Theorem bezoutr1 16605

Description: Converse of bezout 16579 for when the greater common divisor is one (sufficient condition for relative primality). (Contributed by Stefan O'Rear, 23-Sep-2014.)

Assertion

Ref	Expression
bezoutr1	⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) → (((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1 → (𝐴 gcd 𝐵) = 1))

Proof of Theorem bezoutr1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		bezoutr 16604	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)))
2	1	adantr 484	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)))
3		simpr 488	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1)
4	2, 3	breqtrd 5128	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 gcd 𝐵) ∥ 1)
5		gcdcl 16542	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℕ0)
6	5	nn0zd 12595	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ)
7	6	ad2antrr 736	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ)
8		1nn 12223	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ ℕ
9	8	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → 1 ∈ ℕ)
10		dvdsle 16346	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℕ) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 1 → (𝐴 gcd 𝐵) ≤ 1))
11	7, 9, 10	syl2anc 593	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → ((𝐴 gcd 𝐵) ∥ 1 → (𝐴 gcd 𝐵) ≤ 1))
12	4, 11	mpd 15	. . 3 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 gcd 𝐵) ≤ 1)
13		simpll 776	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ))
14		oveq1 7405	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 = 0 → (𝐴 · 𝑋) = (0 · 𝑋))
15		oveq1 7405	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐵 = 0 → (𝐵 · 𝑌) = (0 · 𝑌))
16	14, 15	oveqan12d 7417	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = ((0 · 𝑋) + (0 · 𝑌)))
17		zcn 12575	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑋 ∈ ℤ → 𝑋 ∈ ℂ)
18	17	mul02d 11383	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑋 ∈ ℤ → (0 · 𝑋) = 0)
19		zcn 12575	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑌 ∈ ℤ → 𝑌 ∈ ℂ)
20	19	mul02d 11383	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑌 ∈ ℤ → (0 · 𝑌) = 0)
21	18, 20	oveqan12d 7417	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ) → ((0 · 𝑋) + (0 · 𝑌)) = (0 + 0))
22	16, 21	sylan9eqr 2821	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ) ∧ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = (0 + 0))
23		00id 11360	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0 + 0) = 0
24	22, 23	eqtrdi 2815	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ) ∧ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 0)
25	24	adantll 724	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 0)
26		0ne1 12291	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ≠ 1
27	26	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → 0 ≠ 1)
28	25, 27	eqnetrd 3026	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) ≠ 1)
29	28	ex 416	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) → ((𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0) → ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) ≠ 1))
30	29	necon2bd 2975	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) → (((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1 → ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)))
31	30	imp 410	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0))
32		gcdn0cl 16538	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝐴 = 0 ∧ 𝐵 = 0)) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℕ)
33	13, 31, 32	syl2anc 593	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℕ)
34		nnle1eq1 12245	. . . 4 ⊢ ((𝐴 gcd 𝐵) ∈ ℕ → ((𝐴 gcd 𝐵) ≤ 1 ↔ (𝐴 gcd 𝐵) = 1))
35	33, 34	syl 17	. . 3 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → ((𝐴 gcd 𝐵) ≤ 1 ↔ (𝐴 gcd 𝐵) = 1))
36	12, 35	mpbid 234	. 2 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) ∧ ((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1) → (𝐴 gcd 𝐵) = 1)
37	36	ex 416	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ)) → (((𝐴 · 𝑋) + (𝐵 · 𝑌)) = 1 → (𝐴 gcd 𝐵) = 1))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 399   = wceq 1562   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2959   class class class wbr 5102  (class class class)co 7398  0cc0 11075  1c1 11076   + caddc 11078   · cmul 11080   ≤ cle 11219  ℕcn 12212  ℤcz 12570   ∥ cdvds 16288   gcd cgcd 16530

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1817  ax-4 1831  ax-5 1932  ax-6 1989  ax-7 2030  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2214  ax-ext 2736  ax-sep 5248  ax-nul 5258  ax-pow 5324  ax-pr 5392  ax-un 7720  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152  ax-pre-sup 11153

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1100  df-3an 1101  df-tru 1565  df-fal 1575  df-ex 1802  df-nf 1806  df-sb 2093  df-mo 2568  df-eu 2598  df-clab 2743  df-cleq 2756  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3458  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5544  df-eprel 5549  df-po 5557  df-so 5558  df-fr 5602  df-we 5604  df-xp 5655  df-rel 5656  df-cnv 5657  df-co 5658  df-dm 5659  df-rn 5660  df-res 5661  df-ima 5662  df-pred 6290  df-ord 6351  df-on 6352  df-lim 6353  df-suc 6354  df-iota 6479  df-fun 6525  df-fn 6526  df-f 6527  df-f1 6528  df-fo 6529  df-f1o 6530  df-fv 6531  df-riota 7355  df-ov 7401  df-oprab 7402  df-mpo 7403  df-om 7849  df-2nd 7973  df-frecs 8264  df-wrecs 8295  df-recs 8344  df-rdg 8383  df-er 8680  df-en 8930  df-dom 8931  df-sdom 8932  df-sup 9390  df-inf 9391  df-pnf 11220  df-mnf 11221  df-xr 11222  df-ltxr 11223  df-le 11224  df-sub 11418  df-neg 11419  df-div 11847  df-nn 12213  df-2 12282  df-3 12283  df-n0 12484  df-z 12571  df-uz 12842  df-rp 12996  df-seq 14017  df-exp 14077  df-cj 15128  df-re 15129  df-im 15130  df-sqrt 15264  df-abs 15265  df-dvds 16289  df-gcd 16531

This theorem is referenced by:  divgcdcoprm0  16701  primrootscoprbij  42724  jm2.19lem1  43571