𝑥,𝑦,𝑧   𝑥,𝑀,𝑦
Allowed substitution hint:   𝑀(𝑧)

Proof of Theorem bezoutlem4
Dummy variables 𝑡 𝑠 𝑢 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 bezout.3 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ ℤ)
2 bezout.4 . . . . . . . 8 (𝜑𝐵 ∈ ℤ)
3 gcddvds 16383 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐴 ∧ (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐵))
41, 2, 3syl2anc 584 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐴 ∧ (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐵))
54simpld 495 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐴)
61, 2gcdcld 16388 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℕ0)
76nn0zd 12525 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ)
8 divides 16138 . . . . . . 7 (((𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐴 ↔ ∃𝑠 ∈ ℤ (𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴))
97, 1, 8syl2anc 584 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐴 ↔ ∃𝑠 ∈ ℤ (𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴))
105, 9mpbid 231 . . . . 5 (𝜑 → ∃𝑠 ∈ ℤ (𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴)
114simprd 496 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐵)
12 divides 16138 . . . . . . 7 (((𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐵 ↔ ∃𝑡 ∈ ℤ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵))
137, 2, 12syl2anc 584 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐵 ↔ ∃𝑡 ∈ ℤ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵))
1411, 13mpbid 231 . . . . 5 (𝜑 → ∃𝑡 ∈ ℤ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵)
15 reeanv 3217 . . . . . 6 (∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℤ ((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵) ↔ (∃𝑠 ∈ ℤ (𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ ∃𝑡 ∈ ℤ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵))
16 bezout.1 . . . . . . . . . . 11 𝑀 = {𝑧 ∈ ℕ ∣ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦))}
17 bezout.2 . . . . . . . . . . 11 𝐺 = inf(𝑀, ℝ, < )
18 bezout.5 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0))
1916, 1, 2, 17, 18bezoutlem2 16421 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐺𝑀)
20 oveq2 7365 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑢 → (𝐴 · 𝑥) = (𝐴 · 𝑢))
2120oveq1d 7372 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑢 → ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)) = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑦)))
2221eqeq2d 2747 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑢 → (𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)) ↔ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑦))))
23 oveq2 7365 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = 𝑣 → (𝐵 · 𝑦) = (𝐵 · 𝑣))
2423oveq2d 7373 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = 𝑣 → ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑦)) = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣)))
2524eqeq2d 2747 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑣 → (𝑧 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑦)) ↔ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣))))
2622, 25cbvrex2vw 3228 . . . . . . . . . . . 12 (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)) ↔ ∃𝑢 ∈ ℤ ∃𝑣 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣)))
27 eqeq1 2740 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = 𝐺 → (𝑧 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣)) ↔ 𝐺 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣))))
28272rexbidv 3213 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = 𝐺 → (∃𝑢 ∈ ℤ ∃𝑣 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣)) ↔ ∃𝑢 ∈ ℤ ∃𝑣 ∈ ℤ 𝐺 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣))))
2926, 28bitrid 282 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝐺 → (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)) ↔ ∃𝑢 ∈ ℤ ∃𝑣 ∈ ℤ 𝐺 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣))))
3029, 16elrab2 3648 . . . . . . . . . 10 (𝐺𝑀 ↔ (𝐺 ∈ ℕ ∧ ∃𝑢 ∈ ℤ ∃𝑣 ∈ ℤ 𝐺 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣))))
3119, 30sylib 217 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺 ∈ ℕ ∧ ∃𝑢 ∈ ℤ ∃𝑣 ∈ ℤ 𝐺 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣))))
3231simprd 496 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∃𝑢 ∈ ℤ ∃𝑣 ∈ ℤ 𝐺 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣)))
33 simprrl 779 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → 𝑠 ∈ ℤ)
34 simprll 777 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → 𝑢 ∈ ℤ)
3533, 34zmulcld 12613 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → (𝑠 · 𝑢) ∈ ℤ)
36 simprrr 780 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → 𝑡 ∈ ℤ)
37 simprlr 778 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → 𝑣 ∈ ℤ)
3836, 37zmulcld 12613 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → (𝑡 · 𝑣) ∈ ℤ)
3935, 38zaddcld 12611 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → ((𝑠 · 𝑢) + (𝑡 · 𝑣)) ∈ ℤ)
407adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ)
41 dvdsmul2 16161 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑠 · 𝑢) + (𝑡 · 𝑣)) ∈ ℤ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ (((𝑠 · 𝑢) + (𝑡 · 𝑣)) · (𝐴 gcd 𝐵)))
4239, 40, 41syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ (((𝑠 · 𝑢) + (𝑡 · 𝑣)) · (𝐴 gcd 𝐵)))
4335zcnd 12608 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → (𝑠 · 𝑢) ∈ ℂ)
4440zcnd 12608 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℂ)
4538zcnd 12608 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → (𝑡 · 𝑣) ∈ ℂ)
4633zcnd 12608 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → 𝑠 ∈ ℂ)
4734zcnd 12608 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → 𝑢 ∈ ℂ)
4846, 47, 44mul32d 11365 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → ((𝑠 · 𝑢) · (𝐴 gcd 𝐵)) = ((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑢))
4936zcnd 12608 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → 𝑡 ∈ ℂ)
5037zcnd 12608 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → 𝑣 ∈ ℂ)
5149, 50, 44mul32d 11365 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → ((𝑡 · 𝑣) · (𝐴 gcd 𝐵)) = ((𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑣))
5248, 51oveq12d 7375 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → (((𝑠 · 𝑢) · (𝐴 gcd 𝐵)) + ((𝑡 · 𝑣) · (𝐴 gcd 𝐵))) = (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑢) + ((𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑣)))
5343, 44, 45, 52joinlmuladdmuld 11182 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → (((𝑠 · 𝑢) + (𝑡 · 𝑣)) · (𝐴 gcd 𝐵)) = (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑢) + ((𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑣)))
5442, 53breqtrd 5131 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑢) + ((𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑣)))
55 oveq1 7364 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 → ((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑢) = (𝐴 · 𝑢))
56 oveq1 7364 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵 → ((𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑣) = (𝐵 · 𝑣))
5755, 56oveqan12d 7376 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵) → (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑢) + ((𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑣)) = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣)))
5857breq2d 5117 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑢) + ((𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) · 𝑣)) ↔ (𝐴 gcd 𝐵) ∥ ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣))))
5954, 58syl5ibcom 244 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣))))
60 breq2 5109 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐺 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣)) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐺 ↔ (𝐴 gcd 𝐵) ∥ ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣))))
6160imbi2d 340 . . . . . . . . . . . 12 (𝐺 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣)) → ((((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐺) ↔ (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣)))))
6259, 61syl5ibrcom 246 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ))) → (𝐺 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣)) → (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐺)))
6362expr 457 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ)) → ((𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ) → (𝐺 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣)) → (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐺))))
6463com23 86 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ ℤ ∧ 𝑣 ∈ ℤ)) → (𝐺 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣)) → ((𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ) → (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐺))))
6564rexlimdvva 3205 . . . . . . . 8 (𝜑 → (∃𝑢 ∈ ℤ ∃𝑣 ∈ ℤ 𝐺 = ((𝐴 · 𝑢) + (𝐵 · 𝑣)) → ((𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ) → (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐺))))
6632, 65mpd 15 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ) → (((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐺)))
6766rexlimdvv 3204 . . . . . 6 (𝜑 → (∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℤ ((𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐺))
6815, 67biimtrrid 242 . . . . 5 (𝜑 → ((∃𝑠 ∈ ℤ (𝑠 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐴 ∧ ∃𝑡 ∈ ℤ (𝑡 · (𝐴 gcd 𝐵)) = 𝐵) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐺))
6910, 14, 68mp2and 697 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐺)
7031simpld 495 . . . . 5 (𝜑𝐺 ∈ ℕ)
71 dvdsle 16192 . . . . 5 (((𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ ∧ 𝐺 ∈ ℕ) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐺 → (𝐴 gcd 𝐵) ≤ 𝐺))
727, 70, 71syl2anc 584 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 𝐺 → (𝐴 gcd 𝐵) ≤ 𝐺))
7369, 72mpd 15 . . 3 (𝜑 → (𝐴 gcd 𝐵) ≤ 𝐺)
74 breq2 5109 . . . . 5 (𝐴 = 0 → (𝐺𝐴𝐺 ∥ 0))
7516, 1, 2bezoutlem1 16420 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 ≠ 0 → (abs‘𝐴) ∈ 𝑀))
7616, 1, 2, 17, 18bezoutlem3 16422 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((abs‘𝐴) ∈ 𝑀𝐺 ∥ (abs‘𝐴)))
7775, 76syld 47 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 ≠ 0 → 𝐺 ∥ (abs‘𝐴)))
7870nnzd 12526 . . . . . . . 8 (𝜑𝐺 ∈ ℤ)
79 dvdsabsb 16158 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝐺𝐴𝐺 ∥ (abs‘𝐴)))
8078, 1, 79syl2anc 584 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐺𝐴𝐺 ∥ (abs‘𝐴)))
8177, 80sylibrd 258 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 ≠ 0 → 𝐺𝐴))
8281imp 407 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → 𝐺𝐴)
83 dvds0 16154 . . . . . 6 (𝐺 ∈ ℤ → 𝐺 ∥ 0)
8478, 83syl 17 . . . . 5 (𝜑𝐺 ∥ 0)
8574, 82, 84pm2.61ne 3030 . . . 4 (𝜑𝐺𝐴)
86 breq2 5109 . . . . 5 (𝐵 = 0 → (𝐺𝐵𝐺 ∥ 0))
87 eqid 2736 . . . . . . . . . 10 {𝑧 ∈ ℕ ∣ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑥 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐴 · 𝑥))} = {𝑧 ∈ ℕ ∣ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑥 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐴 · 𝑥))}
8887, 2, 1bezoutlem1 16420 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵 ≠ 0 → (abs‘𝐵) ∈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑥 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐴 · 𝑥))}))
89 rexcom 3273 . . . . . . . . . . . . 13 (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)) ↔ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑥 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)))
901zcnd 12608 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
9190adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℤ)) → 𝐴 ∈ ℂ)
92 zcn 12504 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 ∈ ℤ → 𝑥 ∈ ℂ)
9392ad2antll 727 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℤ)) → 𝑥 ∈ ℂ)
9491, 93mulcld 11175 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℤ)) → (𝐴 · 𝑥) ∈ ℂ)
952zcnd 12608 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
9695adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℤ)) → 𝐵 ∈ ℂ)
97 zcn 12504 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑦 ∈ ℤ → 𝑦 ∈ ℂ)
9897ad2antrl 726 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℤ)) → 𝑦 ∈ ℂ)
9996, 98mulcld 11175 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℤ)) → (𝐵 · 𝑦) ∈ ℂ)
10094, 99addcomd 11357 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℤ)) → ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)) = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐴 · 𝑥)))
101100eqeq2d 2747 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℤ)) → (𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)) ↔ 𝑧 = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐴 · 𝑥))))
1021012rexbidva 3211 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑥 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)) ↔ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑥 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐴 · 𝑥))))
10389, 102bitrid 282 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦)) ↔ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑥 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐴 · 𝑥))))
104103rabbidv 3415 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → {𝑧 ∈ ℕ ∣ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐴 · 𝑥) + (𝐵 · 𝑦))} = {𝑧 ∈ ℕ ∣ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑥 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐴 · 𝑥))})
10516, 104eqtrid 2788 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀 = {𝑧 ∈ ℕ ∣ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑥 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐴 · 𝑥))})
106105eleq2d 2823 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((abs‘𝐵) ∈ 𝑀 ↔ (abs‘𝐵) ∈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ ∃𝑦 ∈ ℤ ∃𝑥 ∈ ℤ 𝑧 = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐴 · 𝑥))}))
10788, 106sylibrd 258 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐵 ≠ 0 → (abs‘𝐵) ∈ 𝑀))
10816, 1, 2, 17, 18bezoutlem3 16422 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((abs‘𝐵) ∈ 𝑀𝐺 ∥ (abs‘𝐵)))
109107, 108syld 47 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐵 ≠ 0 → 𝐺 ∥ (abs‘𝐵)))
110 dvdsabsb 16158 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐺𝐵𝐺 ∥ (abs‘𝐵)))
11178, 2, 110syl2anc 584 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐺𝐵𝐺 ∥ (abs‘𝐵)))
112109, 111sylibrd 258 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵 ≠ 0 → 𝐺𝐵))
113112imp 407 . . . . 5 ((𝜑𝐵 ≠ 0) → 𝐺𝐵)
11486, 113, 84pm2.61ne 3030 . . . 4 (𝜑𝐺𝐵)
115 dvdslegcd 16384 . . . . 5 (((𝐺 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐺𝐴𝐺𝐵) → 𝐺 ≤ (𝐴 gcd 𝐵)))
11678, 1, 2, 18, 115syl31anc 1373 . . . 4 (𝜑 → ((𝐺𝐴𝐺𝐵) → 𝐺 ≤ (𝐴 gcd 𝐵)))
11785, 114, 116mp2and 697 . . 3 (𝜑𝐺 ≤ (𝐴 gcd 𝐵))
1186nn0red 12474 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℝ)
11970nnred 12168 . . . 4 (𝜑𝐺 ∈ ℝ)
120118, 119letri3d 11297 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 gcd 𝐵) = 𝐺 ↔ ((𝐴 gcd 𝐵) ≤ 𝐺𝐺 ≤ (𝐴 gcd 𝐵))))
12173, 117, 120mpbir2and 711 . 2 (𝜑 → (𝐴 gcd 𝐵) = 𝐺)
122121, 19eqeltrd 2838 1 (𝜑 → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ 𝑀)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 396   = wceq 1541  wcel 2106  wne 2943  wrex 3073  {crab 3407   class class class wbr 5105  cfv 6496  (class class class)co 7357  infcinf 9377  cc 11049  cr 11050  0cc0 11051   + caddc 11054   · cmul 11056   < clt 11189  cle 11190  cn 12153  cz 12499  abscabs 15119  cdvds 16136   gcd cgcd 16374
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 2707  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-pre-sup 11129
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 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-iun 4956  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-om 7803  df-2nd 7922  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-er 8648  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-sup 9378  df-inf 9379  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-div 11813  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-n0 12414  df-z 12500  df-uz 12764  df-rp 12916  df-fl 13697  df-mod 13775  df-seq 13907  df-exp 13968  df-cj 14984  df-re 14985  df-im 14986  df-sqrt 15120  df-abs 15121  df-dvds 16137  df-gcd 16375
This theorem is referenced by:  bezout  16424
  Copyright terms: Public domain W3C validator