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

Theorem lcmfval 16599
Description: Value of the lcm function. (lcm𝑍) is the least common multiple of the integers contained in the finite subset of integers 𝑍. If at least one of the elements of 𝑍 is 0, the result is defined conventionally as 0. (Contributed by AV, 21-Apr-2020.) (Revised by AV, 16-Sep-2020.)
Assertion
Ref Expression
lcmfval ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (lcm𝑍) = if(0 ∈ 𝑍, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < )))
Distinct variable group:   𝑚,𝑍,𝑛

Proof of Theorem lcmfval
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-lcmf 16569 . 2 lcm = (𝑧 ∈ 𝒫 ℤ ↦ if(0 ∈ 𝑧, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑧 𝑚𝑛}, ℝ, < )))
2 eleq2 2818 . . 3 (𝑧 = 𝑍 → (0 ∈ 𝑧 ↔ 0 ∈ 𝑍))
3 raleq 3320 . . . . 5 (𝑧 = 𝑍 → (∀𝑚𝑧 𝑚𝑛 ↔ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛))
43rabbidv 3438 . . . 4 (𝑧 = 𝑍 → {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑧 𝑚𝑛} = {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛})
54infeq1d 9508 . . 3 (𝑧 = 𝑍 → inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑧 𝑚𝑛}, ℝ, < ) = inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < ))
62, 5ifbieq2d 4558 . 2 (𝑧 = 𝑍 → if(0 ∈ 𝑧, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑧 𝑚𝑛}, ℝ, < )) = if(0 ∈ 𝑍, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < )))
7 zex 12605 . . . . . 6 ℤ ∈ V
87ssex 5325 . . . . 5 (𝑍 ⊆ ℤ → 𝑍 ∈ V)
9 elpwg 4609 . . . . 5 (𝑍 ∈ V → (𝑍 ∈ 𝒫 ℤ ↔ 𝑍 ⊆ ℤ))
108, 9syl 17 . . . 4 (𝑍 ⊆ ℤ → (𝑍 ∈ 𝒫 ℤ ↔ 𝑍 ⊆ ℤ))
1110ibir 267 . . 3 (𝑍 ⊆ ℤ → 𝑍 ∈ 𝒫 ℤ)
1211adantr 479 . 2 ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → 𝑍 ∈ 𝒫 ℤ)
13 0nn0 12525 . . . 4 0 ∈ ℕ0
1413a1i 11 . . 3 (((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) ∧ 0 ∈ 𝑍) → 0 ∈ ℕ0)
15 df-nel 3044 . . . 4 (0 ∉ 𝑍 ↔ ¬ 0 ∈ 𝑍)
16 ssrab2 4077 . . . . . 6 {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ⊆ ℕ
17 nnssnn0 12513 . . . . . 6 ℕ ⊆ ℕ0
1816, 17sstri 3991 . . . . 5 {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ⊆ ℕ0
19 nnuz 12903 . . . . . . 7 ℕ = (ℤ‘1)
2016, 19sseqtri 4018 . . . . . 6 {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ⊆ (ℤ‘1)
21 fissn0dvdsn0 16598 . . . . . . 7 ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin ∧ 0 ∉ 𝑍) → {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ≠ ∅)
22213expa 1115 . . . . . 6 (((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) ∧ 0 ∉ 𝑍) → {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ≠ ∅)
23 infssuzcl 12954 . . . . . 6 (({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ⊆ (ℤ‘1) ∧ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ≠ ∅) → inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < ) ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛})
2420, 22, 23sylancr 585 . . . . 5 (((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) ∧ 0 ∉ 𝑍) → inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < ) ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛})
2518, 24sselid 3980 . . . 4 (((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) ∧ 0 ∉ 𝑍) → inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < ) ∈ ℕ0)
2615, 25sylan2br 593 . . 3 (((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) ∧ ¬ 0 ∈ 𝑍) → inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < ) ∈ ℕ0)
2714, 26ifclda 4567 . 2 ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → if(0 ∈ 𝑍, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < )) ∈ ℕ0)
281, 6, 12, 27fvmptd3 7033 1 ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (lcm𝑍) = if(0 ∈ 𝑍, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < )))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 394   = wceq 1533  wcel 2098  wne 2937  wnel 3043  wral 3058  {crab 3430  Vcvv 3473  wss 3949  c0 4326  ifcif 4532  𝒫 cpw 4606   class class class wbr 5152  cfv 6553  Fincfn 8970  infcinf 9472  cr 11145  0cc0 11146  1c1 11147   < clt 11286  cn 12250  0cn0 12510  cz 12596  cuz 12860  cdvds 16238  lcmclcmf 16567
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2699  ax-rep 5289  ax-sep 5303  ax-nul 5310  ax-pow 5369  ax-pr 5433  ax-un 7746  ax-inf2 9672  ax-cnex 11202  ax-resscn 11203  ax-1cn 11204  ax-icn 11205  ax-addcl 11206  ax-addrcl 11207  ax-mulcl 11208  ax-mulrcl 11209  ax-mulcom 11210  ax-addass 11211  ax-mulass 11212  ax-distr 11213  ax-i2m1 11214  ax-1ne0 11215  ax-1rid 11216  ax-rnegex 11217  ax-rrecex 11218  ax-cnre 11219  ax-pre-lttri 11220  ax-pre-lttrn 11221  ax-pre-ltadd 11222  ax-pre-mulgt0 11223  ax-pre-sup 11224
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3475  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4327  df-if 4533  df-pw 4608  df-sn 4633  df-pr 4635  df-op 4639  df-uni 4913  df-int 4954  df-iun 5002  df-br 5153  df-opab 5215  df-mpt 5236  df-tr 5270  df-id 5580  df-eprel 5586  df-po 5594  df-so 5595  df-fr 5637  df-se 5638  df-we 5639  df-xp 5688  df-rel 5689  df-cnv 5690  df-co 5691  df-dm 5692  df-rn 5693  df-res 5694  df-ima 5695  df-pred 6310  df-ord 6377  df-on 6378  df-lim 6379  df-suc 6380  df-iota 6505  df-fun 6555  df-fn 6556  df-f 6557  df-f1 6558  df-fo 6559  df-f1o 6560  df-fv 6561  df-isom 6562  df-riota 7382  df-ov 7429  df-oprab 7430  df-mpo 7431  df-om 7877  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-frecs 8293  df-wrecs 8324  df-recs 8398  df-rdg 8437  df-1o 8493  df-er 8731  df-en 8971  df-dom 8972  df-sdom 8973  df-fin 8974  df-sup 9473  df-inf 9474  df-oi 9541  df-card 9970  df-pnf 11288  df-mnf 11289  df-xr 11290  df-ltxr 11291  df-le 11292  df-sub 11484  df-neg 11485  df-div 11910  df-nn 12251  df-2 12313  df-3 12314  df-n0 12511  df-z 12597  df-uz 12861  df-rp 13015  df-fz 13525  df-fzo 13668  df-seq 14007  df-exp 14067  df-hash 14330  df-cj 15086  df-re 15087  df-im 15088  df-sqrt 15222  df-abs 15223  df-clim 15472  df-prod 15890  df-dvds 16239  df-lcmf 16569
This theorem is referenced by:  lcmfn0val  16601  lcmfpr  16605
  Copyright terms: Public domain W3C validator