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

Theorem gcdaddmlem 16558
Description: Lemma for gcdaddm 16559. (Contributed by Paul Chapman, 31-Mar-2011.)
Hypotheses
Ref Expression
gcdaddmlem.1 𝐾 ∈ ℤ
gcdaddmlem.2 𝑀 ∈ ℤ
gcdaddmlem.3 𝑁 ∈ ℤ
Assertion
Ref Expression
gcdaddmlem (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))

Proof of Theorem gcdaddmlem
StepHypRef Expression
1 gcdaddmlem.2 . . . . . . 7 𝑀 ∈ ℤ
2 gcdaddmlem.3 . . . . . . 7 𝑁 ∈ ℤ
3 gcddvds 16537 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))
41, 2, 3mp2an 692 . . . . . 6 ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁)
54simpli 483 . . . . 5 (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀
6 gcdcl 16540 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℕ0)
71, 2, 6mp2an 692 . . . . . . . . 9 (𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℕ0
87nn0zi 12640 . . . . . . . 8 (𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ
9 gcdaddmlem.1 . . . . . . . . 9 𝐾 ∈ ℤ
10 1z 12645 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℤ
11 dvds2ln 16323 . . . . . . . . 9 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) ∧ ((𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ)) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + (1 · 𝑁))))
129, 10, 11mpanl12 702 . . . . . . . 8 (((𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + (1 · 𝑁))))
138, 1, 2, 12mp3an 1460 . . . . . . 7 (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + (1 · 𝑁)))
144, 13ax-mp 5 . . . . . 6 (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + (1 · 𝑁))
15 zcn 12616 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℂ)
162, 15ax-mp 5 . . . . . . . 8 𝑁 ∈ ℂ
1716mullidi 11264 . . . . . . 7 (1 · 𝑁) = 𝑁
1817oveq2i 7442 . . . . . 6 ((𝐾 · 𝑀) + (1 · 𝑁)) = ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)
1914, 18breqtri 5173 . . . . 5 (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)
20 zmulcl 12664 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (𝐾 · 𝑀) ∈ ℤ)
219, 1, 20mp2an 692 . . . . . . 7 (𝐾 · 𝑀) ∈ ℤ
22 zaddcl 12655 . . . . . . 7 (((𝐾 · 𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ)
2321, 2, 22mp2an 692 . . . . . 6 ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ
24 dvdslegcd 16538 . . . . . . 7 ((((𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0)) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))))
2524ex 412 . . . . . 6 (((𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ) → (¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))))
268, 1, 23, 25mp3an 1460 . . . . 5 (¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))))
275, 19, 26mp2ani 698 . . . 4 (¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
28 gcddvds 16537 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
291, 23, 28mp2an 692 . . . . . 6 ((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))
3029simpli 483 . . . . 5 (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀
31 gcdcl 16540 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℕ0)
321, 23, 31mp2an 692 . . . . . . . . 9 (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℕ0
3332nn0zi 12640 . . . . . . . 8 (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℤ
34 znegcl 12650 . . . . . . . . . 10 (𝐾 ∈ ℤ → -𝐾 ∈ ℤ)
359, 34ax-mp 5 . . . . . . . . 9 -𝐾 ∈ ℤ
36 dvds2ln 16323 . . . . . . . . 9 (((-𝐾 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) ∧ ((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ)) → (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((-𝐾 · 𝑀) + (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))))
3735, 10, 36mpanl12 702 . . . . . . . 8 (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ) → (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((-𝐾 · 𝑀) + (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))))
3833, 1, 23, 37mp3an 1460 . . . . . . 7 (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((-𝐾 · 𝑀) + (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))))
3929, 38ax-mp 5 . . . . . 6 (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((-𝐾 · 𝑀) + (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
40 zcn 12616 . . . . . . . . . 10 (𝐾 ∈ ℤ → 𝐾 ∈ ℂ)
419, 40ax-mp 5 . . . . . . . . 9 𝐾 ∈ ℂ
42 zcn 12616 . . . . . . . . . 10 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ ℂ)
431, 42ax-mp 5 . . . . . . . . 9 𝑀 ∈ ℂ
4441, 43mulneg1i 11707 . . . . . . . 8 (-𝐾 · 𝑀) = -(𝐾 · 𝑀)
45 zcn 12616 . . . . . . . . . 10 (((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ → ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℂ)
4623, 45ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℂ
4746mullidi 11264 . . . . . . . 8 (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) = ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)
4844, 47oveq12i 7443 . . . . . . 7 ((-𝐾 · 𝑀) + (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))) = (-(𝐾 · 𝑀) + ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))
4941, 43mulcli 11266 . . . . . . . . . 10 (𝐾 · 𝑀) ∈ ℂ
5049negcli 11575 . . . . . . . . . 10 -(𝐾 · 𝑀) ∈ ℂ
5149negidi 11576 . . . . . . . . . 10 ((𝐾 · 𝑀) + -(𝐾 · 𝑀)) = 0
5249, 50, 51addcomli 11451 . . . . . . . . 9 (-(𝐾 · 𝑀) + (𝐾 · 𝑀)) = 0
5352oveq1i 7441 . . . . . . . 8 ((-(𝐾 · 𝑀) + (𝐾 · 𝑀)) + 𝑁) = (0 + 𝑁)
5450, 49, 16addassi 11269 . . . . . . . 8 ((-(𝐾 · 𝑀) + (𝐾 · 𝑀)) + 𝑁) = (-(𝐾 · 𝑀) + ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))
5516addlidi 11447 . . . . . . . 8 (0 + 𝑁) = 𝑁
5653, 54, 553eqtr3i 2771 . . . . . . 7 (-(𝐾 · 𝑀) + ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) = 𝑁
5748, 56eqtri 2763 . . . . . 6 ((-𝐾 · 𝑀) + (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))) = 𝑁
5839, 57breqtri 5173 . . . . 5 (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑁
59 dvdslegcd 16538 . . . . . . 7 ((((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ≤ (𝑀 gcd 𝑁)))
6059ex 412 . . . . . 6 (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ≤ (𝑀 gcd 𝑁))))
6133, 1, 2, 60mp3an 1460 . . . . 5 (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ≤ (𝑀 gcd 𝑁)))
6230, 58, 61mp2ani 698 . . . 4 (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ≤ (𝑀 gcd 𝑁))
6327, 62anim12i 613 . . 3 ((¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → ((𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ≤ (𝑀 gcd 𝑁)))
648zrei 12617 . . . 4 (𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℝ
6533zrei 12617 . . . 4 (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℝ
6664, 65letri3i 11375 . . 3 ((𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ↔ ((𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ≤ (𝑀 gcd 𝑁)))
6763, 66sylibr 234 . 2 ((¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
68 pm4.57 992 . . 3 (¬ (¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) ↔ ((𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ∨ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)))
69 oveq2 7439 . . . . . . . . . 10 (𝑀 = 0 → (𝐾 · 𝑀) = (𝐾 · 0))
7041mul01i 11449 . . . . . . . . . 10 (𝐾 · 0) = 0
7169, 70eqtrdi 2791 . . . . . . . . 9 (𝑀 = 0 → (𝐾 · 𝑀) = 0)
7271oveq1d 7446 . . . . . . . 8 (𝑀 = 0 → ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = (0 + 𝑁))
7372, 55eqtrdi 2791 . . . . . . 7 (𝑀 = 0 → ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 𝑁)
7473eqeq1d 2737 . . . . . 6 (𝑀 = 0 → (((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0 ↔ 𝑁 = 0))
7574pm5.32i 574 . . . . 5 ((𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ↔ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0))
76 oveq12 7440 . . . . . 6 ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (𝑀 gcd 𝑁) = (0 gcd 0))
77 oveq12 7440 . . . . . . 7 ((𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) = (0 gcd 0))
7875, 77sylbir 235 . . . . . 6 ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) = (0 gcd 0))
7976, 78eqtr4d 2778 . . . . 5 ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
8075, 79sylbi 217 . . . 4 ((𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) → (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
8180, 79jaoi 857 . . 3 (((𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ∨ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
8268, 81sylbi 217 . 2 (¬ (¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
8367, 82pm2.61i 182 1 (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 395  wo 847  w3a 1086   = wceq 1537  wcel 2106   class class class wbr 5148  (class class class)co 7431  cc 11151  0cc0 11153  1c1 11154   + caddc 11156   · cmul 11158  cle 11294  -cneg 11491  0cn0 12524  cz 12611  cdvds 16287   gcd cgcd 16528
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230  ax-pre-sup 11231
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-er 8744  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-sup 9480  df-inf 9481  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-n0 12525  df-z 12612  df-uz 12877  df-rp 13033  df-seq 14040  df-exp 14100  df-cj 15135  df-re 15136  df-im 15137  df-sqrt 15271  df-abs 15272  df-dvds 16288  df-gcd 16529
This theorem is referenced by:  gcdaddm  16559
  Copyright terms: Public domain W3C validator