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

Theorem gcddiv 16458
Description: Division law for GCD. (Contributed by Scott Fenton, 18-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.)
Assertion
Ref Expression
gcddiv (((๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โˆง (๐ถ โˆฅ ๐ด โˆง ๐ถ โˆฅ ๐ต)) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) / ๐ถ) = ((๐ด / ๐ถ) gcd (๐ต / ๐ถ)))

Proof of Theorem gcddiv
Dummy variables ๐‘Ž ๐‘ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nnz 12544 . . . . . . 7 (๐ถ โˆˆ โ„• โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ค)
213ad2ant3 1135 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ค)
3 simp1 1136 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค)
4 divides 16164 . . . . . 6 ((๐ถ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐ถ โˆฅ ๐ด โ†” โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„ค (๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด))
52, 3, 4syl2anc 584 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐ถ โˆฅ ๐ด โ†” โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„ค (๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด))
6 simp2 1137 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ค)
7 divides 16164 . . . . . 6 ((๐ถ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐ถ โˆฅ ๐ต โ†” โˆƒ๐‘ โˆˆ โ„ค (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต))
82, 6, 7syl2anc 584 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐ถ โˆฅ ๐ต โ†” โˆƒ๐‘ โˆˆ โ„ค (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต))
95, 8anbi12d 631 . . . 4 ((๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐ถ โˆฅ ๐ด โˆง ๐ถ โˆฅ ๐ต) โ†” (โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„ค (๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โˆง โˆƒ๐‘ โˆˆ โ„ค (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต)))
10 reeanv 3225 . . . 4 (โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ โˆˆ โ„ค ((๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โˆง (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต) โ†” (โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„ค (๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โˆง โˆƒ๐‘ โˆˆ โ„ค (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต))
119, 10bitr4di 288 . . 3 ((๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐ถ โˆฅ ๐ด โˆง ๐ถ โˆฅ ๐ต) โ†” โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ โˆˆ โ„ค ((๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โˆง (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต)))
12 gcdcl 16412 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘Ž gcd ๐‘) โˆˆ โ„•0)
1312nn0cnd 12499 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘Ž gcd ๐‘) โˆˆ โ„‚)
14133adant3 1132 . . . . . . . . . 10 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘Ž gcd ๐‘) โˆˆ โ„‚)
15 nncn 12185 . . . . . . . . . . 11 (๐ถ โˆˆ โ„• โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚)
16153ad2ant3 1135 . . . . . . . . . 10 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚)
17 nnne0 12211 . . . . . . . . . . 11 (๐ถ โˆˆ โ„• โ†’ ๐ถ โ‰  0)
18173ad2ant3 1135 . . . . . . . . . 10 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐ถ โ‰  0)
1914, 16, 18divcan4d 11961 . . . . . . . . 9 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘Ž gcd ๐‘) ยท ๐ถ) / ๐ถ) = (๐‘Ž gcd ๐‘))
20 nnnn0 12444 . . . . . . . . . . 11 (๐ถ โˆˆ โ„• โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„•0)
21 mulgcdr 16457 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•0) โ†’ ((๐‘Ž ยท ๐ถ) gcd (๐‘ ยท ๐ถ)) = ((๐‘Ž gcd ๐‘) ยท ๐ถ))
2220, 21syl3an3 1165 . . . . . . . . . 10 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐‘Ž ยท ๐ถ) gcd (๐‘ ยท ๐ถ)) = ((๐‘Ž gcd ๐‘) ยท ๐ถ))
2322oveq1d 7392 . . . . . . . . 9 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘Ž ยท ๐ถ) gcd (๐‘ ยท ๐ถ)) / ๐ถ) = (((๐‘Ž gcd ๐‘) ยท ๐ถ) / ๐ถ))
24 zcn 12528 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘Ž โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘Ž โˆˆ โ„‚)
25243ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘Ž โˆˆ โ„‚)
2625, 16, 18divcan4d 11961 . . . . . . . . . 10 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐‘Ž ยท ๐ถ) / ๐ถ) = ๐‘Ž)
27 zcn 12528 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚)
28273ad2ant2 1134 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚)
2928, 16, 18divcan4d 11961 . . . . . . . . . 10 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐‘ ยท ๐ถ) / ๐ถ) = ๐‘)
3026, 29oveq12d 7395 . . . . . . . . 9 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘Ž ยท ๐ถ) / ๐ถ) gcd ((๐‘ ยท ๐ถ) / ๐ถ)) = (๐‘Ž gcd ๐‘))
3119, 23, 303eqtr4d 2781 . . . . . . . 8 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘Ž ยท ๐ถ) gcd (๐‘ ยท ๐ถ)) / ๐ถ) = (((๐‘Ž ยท ๐ถ) / ๐ถ) gcd ((๐‘ ยท ๐ถ) / ๐ถ)))
32 oveq12 7386 . . . . . . . . . 10 (((๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โˆง (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต) โ†’ ((๐‘Ž ยท ๐ถ) gcd (๐‘ ยท ๐ถ)) = (๐ด gcd ๐ต))
3332oveq1d 7392 . . . . . . . . 9 (((๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โˆง (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต) โ†’ (((๐‘Ž ยท ๐ถ) gcd (๐‘ ยท ๐ถ)) / ๐ถ) = ((๐ด gcd ๐ต) / ๐ถ))
34 oveq1 7384 . . . . . . . . . 10 ((๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โ†’ ((๐‘Ž ยท ๐ถ) / ๐ถ) = (๐ด / ๐ถ))
35 oveq1 7384 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต โ†’ ((๐‘ ยท ๐ถ) / ๐ถ) = (๐ต / ๐ถ))
3634, 35oveqan12d 7396 . . . . . . . . 9 (((๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โˆง (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต) โ†’ (((๐‘Ž ยท ๐ถ) / ๐ถ) gcd ((๐‘ ยท ๐ถ) / ๐ถ)) = ((๐ด / ๐ถ) gcd (๐ต / ๐ถ)))
3733, 36eqeq12d 2747 . . . . . . . 8 (((๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โˆง (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต) โ†’ ((((๐‘Ž ยท ๐ถ) gcd (๐‘ ยท ๐ถ)) / ๐ถ) = (((๐‘Ž ยท ๐ถ) / ๐ถ) gcd ((๐‘ ยท ๐ถ) / ๐ถ)) โ†” ((๐ด gcd ๐ต) / ๐ถ) = ((๐ด / ๐ถ) gcd (๐ต / ๐ถ))))
3831, 37syl5ibcom 244 . . . . . . 7 ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โˆง (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) / ๐ถ) = ((๐ด / ๐ถ) gcd (๐ต / ๐ถ))))
39383expa 1118 . . . . . 6 (((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โˆง (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) / ๐ถ) = ((๐ด / ๐ถ) gcd (๐ต / ๐ถ))))
4039expcom 414 . . . . 5 (๐ถ โˆˆ โ„• โ†’ ((๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค) โ†’ (((๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โˆง (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) / ๐ถ) = ((๐ด / ๐ถ) gcd (๐ต / ๐ถ)))))
4140rexlimdvv 3209 . . . 4 (๐ถ โˆˆ โ„• โ†’ (โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ โˆˆ โ„ค ((๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โˆง (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) / ๐ถ) = ((๐ด / ๐ถ) gcd (๐ต / ๐ถ))))
42413ad2ant3 1135 . . 3 ((๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ (โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ โˆˆ โ„ค ((๐‘Ž ยท ๐ถ) = ๐ด โˆง (๐‘ ยท ๐ถ) = ๐ต) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) / ๐ถ) = ((๐ด / ๐ถ) gcd (๐ต / ๐ถ))))
4311, 42sylbid 239 . 2 ((๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐ถ โˆฅ ๐ด โˆง ๐ถ โˆฅ ๐ต) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) / ๐ถ) = ((๐ด / ๐ถ) gcd (๐ต / ๐ถ))))
4443imp 407 1 (((๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ถ โˆˆ โ„•) โˆง (๐ถ โˆฅ ๐ด โˆง ๐ถ โˆฅ ๐ต)) โ†’ ((๐ด gcd ๐ต) / ๐ถ) = ((๐ด / ๐ถ) gcd (๐ต / ๐ถ)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 396   โˆง w3a 1087   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106   โ‰  wne 2939  โˆƒwrex 3069   class class class wbr 5125  (class class class)co 7377  โ„‚cc 11073  0cc0 11075   ยท cmul 11080   / cdiv 11836  โ„•cn 12177  โ„•0cn0 12437  โ„คcz 12523   โˆฅ cdvds 16162   gcd cgcd 16400
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 2702  ax-sep 5276  ax-nul 5283  ax-pow 5340  ax-pr 5404  ax-un 7692  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 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 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3419  df-v 3461  df-sbc 3758  df-csb 3874  df-dif 3931  df-un 3933  df-in 3935  df-ss 3945  df-pss 3947  df-nul 4303  df-if 4507  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-op 4613  df-uni 4886  df-iun 4976  df-br 5126  df-opab 5188  df-mpt 5209  df-tr 5243  df-id 5551  df-eprel 5557  df-po 5565  df-so 5566  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5659  df-rel 5660  df-cnv 5661  df-co 5662  df-dm 5663  df-rn 5664  df-res 5665  df-ima 5666  df-pred 6273  df-ord 6340  df-on 6341  df-lim 6342  df-suc 6343  df-iota 6468  df-fun 6518  df-fn 6519  df-f 6520  df-f1 6521  df-fo 6522  df-f1o 6523  df-fv 6524  df-riota 7333  df-ov 7380  df-oprab 7381  df-mpo 7382  df-om 7823  df-2nd 7942  df-frecs 8232  df-wrecs 8263  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-er 8670  df-en 8906  df-dom 8907  df-sdom 8908  df-sup 9402  df-inf 9403  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11411  df-neg 11412  df-div 11837  df-nn 12178  df-2 12240  df-3 12241  df-n0 12438  df-z 12524  df-uz 12788  df-rp 12940  df-fl 13722  df-mod 13800  df-seq 13932  df-exp 13993  df-cj 15011  df-re 15012  df-im 15013  df-sqrt 15147  df-abs 15148  df-dvds 16163  df-gcd 16401
This theorem is referenced by:  sqgcd  16467  divgcdodd  16612  divnumden  16649  hashgcdlem  16686  pythagtriplem19  16731  expgcd  40911
  Copyright terms: Public domain W3C validator