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Theorem dvdsmulf1o 27550
Description: If 𝑀 and 𝑁 are two coprime integers, multiplication forms a bijection from the set of pairs ⟨𝑗, 𝑘⟩ where 𝑗 ∥ 𝑀 and 𝑘 ∥ 𝑁, to the set of divisors of 𝑀 · 𝑁. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Jul-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
dvdsmulf1o.1 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
dvdsmulf1o.2 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
dvdsmulf1o.3 (𝜑 → (𝑀 gcd 𝑁) = 1)
dvdsmulf1o.x 𝑋 = {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥 ∥ 𝑀}
dvdsmulf1o.y 𝑌 = {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥 ∥ 𝑁}
dvdsmulf1o.z 𝑍 = {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥 ∥ (𝑀 · 𝑁)}
Assertion
Ref Expression
dvdsmulf1o (𝜑 → ( · ↾ (𝑋 × 𝑌)):(𝑋 × 𝑌)⟶1-1onto𝑍)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑀   𝑥,𝑁
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝑋(𝑥)   𝑌(𝑥)   𝑍(𝑥)

Proof of Theorem dvdsmulf1o
Dummy variables 𝑖 𝑢 𝑗 𝑚 𝑛 𝑣 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ax-mulf 11304 . . . . . . 7 · :(ℂ × ℂ)⟶ℂ
2 ffn 6728 . . . . . . 7 ( · :(ℂ × ℂ)⟶ℂ → · Fn (ℂ × ℂ))
31, 2ax-mp 5 . . . . . 6 · Fn (ℂ × ℂ)
4 dvdsmulf1o.x . . . . . . . . 9 𝑋 = {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥 ∥ 𝑀}
54ssrab3 4010 . . . . . . . 8 𝑋 ⊆ ℕ
6 nnsscn 12364 . . . . . . . 8 ℕ ⊆ ℂ
75, 6sstri 3922 . . . . . . 7 𝑋 ⊆ ℂ
8 dvdsmulf1o.y . . . . . . . . 9 𝑌 = {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥 ∥ 𝑁}
98ssrab3 4010 . . . . . . . 8 𝑌 ⊆ ℕ
109, 6sstri 3922 . . . . . . 7 𝑌 ⊆ ℂ
11 xpss12 5670 . . . . . . 7 ((𝑋 ⊆ ℂ ∧ 𝑌 ⊆ ℂ) → (𝑋 × 𝑌) ⊆ (ℂ × ℂ))
127, 10, 11mp2an 705 . . . . . 6 (𝑋 × 𝑌) ⊆ (ℂ × ℂ)
13 fnssres 6681 . . . . . 6 (( · Fn (ℂ × ℂ) ∧ (𝑋 × 𝑌) ⊆ (ℂ × ℂ)) → ( · ↾ (𝑋 × 𝑌)) Fn (𝑋 × 𝑌))
143, 12, 13mp2an 705 . . . . 5 ( · ↾ (𝑋 × 𝑌)) Fn (𝑋 × 𝑌)
1514a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ( · ↾ (𝑋 × 𝑌)) Fn (𝑋 × 𝑌))
16 ovres 7607 . . . . . . 7 ((𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌) → (𝑖( · ↾ (𝑋 × 𝑌))𝑗) = (𝑖 · 𝑗))
1716adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → (𝑖( · ↾ (𝑋 × 𝑌))𝑗) = (𝑖 · 𝑗))
18 breq1 5109 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑖 → (𝑥 ∥ 𝑀 ↔ 𝑖 ∥ 𝑀))
1918, 4elrab2 3652 . . . . . . . . . 10 (𝑖 ∈ 𝑋 ↔ (𝑖 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∥ 𝑀))
2019simplbi 502 . . . . . . . . 9 (𝑖 ∈ 𝑋 → 𝑖 ∈ ℕ)
2120ad2antrl 741 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → 𝑖 ∈ ℕ)
22 breq1 5109 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑗 → (𝑥 ∥ 𝑁 ↔ 𝑗 ∥ 𝑁))
2322, 8elrab2 3652 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ 𝑌 ↔ (𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∥ 𝑁))
2423simplbi 502 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ 𝑌 → 𝑗 ∈ ℕ)
2524ad2antll 742 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → 𝑗 ∈ ℕ)
2621, 25nnmulcld 12415 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → (𝑖 · 𝑗) ∈ ℕ)
2723simprbi 503 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ 𝑌 → 𝑗 ∥ 𝑁)
2827ad2antll 742 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → 𝑗 ∥ 𝑁)
2919simprbi 503 . . . . . . . . 9 (𝑖 ∈ 𝑋 → 𝑖 ∥ 𝑀)
3029ad2antrl 741 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → 𝑖 ∥ 𝑀)
3125nnzd 12743 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → 𝑗 ∈ ℤ)
32 dvdsmulf1o.2 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
3332adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → 𝑁 ∈ ℕ)
3433nnzd 12743 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → 𝑁 ∈ ℤ)
3521nnzd 12743 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → 𝑖 ∈ ℤ)
36 dvdscmul 16478 . . . . . . . . . 10 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝑗 ∥ 𝑁 → (𝑖 · 𝑗) ∥ (𝑖 · 𝑁)))
3731, 34, 35, 36syl3anc 1399 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → (𝑗 ∥ 𝑁 → (𝑖 · 𝑗) ∥ (𝑖 · 𝑁)))
38 dvdsmulf1o.1 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
3938adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → 𝑀 ∈ ℕ)
4039nnzd 12743 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → 𝑀 ∈ ℤ)
41 dvdsmulc 16479 . . . . . . . . . 10 ((𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑖 ∥ 𝑀 → (𝑖 · 𝑁) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
4235, 40, 34, 41syl3anc 1399 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → (𝑖 ∥ 𝑀 → (𝑖 · 𝑁) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
4326nnzd 12743 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → (𝑖 · 𝑗) ∈ ℤ)
4435, 34zmulcld 12833 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → (𝑖 · 𝑁) ∈ ℤ)
4540, 34zmulcld 12833 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → (𝑀 · 𝑁) ∈ ℤ)
46 dvdstr 16490 . . . . . . . . . 10 (((𝑖 · 𝑗) ∈ ℤ ∧ (𝑖 · 𝑁) ∈ ℤ ∧ (𝑀 · 𝑁) ∈ ℤ) → (((𝑖 · 𝑗) ∥ (𝑖 · 𝑁) ∧ (𝑖 · 𝑁) ∥ (𝑀 · 𝑁)) → (𝑖 · 𝑗) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
4743, 44, 45, 46syl3anc 1399 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → (((𝑖 · 𝑗) ∥ (𝑖 · 𝑁) ∧ (𝑖 · 𝑁) ∥ (𝑀 · 𝑁)) → (𝑖 · 𝑗) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
4837, 42, 47syl2and 620 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → ((𝑗 ∥ 𝑁 ∧ 𝑖 ∥ 𝑀) → (𝑖 · 𝑗) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
4928, 30, 48mp2and 712 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → (𝑖 · 𝑗) ∥ (𝑀 · 𝑁))
50 breq1 5109 . . . . . . . 8 (𝑥 = (𝑖 · 𝑗) → (𝑥 ∥ (𝑀 · 𝑁) ↔ (𝑖 · 𝑗) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
51 dvdsmulf1o.z . . . . . . . 8 𝑍 = {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥 ∥ (𝑀 · 𝑁)}
5250, 51elrab2 3652 . . . . . . 7 ((𝑖 · 𝑗) ∈ 𝑍 ↔ ((𝑖 · 𝑗) ∈ ℕ ∧ (𝑖 · 𝑗) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
5326, 49, 52sylanbrc 595 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → (𝑖 · 𝑗) ∈ 𝑍)
5417, 53eqeltrd 2864 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → (𝑖( · ↾ (𝑋 × 𝑌))𝑗) ∈ 𝑍)
5554ralrimivva 3209 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑖 ∈ 𝑋 ∀𝑗 ∈ 𝑌 (𝑖( · ↾ (𝑋 × 𝑌))𝑗) ∈ 𝑍)
56 ffnov 7566 . . . 4 (( · ↾ (𝑋 × 𝑌)):(𝑋 × 𝑌)⟶𝑍 ↔ (( · ↾ (𝑋 × 𝑌)) Fn (𝑋 × 𝑌) ∧ ∀𝑖 ∈ 𝑋 ∀𝑗 ∈ 𝑌 (𝑖( · ↾ (𝑋 × 𝑌))𝑗) ∈ 𝑍))
5715, 55, 56sylanbrc 595 . . 3 (𝜑 → ( · ↾ (𝑋 × 𝑌)):(𝑋 × 𝑌)⟶𝑍)
5821adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑖 ∈ ℕ)
5958nnnn0d 12691 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑖 ∈ ℕ0)
60 simprll 791 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑚 ∈ 𝑋)
61 breq1 5109 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑚 → (𝑥 ∥ 𝑀 ↔ 𝑚 ∥ 𝑀))
6261, 4elrab2 3652 . . . . . . . . . . . 12 (𝑚 ∈ 𝑋 ↔ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑚 ∥ 𝑀))
6362simplbi 502 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 ∈ 𝑋 → 𝑚 ∈ ℕ)
6460, 63syl 18 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑚 ∈ ℕ)
6564nnnn0d 12691 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑚 ∈ ℕ0)
6658nnzd 12743 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑖 ∈ ℤ)
6725adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑗 ∈ ℕ)
6867nnzd 12743 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑗 ∈ ℤ)
69 dvdsmul1 16473 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → 𝑖 ∥ (𝑖 · 𝑗))
7066, 68, 69syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑖 ∥ (𝑖 · 𝑗))
71 simprr 785 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))
727, 60sselid 3911 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑚 ∈ ℂ)
73 simprlr 792 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑛 ∈ 𝑌)
74 breq1 5109 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = 𝑛 → (𝑥 ∥ 𝑁 ↔ 𝑛 ∥ 𝑁))
7574, 8elrab2 3652 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 ∈ 𝑌 ↔ (𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∥ 𝑁))
7675simplbi 502 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛 ∈ 𝑌 → 𝑛 ∈ ℕ)
7773, 76syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑛 ∈ ℕ)
7877nncnd 12375 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑛 ∈ ℂ)
7972, 78mulcomd 11354 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑚 · 𝑛) = (𝑛 · 𝑚))
8071, 79eqtrd 2798 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑖 · 𝑗) = (𝑛 · 𝑚))
8170, 80breqtrd 5134 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑖 ∥ (𝑛 · 𝑚))
8277nnzd 12743 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑛 ∈ ℤ)
8334adantr 486 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑁 ∈ ℤ)
8466, 83gcdcomd 16712 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑖 gcd 𝑁) = (𝑁 gcd 𝑖))
8540adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑀 ∈ ℤ)
8632nnzd 12743 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
8738nnzd 12743 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
8886, 87gcdcomd 16712 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑁 gcd 𝑀) = (𝑀 gcd 𝑁))
89 dvdsmulf1o.3 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑀 gcd 𝑁) = 1)
9088, 89eqtrd 2798 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑁 gcd 𝑀) = 1)
9190ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑁 gcd 𝑀) = 1)
9230adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑖 ∥ 𝑀)
93 rpdvds 16861 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) ∧ ((𝑁 gcd 𝑀) = 1 ∧ 𝑖 ∥ 𝑀)) → (𝑁 gcd 𝑖) = 1)
9483, 66, 85, 91, 92, 93syl32anc 1406 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑁 gcd 𝑖) = 1)
9584, 94eqtrd 2798 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑖 gcd 𝑁) = 1)
9675simprbi 503 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ 𝑌 → 𝑛 ∥ 𝑁)
9773, 96syl 18 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑛 ∥ 𝑁)
98 rpdvds 16861 . . . . . . . . . . 11 (((𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝑖 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)) → (𝑖 gcd 𝑛) = 1)
9966, 82, 83, 95, 97, 98syl32anc 1406 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑖 gcd 𝑛) = 1)
10064nnzd 12743 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑚 ∈ ℤ)
101 coprmdvds 16854 . . . . . . . . . . 11 ((𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → ((𝑖 ∥ (𝑛 · 𝑚) ∧ (𝑖 gcd 𝑛) = 1) → 𝑖 ∥ 𝑚))
10266, 82, 100, 101syl3anc 1399 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → ((𝑖 ∥ (𝑛 · 𝑚) ∧ (𝑖 gcd 𝑛) = 1) → 𝑖 ∥ 𝑚))
10381, 99, 102mp2and 712 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑖 ∥ 𝑚)
104 dvdsmul1 16473 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → 𝑚 ∥ (𝑚 · 𝑛))
105100, 82, 104syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑚 ∥ (𝑚 · 𝑛))
10658nncnd 12375 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑖 ∈ ℂ)
10767nncnd 12375 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑗 ∈ ℂ)
108106, 107mulcomd 11354 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑖 · 𝑗) = (𝑗 · 𝑖))
10971, 108eqtr3d 2800 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑚 · 𝑛) = (𝑗 · 𝑖))
110105, 109breqtrd 5134 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑚 ∥ (𝑗 · 𝑖))
111100, 83gcdcomd 16712 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑚 gcd 𝑁) = (𝑁 gcd 𝑚))
11262simprbi 503 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑚 ∈ 𝑋 → 𝑚 ∥ 𝑀)
11360, 112syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑚 ∥ 𝑀)
114 rpdvds 16861 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) ∧ ((𝑁 gcd 𝑀) = 1 ∧ 𝑚 ∥ 𝑀)) → (𝑁 gcd 𝑚) = 1)
11583, 100, 85, 91, 113, 114syl32anc 1406 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑁 gcd 𝑚) = 1)
116111, 115eqtrd 2798 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑚 gcd 𝑁) = 1)
11728adantr 486 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑗 ∥ 𝑁)
118 rpdvds 16861 . . . . . . . . . . 11 (((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝑚 gcd 𝑁) = 1 ∧ 𝑗 ∥ 𝑁)) → (𝑚 gcd 𝑗) = 1)
119100, 68, 83, 116, 117, 118syl32anc 1406 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑚 gcd 𝑗) = 1)
120 coprmdvds 16854 . . . . . . . . . . 11 ((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝑚 ∥ (𝑗 · 𝑖) ∧ (𝑚 gcd 𝑗) = 1) → 𝑚 ∥ 𝑖))
121100, 68, 66, 120syl3anc 1399 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → ((𝑚 ∥ (𝑗 · 𝑖) ∧ (𝑚 gcd 𝑗) = 1) → 𝑚 ∥ 𝑖))
122110, 119, 121mp2and 712 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑚 ∥ 𝑖)
123 dvdseq 16510 . . . . . . . . 9 (((𝑖 ∈ ℕ0 ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) ∧ (𝑖 ∥ 𝑚 ∧ 𝑚 ∥ 𝑖)) → 𝑖 = 𝑚)
12459, 65, 103, 122, 123syl22anc 852 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑖 = 𝑚)
12558nnne0d 12412 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑖 ≠ 0)
126124oveq1d 7455 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑖 · 𝑛) = (𝑚 · 𝑛))
12771, 126eqtr4d 2801 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → (𝑖 · 𝑗) = (𝑖 · 𝑛))
128107, 78, 106, 125, 127mulcanad 11975 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → 𝑗 = 𝑛)
129124, 128opeq12d 4851 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ ((𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌) ∧ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛))) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ = ⟨𝑚, 𝑛⟩)
130129expr 462 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) ∧ (𝑚 ∈ 𝑋 ∧ 𝑛 ∈ 𝑌)) → ((𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ = ⟨𝑚, 𝑛⟩))
131130ralrimivva 3209 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑋 ∧ 𝑗 ∈ 𝑌)) → ∀𝑚 ∈ 𝑋 ∀𝑛 ∈ 𝑌 ((𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ = ⟨𝑚, 𝑛⟩))
132131ralrimivva 3209 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑖 ∈ 𝑋 ∀𝑗 ∈ 𝑌 ∀𝑚 ∈ 𝑋 ∀𝑛 ∈ 𝑌 ((𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ = ⟨𝑚, 𝑛⟩))
133 fvres 6924 . . . . . . . . 9 (𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌) → (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑢) = ( · ‘𝑢))
134 fvres 6924 . . . . . . . . 9 (𝑣 ∈ (𝑋 × 𝑌) → (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑣) = ( · ‘𝑣))
135133, 134eqeqan12d 2777 . . . . . . . 8 ((𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌) ∧ 𝑣 ∈ (𝑋 × 𝑌)) → ((( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑢) = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑣) ↔ ( · ‘𝑢) = ( · ‘𝑣)))
136135imbi1d 344 . . . . . . 7 ((𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌) ∧ 𝑣 ∈ (𝑋 × 𝑌)) → (((( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑢) = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑣) → 𝑢 = 𝑣) ↔ (( · ‘𝑢) = ( · ‘𝑣) → 𝑢 = 𝑣)))
137136ralbidva 3187 . . . . . 6 (𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌) → (∀𝑣 ∈ (𝑋 × 𝑌)((( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑢) = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑣) → 𝑢 = 𝑣) ↔ ∀𝑣 ∈ (𝑋 × 𝑌)(( · ‘𝑢) = ( · ‘𝑣) → 𝑢 = 𝑣)))
138137ralbiia 3110 . . . . 5 (∀𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌)∀𝑣 ∈ (𝑋 × 𝑌)((( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑢) = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑣) → 𝑢 = 𝑣) ↔ ∀𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌)∀𝑣 ∈ (𝑋 × 𝑌)(( · ‘𝑢) = ( · ‘𝑣) → 𝑢 = 𝑣))
139 fveq2 6905 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = ⟨𝑚, 𝑛⟩ → ( · ‘𝑣) = ( · ‘⟨𝑚, 𝑛⟩))
140 df-ov 7443 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 · 𝑛) = ( · ‘⟨𝑚, 𝑛⟩)
141139, 140eqtr4di 2816 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = ⟨𝑚, 𝑛⟩ → ( · ‘𝑣) = (𝑚 · 𝑛))
142141eqeq2d 2774 . . . . . . . . 9 (𝑣 = ⟨𝑚, 𝑛⟩ → (( · ‘𝑢) = ( · ‘𝑣) ↔ ( · ‘𝑢) = (𝑚 · 𝑛)))
143 eqeq2 2775 . . . . . . . . 9 (𝑣 = ⟨𝑚, 𝑛⟩ → (𝑢 = 𝑣 ↔ 𝑢 = ⟨𝑚, 𝑛⟩))
144142, 143imbi12d 347 . . . . . . . 8 (𝑣 = ⟨𝑚, 𝑛⟩ → ((( · ‘𝑢) = ( · ‘𝑣) → 𝑢 = 𝑣) ↔ (( · ‘𝑢) = (𝑚 · 𝑛) → 𝑢 = ⟨𝑚, 𝑛⟩)))
145144ralxp 5823 . . . . . . 7 (∀𝑣 ∈ (𝑋 × 𝑌)(( · ‘𝑢) = ( · ‘𝑣) → 𝑢 = 𝑣) ↔ ∀𝑚 ∈ 𝑋 ∀𝑛 ∈ 𝑌 (( · ‘𝑢) = (𝑚 · 𝑛) → 𝑢 = ⟨𝑚, 𝑛⟩))
146 fveq2 6905 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = ⟨𝑖, 𝑗⟩ → ( · ‘𝑢) = ( · ‘⟨𝑖, 𝑗⟩))
147 df-ov 7443 . . . . . . . . . . 11 (𝑖 · 𝑗) = ( · ‘⟨𝑖, 𝑗⟩)
148146, 147eqtr4di 2816 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = ⟨𝑖, 𝑗⟩ → ( · ‘𝑢) = (𝑖 · 𝑗))
149148eqeq1d 2765 . . . . . . . . 9 (𝑢 = ⟨𝑖, 𝑗⟩ → (( · ‘𝑢) = (𝑚 · 𝑛) ↔ (𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛)))
150 eqeq1 2767 . . . . . . . . 9 (𝑢 = ⟨𝑖, 𝑗⟩ → (𝑢 = ⟨𝑚, 𝑛⟩ ↔ ⟨𝑖, 𝑗⟩ = ⟨𝑚, 𝑛⟩))
151149, 150imbi12d 347 . . . . . . . 8 (𝑢 = ⟨𝑖, 𝑗⟩ → ((( · ‘𝑢) = (𝑚 · 𝑛) → 𝑢 = ⟨𝑚, 𝑛⟩) ↔ ((𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ = ⟨𝑚, 𝑛⟩)))
1521512ralbidv 3230 . . . . . . 7 (𝑢 = ⟨𝑖, 𝑗⟩ → (∀𝑚 ∈ 𝑋 ∀𝑛 ∈ 𝑌 (( · ‘𝑢) = (𝑚 · 𝑛) → 𝑢 = ⟨𝑚, 𝑛⟩) ↔ ∀𝑚 ∈ 𝑋 ∀𝑛 ∈ 𝑌 ((𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ = ⟨𝑚, 𝑛⟩)))
153145, 152bitrid 286 . . . . . 6 (𝑢 = ⟨𝑖, 𝑗⟩ → (∀𝑣 ∈ (𝑋 × 𝑌)(( · ‘𝑢) = ( · ‘𝑣) → 𝑢 = 𝑣) ↔ ∀𝑚 ∈ 𝑋 ∀𝑛 ∈ 𝑌 ((𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ = ⟨𝑚, 𝑛⟩)))
154153ralxp 5823 . . . . 5 (∀𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌)∀𝑣 ∈ (𝑋 × 𝑌)(( · ‘𝑢) = ( · ‘𝑣) → 𝑢 = 𝑣) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝑋 ∀𝑗 ∈ 𝑌 ∀𝑚 ∈ 𝑋 ∀𝑛 ∈ 𝑌 ((𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ = ⟨𝑚, 𝑛⟩))
155138, 154bitri 278 . . . 4 (∀𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌)∀𝑣 ∈ (𝑋 × 𝑌)((( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑢) = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑣) → 𝑢 = 𝑣) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝑋 ∀𝑗 ∈ 𝑌 ∀𝑚 ∈ 𝑋 ∀𝑛 ∈ 𝑌 ((𝑖 · 𝑗) = (𝑚 · 𝑛) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ = ⟨𝑚, 𝑛⟩))
156132, 155sylibr 237 . . 3 (𝜑 → ∀𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌)∀𝑣 ∈ (𝑋 × 𝑌)((( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑢) = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑣) → 𝑢 = 𝑣))
157 dff13 7278 . . 3 (( · ↾ (𝑋 × 𝑌)):(𝑋 × 𝑌)⟶1-1𝑍 ↔ (( · ↾ (𝑋 × 𝑌)):(𝑋 × 𝑌)⟶𝑍 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌)∀𝑣 ∈ (𝑋 × 𝑌)((( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑢) = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑣) → 𝑢 = 𝑣)))
15857, 156, 157sylanbrc 595 . 2 (𝜑 → ( · ↾ (𝑋 × 𝑌)):(𝑋 × 𝑌)⟶1-1𝑍)
159 breq1 5109 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑤 → (𝑥 ∥ (𝑀 · 𝑁) ↔ 𝑤 ∥ (𝑀 · 𝑁)))
160159, 51elrab2 3652 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 ∈ 𝑍 ↔ (𝑤 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∥ (𝑀 · 𝑁)))
161160simplbi 502 . . . . . . . . . 10 (𝑤 ∈ 𝑍 → 𝑤 ∈ ℕ)
162161adantl 487 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → 𝑤 ∈ ℕ)
163162nnzd 12743 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → 𝑤 ∈ ℤ)
16438adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → 𝑀 ∈ ℕ)
165164nnzd 12743 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → 𝑀 ∈ ℤ)
166164nnne0d 12412 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → 𝑀 ≠ 0)
167 simpr 490 . . . . . . . . . 10 ((𝑤 = 0 ∧ 𝑀 = 0) → 𝑀 = 0)
168167necon3ai 2984 . . . . . . . . 9 (𝑀 ≠ 0 → ¬ (𝑤 = 0 ∧ 𝑀 = 0))
169166, 168syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → ¬ (𝑤 = 0 ∧ 𝑀 = 0))
170 gcdn0cl 16698 . . . . . . . 8 (((𝑤 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑤 = 0 ∧ 𝑀 = 0)) → (𝑤 gcd 𝑀) ∈ ℕ)
171163, 165, 169, 170syl21anc 851 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → (𝑤 gcd 𝑀) ∈ ℕ)
172 gcddvds 16699 . . . . . . . . 9 ((𝑤 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → ((𝑤 gcd 𝑀) ∥ 𝑤 ∧ (𝑤 gcd 𝑀) ∥ 𝑀))
173163, 165, 172syl2anc 596 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → ((𝑤 gcd 𝑀) ∥ 𝑤 ∧ (𝑤 gcd 𝑀) ∥ 𝑀))
174173simprd 501 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → (𝑤 gcd 𝑀) ∥ 𝑀)
175 breq1 5109 . . . . . . . 8 (𝑥 = (𝑤 gcd 𝑀) → (𝑥 ∥ 𝑀 ↔ (𝑤 gcd 𝑀) ∥ 𝑀))
176175, 4elrab2 3652 . . . . . . 7 ((𝑤 gcd 𝑀) ∈ 𝑋 ↔ ((𝑤 gcd 𝑀) ∈ ℕ ∧ (𝑤 gcd 𝑀) ∥ 𝑀))
177171, 174, 176sylanbrc 595 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → (𝑤 gcd 𝑀) ∈ 𝑋)
17832adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → 𝑁 ∈ ℕ)
179178nnzd 12743 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → 𝑁 ∈ ℤ)
180178nnne0d 12412 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → 𝑁 ≠ 0)
181 simpr 490 . . . . . . . . . 10 ((𝑤 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → 𝑁 = 0)
182181necon3ai 2984 . . . . . . . . 9 (𝑁 ≠ 0 → ¬ (𝑤 = 0 ∧ 𝑁 = 0))
183180, 182syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → ¬ (𝑤 = 0 ∧ 𝑁 = 0))
184 gcdn0cl 16698 . . . . . . . 8 (((𝑤 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑤 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑤 gcd 𝑁) ∈ ℕ)
185163, 179, 183, 184syl21anc 851 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → (𝑤 gcd 𝑁) ∈ ℕ)
186 gcddvds 16699 . . . . . . . . 9 ((𝑤 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑤 gcd 𝑁) ∥ 𝑤 ∧ (𝑤 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))
187163, 179, 186syl2anc 596 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → ((𝑤 gcd 𝑁) ∥ 𝑤 ∧ (𝑤 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))
188187simprd 501 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → (𝑤 gcd 𝑁) ∥ 𝑁)
189 breq1 5109 . . . . . . . 8 (𝑥 = (𝑤 gcd 𝑁) → (𝑥 ∥ 𝑁 ↔ (𝑤 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))
190189, 8elrab2 3652 . . . . . . 7 ((𝑤 gcd 𝑁) ∈ 𝑌 ↔ ((𝑤 gcd 𝑁) ∈ ℕ ∧ (𝑤 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))
191185, 188, 190sylanbrc 595 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → (𝑤 gcd 𝑁) ∈ 𝑌)
192177, 191opelxpd 5694 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → ⟨(𝑤 gcd 𝑀), (𝑤 gcd 𝑁)⟩ ∈ (𝑋 × 𝑌))
193192fvresd 6925 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘⟨(𝑤 gcd 𝑀), (𝑤 gcd 𝑁)⟩) = ( · ‘⟨(𝑤 gcd 𝑀), (𝑤 gcd 𝑁)⟩))
19489adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → (𝑀 gcd 𝑁) = 1)
195 rpmulgcd2 16857 . . . . . . . 8 (((𝑤 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 gcd 𝑁) = 1) → (𝑤 gcd (𝑀 · 𝑁)) = ((𝑤 gcd 𝑀) · (𝑤 gcd 𝑁)))
196163, 165, 179, 194, 195syl31anc 1401 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → (𝑤 gcd (𝑀 · 𝑁)) = ((𝑤 gcd 𝑀) · (𝑤 gcd 𝑁)))
197 df-ov 7443 . . . . . . 7 ((𝑤 gcd 𝑀) · (𝑤 gcd 𝑁)) = ( · ‘⟨(𝑤 gcd 𝑀), (𝑤 gcd 𝑁)⟩)
198196, 197eqtrdi 2814 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → (𝑤 gcd (𝑀 · 𝑁)) = ( · ‘⟨(𝑤 gcd 𝑀), (𝑤 gcd 𝑁)⟩))
199160simprbi 503 . . . . . . . 8 (𝑤 ∈ 𝑍 → 𝑤 ∥ (𝑀 · 𝑁))
200199adantl 487 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → 𝑤 ∥ (𝑀 · 𝑁))
20138, 32nnmulcld 12415 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 · 𝑁) ∈ ℕ)
202 gcdeq 16752 . . . . . . . 8 ((𝑤 ∈ ℕ ∧ (𝑀 · 𝑁) ∈ ℕ) → ((𝑤 gcd (𝑀 · 𝑁)) = 𝑤 ↔ 𝑤 ∥ (𝑀 · 𝑁)))
203161, 201, 202syl2anr 609 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → ((𝑤 gcd (𝑀 · 𝑁)) = 𝑤 ↔ 𝑤 ∥ (𝑀 · 𝑁)))
204200, 203mpbird 260 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → (𝑤 gcd (𝑀 · 𝑁)) = 𝑤)
205193, 198, 2043eqtr2rd 2805 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → 𝑤 = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘⟨(𝑤 gcd 𝑀), (𝑤 gcd 𝑁)⟩))
206 fveq2 6905 . . . . . 6 (𝑢 = ⟨(𝑤 gcd 𝑀), (𝑤 gcd 𝑁)⟩ → (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑢) = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘⟨(𝑤 gcd 𝑀), (𝑤 gcd 𝑁)⟩))
207206rspceeqv 3602 . . . . 5 ((⟨(𝑤 gcd 𝑀), (𝑤 gcd 𝑁)⟩ ∈ (𝑋 × 𝑌) ∧ 𝑤 = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘⟨(𝑤 gcd 𝑀), (𝑤 gcd 𝑁)⟩)) → ∃𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌)𝑤 = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑢))
208192, 205, 207syl2anc 596 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑍) → ∃𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌)𝑤 = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑢))
209208ralrimiva 3158 . . 3 (𝜑 → ∀𝑤 ∈ 𝑍 ∃𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌)𝑤 = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑢))
210 dffo3 7123 . . 3 (( · ↾ (𝑋 × 𝑌)):(𝑋 × 𝑌)⟶onto𝑍 ↔ (( · ↾ (𝑋 × 𝑌)):(𝑋 × 𝑌)⟶𝑍 ∧ ∀𝑤 ∈ 𝑍 ∃𝑢 ∈ (𝑋 × 𝑌)𝑤 = (( · ↾ (𝑋 × 𝑌))‘𝑢)))
21157, 209, 210sylanbrc 595 . 2 (𝜑 → ( · ↾ (𝑋 × 𝑌)):(𝑋 × 𝑌)⟶onto𝑍)
212 df-f1o 6562 . 2 (( · ↾ (𝑋 × 𝑌)):(𝑋 × 𝑌)⟶1-1onto𝑍 ↔ (( · ↾ (𝑋 × 𝑌)):(𝑋 × 𝑌)⟶1-1𝑍 ∧ ( · ↾ (𝑋 × 𝑌)):(𝑋 × 𝑌)⟶onto𝑍))
213158, 211, 212sylanbrc 595 1 (𝜑 → ( · ↾ (𝑋 × 𝑌)):(𝑋 × 𝑌)⟶1-1onto𝑍)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  {crab 3416   ⊆ wss 3900  ⟨cop 4838   class class class wbr 5106   × cxp 5653   ↾ cres 5657   Fn wfn 6550  ⟶wf 6551  ⟶1-1wf1 6552  ⟶ontowfo 6553  ⟶1-1ontowf1o 6554  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440  ℂcc 11222  0cc0 11224  1c1 11225   · cmul 11229  ℕcn 12359  ℕ0cn0 12630  ℤcz 12717   ∥ cdvds 16448   gcd cgcd 16690
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301  ax-pre-sup 11302  ax-mulf 11304
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-om 7899  df-2nd 8023  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-er 8742  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-sup 9458  df-inf 9459  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-div 11998  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-n0 12631  df-z 12718  df-uz 12990  df-rp 13145  df-fl 13956  df-mod 14034  df-seq 14169  df-exp 14229  df-cj 15292  df-re 15293  df-im 15294  df-sqrt 15428  df-abs 15429  df-dvds 16449  df-gcd 16691
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