Theorem ee7.2aOLD 37342

Description: Lemma for Euclid's Elements, Book 7, proposition 2. The original mentions the smaller measure being 'continually subtracted' from the larger. Many authors interpret this phrase as 𝐴 mod 𝐵. Here, just one subtraction step is proved to preserve the gcd_OLD. The rec function will be used in other proofs for iterated subtraction. (Contributed by Jeff Hoffman, 17-Jun-2008.) (Proof modification is discouraged.) (New usage is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
ee7.2aOLD	⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (𝐴 < 𝐵 → gcdOLD (𝐴, 𝐵) = gcdOLD (𝐴, (𝐵 − 𝐴))))

Proof of Theorem ee7.2aOLD

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nndivsub 37338	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℕ) ∧ ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵)) → ((𝐵 / 𝑥) ∈ ℕ ↔ ((𝐵 − 𝐴) / 𝑥) ∈ ℕ))
2	1	exp32 426	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℕ) → ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ → (𝐴 < 𝐵 → ((𝐵 / 𝑥) ∈ ℕ ↔ ((𝐵 − 𝐴) / 𝑥) ∈ ℕ))))
3	2	com23 87	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℕ) → (𝐴 < 𝐵 → ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ → ((𝐵 / 𝑥) ∈ ℕ ↔ ((𝐵 − 𝐴) / 𝑥) ∈ ℕ))))
4	3	3expia 1139	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (𝑥 ∈ ℕ → (𝐴 < 𝐵 → ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ → ((𝐵 / 𝑥) ∈ ℕ ↔ ((𝐵 − 𝐴) / 𝑥) ∈ ℕ)))))
5	4	com23 87	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (𝐴 < 𝐵 → (𝑥 ∈ ℕ → ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ → ((𝐵 / 𝑥) ∈ ℕ ↔ ((𝐵 − 𝐴) / 𝑥) ∈ ℕ)))))
6	5	imp 412	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < 𝐵) → (𝑥 ∈ ℕ → ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ → ((𝐵 / 𝑥) ∈ ℕ ↔ ((𝐵 − 𝐴) / 𝑥) ∈ ℕ))))
7	6	imp 412	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ ℕ) → ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ → ((𝐵 / 𝑥) ∈ ℕ ↔ ((𝐵 − 𝐴) / 𝑥) ∈ ℕ)))
8	7	pm5.32d 588	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ ℕ) → (((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ ∧ (𝐵 / 𝑥) ∈ ℕ) ↔ ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ ∧ ((𝐵 − 𝐴) / 𝑥) ∈ ℕ)))
9	8	rabbidva 3418	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < 𝐵) → {𝑥 ∈ ℕ ∣ ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ ∧ (𝐵 / 𝑥) ∈ ℕ)} = {𝑥 ∈ ℕ ∣ ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ ∧ ((𝐵 − 𝐴) / 𝑥) ∈ ℕ)})
10	9	supeq1d 9442	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < 𝐵) → sup({𝑥 ∈ ℕ ∣ ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ ∧ (𝐵 / 𝑥) ∈ ℕ)}, ℕ, < ) = sup({𝑥 ∈ ℕ ∣ ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ ∧ ((𝐵 − 𝐴) / 𝑥) ∈ ℕ)}, ℕ, < ))
11		df-gcdOLD 37341	. . 3 ⊢ gcdOLD (𝐴, 𝐵) = sup({𝑥 ∈ ℕ ∣ ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ ∧ (𝐵 / 𝑥) ∈ ℕ)}, ℕ, < )
12		df-gcdOLD 37341	. . 3 ⊢ gcdOLD (𝐴, (𝐵 − 𝐴)) = sup({𝑥 ∈ ℕ ∣ ((𝐴 / 𝑥) ∈ ℕ ∧ ((𝐵 − 𝐴) / 𝑥) ∈ ℕ)}, ℕ, < )
13	10, 11, 12	3eqtr4g 2820	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ 𝐴 < 𝐵) → gcdOLD (𝐴, 𝐵) = gcdOLD (𝐴, (𝐵 − 𝐴)))
14	13	ex 418	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (𝐴 < 𝐵 → gcdOLD (𝐴, 𝐵) = gcdOLD (𝐴, (𝐵 − 𝐴))))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  {crab 3412   class class class wbr 5102  (class class class)co 7421  supcsup 9436   < clt 11347   − cmin 11545   / cdiv 11977  ℕcn 12339   gcd_OLD cgcdOLD 37340

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7752  ax-resscn 11261  ax-1cn 11262  ax-icn 11263  ax-addcl 11264  ax-addrcl 11265  ax-mulcl 11266  ax-mulrcl 11267  ax-mulcom 11268  ax-addass 11269  ax-mulass 11270  ax-distr 11271  ax-i2m1 11272  ax-1ne0 11273  ax-1rid 11274  ax-rnegex 11275  ax-rrecex 11276  ax-cnre 11277  ax-pre-lttri 11278  ax-pre-lttrn 11279  ax-pre-ltadd 11280  ax-pre-mulgt0 11281

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-om 7879  df-2nd 8003  df-frecs 8303  df-wrecs 8334  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-er 8721  df-en 8978  df-dom 8979  df-sdom 8980  df-sup 9438  df-pnf 11349  df-mnf 11350  df-xr 11351  df-ltxr 11352  df-le 11353  df-sub 11547  df-neg 11548  df-div 11978  df-nn 12340  df-gcdOLD 37341

This theorem is used by: (None)