Theorem gcddvds 16451

Description: The gcd of two integers divides each of them. (Contributed by Paul Chapman, 21-Mar-2011.)

Assertion

Ref	Expression
gcddvds	⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))

Proof of Theorem gcddvds

Dummy variables 𝑛 𝐾 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		0z 12576	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ ℤ
2		dvds0 16222	. . . . . 6 ⊢ (0 ∈ ℤ → 0 ∥ 0)
3	1, 2	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ 0 ∥ 0
4		breq2 5152	. . . . . . 7 ⊢ (𝑀 = 0 → (0 ∥ 𝑀 ↔ 0 ∥ 0))
5		breq2 5152	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 = 0 → (0 ∥ 𝑁 ↔ 0 ∥ 0))
6	4, 5	bi2anan9 636	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → ((0 ∥ 𝑀 ∧ 0 ∥ 𝑁) ↔ (0 ∥ 0 ∧ 0 ∥ 0)))
7		anidm 564	. . . . . 6 ⊢ ((0 ∥ 0 ∧ 0 ∥ 0) ↔ 0 ∥ 0)
8	6, 7	bitrdi 287	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → ((0 ∥ 𝑀 ∧ 0 ∥ 𝑁) ↔ 0 ∥ 0))
9	3, 8	mpbiri 258	. . . 4 ⊢ ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (0 ∥ 𝑀 ∧ 0 ∥ 𝑁))
10		oveq12 7421	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (𝑀 gcd 𝑁) = (0 gcd 0))
11		gcd0val 16445	. . . . . . 7 ⊢ (0 gcd 0) = 0
12	10, 11	eqtrdi 2787	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (𝑀 gcd 𝑁) = 0)
13	12	breq1d 5158	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ↔ 0 ∥ 𝑀))
14	12	breq1d 5158	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁 ↔ 0 ∥ 𝑁))
15	13, 14	anbi12d 630	. . . 4 ⊢ ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁) ↔ (0 ∥ 𝑀 ∧ 0 ∥ 𝑁)))
16	9, 15	mpbird 257	. . 3 ⊢ ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))
17	16	adantl 481	. 2 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))
18		eqid 2731	. . . . 5 ⊢ {𝑛 ∈ ℤ ∣ ∀𝑧 ∈ {𝑀, 𝑁}𝑛 ∥ 𝑧} = {𝑛 ∈ ℤ ∣ ∀𝑧 ∈ {𝑀, 𝑁}𝑛 ∥ 𝑧}
19		eqid 2731	. . . . 5 ⊢ {𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 ∥ 𝑀 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} = {𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 ∥ 𝑀 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}
20	18, 19	gcdcllem3 16449	. . . 4 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (sup({𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 ∥ 𝑀 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}, ℝ, < ) ∈ ℕ ∧ (sup({𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 ∥ 𝑀 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}, ℝ, < ) ∥ 𝑀 ∧ sup({𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 ∥ 𝑀 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}, ℝ, < ) ∥ 𝑁) ∧ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∥ 𝑀 ∧ 𝐾 ∥ 𝑁) → 𝐾 ≤ sup({𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 ∥ 𝑀 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}, ℝ, < ))))
21	20	simp2d 1142	. . 3 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (sup({𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 ∥ 𝑀 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}, ℝ, < ) ∥ 𝑀 ∧ sup({𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 ∥ 𝑀 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}, ℝ, < ) ∥ 𝑁))
22		gcdn0val 16446	. . . . 5 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑀 gcd 𝑁) = sup({𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 ∥ 𝑀 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}, ℝ, < ))
23	22	breq1d 5158	. . . 4 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ↔ sup({𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 ∥ 𝑀 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}, ℝ, < ) ∥ 𝑀))
24	22	breq1d 5158	. . . 4 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁 ↔ sup({𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 ∥ 𝑀 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}, ℝ, < ) ∥ 𝑁))
25	23, 24	anbi12d 630	. . 3 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁) ↔ (sup({𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 ∥ 𝑀 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}, ℝ, < ) ∥ 𝑀 ∧ sup({𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 ∥ 𝑀 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}, ℝ, < ) ∥ 𝑁)))
26	21, 25	mpbird 257	. 2 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))
27	17, 26	pm2.61dan 810	1 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2105  ∀wral 3060  {crab 3431  {cpr 4630   class class class wbr 5148  (class class class)co 7412  supcsup 9441  ℝcr 11115  0cc0 11116   < clt 11255   ≤ cle 11256  ℕcn 12219  ℤcz 12565   ∥ cdvds 16204   gcd cgcd 16442

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-cnex 11172  ax-resscn 11173  ax-1cn 11174  ax-icn 11175  ax-addcl 11176  ax-addrcl 11177  ax-mulcl 11178  ax-mulrcl 11179  ax-mulcom 11180  ax-addass 11181  ax-mulass 11182  ax-distr 11183  ax-i2m1 11184  ax-1ne0 11185  ax-1rid 11186  ax-rnegex 11187  ax-rrecex 11188  ax-cnre 11189  ax-pre-lttri 11190  ax-pre-lttrn 11191  ax-pre-ltadd 11192  ax-pre-mulgt0 11193  ax-pre-sup 11194

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  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 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7860  df-2nd 7980  df-frecs 8272  df-wrecs 8303  df-recs 8377  df-rdg 8416  df-er 8709  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-sup 9443  df-inf 9444  df-pnf 11257  df-mnf 11258  df-xr 11259  df-ltxr 11260  df-le 11261  df-sub 11453  df-neg 11454  df-div 11879  df-nn 12220  df-2 12282  df-3 12283  df-n0 12480  df-z 12566  df-uz 12830  df-rp 12982  df-seq 13974  df-exp 14035  df-cj 15053  df-re 15054  df-im 15055  df-sqrt 15189  df-abs 15190  df-dvds 16205  df-gcd 16443

This theorem is referenced by:  zeqzmulgcd  16458  divgcdz  16459  divgcdnn  16463  gcd0id  16467  gcdneg  16470  gcdaddmlem  16472  gcd1  16476  bezoutlem4  16491  dvdsgcdb  16494  dfgcd2  16495  mulgcd  16497  gcdzeq  16501  dvdsmulgcd  16504  sqgcd  16509  dvdssqlem  16510  bezoutr  16512  gcddvdslcm  16546  lcmgcdlem  16550  lcmgcdeq  16556  coprmgcdb  16593  mulgcddvds  16599  rpmulgcd2  16600  qredeu  16602  rpdvds  16604  divgcdcoprm0  16609  divgcdodd  16654  coprm  16655  rpexp  16666  divnumden  16691  phimullem  16719  hashgcdlem  16728  hashgcdeq  16729  phisum  16730  pythagtriplem4  16759  pythagtriplem19  16773  pcgcd1  16817  pc2dvds  16819  pockthlem  16845  odmulg  19472  odadd1  19764  odadd2  19765  znunit  21429  znrrg  21431  mpodvdsmulf1o  27040  dvdsmulf1o  27042  2sqlem8  27273  2sqcoprm  27282  qqhval2lem  33426  aks4d1p8d1  41418  gcdle1d  41686  gcdle2d  41687  expgcd  41690  dvdsexpnn  41696  fltdvdsabdvdsc  41845  goldbachthlem2  46675  divgcdoddALTV  46811