Theorem mumul 27158

Description: The Möbius function is a multiplicative function. This is one of the primary interests of the Möbius function as an arithmetic function. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Oct-2014.)

Assertion

Ref	Expression
mumul	⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) = ((μ‘𝐴) · (μ‘𝐵)))

Proof of Theorem mumul

Dummy variable 𝑝 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpl2 1194	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐴) = 0) → 𝐵 ∈ ℕ)
2		mucl 27118	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → (μ‘𝐵) ∈ ℤ)
3	1, 2	syl 17	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐴) = 0) → (μ‘𝐵) ∈ ℤ)
4	3	zcnd 12625	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐴) = 0) → (μ‘𝐵) ∈ ℂ)
5	4	mul02d 11335	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐴) = 0) → (0 · (μ‘𝐵)) = 0)
6		simpr 484	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐴) = 0) → (μ‘𝐴) = 0)
7	6	oveq1d 7375	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐴) = 0) → ((μ‘𝐴) · (μ‘𝐵)) = (0 · (μ‘𝐵)))
8		mumullem1 27156	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (μ‘𝐴) = 0) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) = 0)
9	8	3adantl3 1170	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐴) = 0) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) = 0)
10	5, 7, 9	3eqtr4rd 2783	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐴) = 0) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) = ((μ‘𝐴) · (μ‘𝐵)))
11		simpl1 1193	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐵) = 0) → 𝐴 ∈ ℕ)
12		mucl 27118	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (μ‘𝐴) ∈ ℤ)
13	11, 12	syl 17	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐵) = 0) → (μ‘𝐴) ∈ ℤ)
14	13	zcnd 12625	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐵) = 0) → (μ‘𝐴) ∈ ℂ)
15	14	mul01d 11336	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐵) = 0) → ((μ‘𝐴) · 0) = 0)
16		simpr 484	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐵) = 0) → (μ‘𝐵) = 0)
17	16	oveq2d 7376	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐵) = 0) → ((μ‘𝐴) · (μ‘𝐵)) = ((μ‘𝐴) · 0))
18		nncn 12173	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ ℂ)
19		nncn 12173	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → 𝐵 ∈ ℂ)
20		mulcom 11115	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐴 · 𝐵) = (𝐵 · 𝐴))
21	18, 19, 20	syl2an 597	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (𝐴 · 𝐵) = (𝐵 · 𝐴))
22	21	fveq2d 6838	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) = (μ‘(𝐵 · 𝐴)))
23	22	adantr 480	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (μ‘𝐵) = 0) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) = (μ‘(𝐵 · 𝐴)))
24		mumullem1 27156	. . . . . 6 ⊢ (((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (μ‘𝐵) = 0) → (μ‘(𝐵 · 𝐴)) = 0)
25	24	ancom1s 654	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (μ‘𝐵) = 0) → (μ‘(𝐵 · 𝐴)) = 0)
26	23, 25	eqtrd 2772	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) ∧ (μ‘𝐵) = 0) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) = 0)
27	26	3adantl3 1170	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐵) = 0) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) = 0)
28	15, 17, 27	3eqtr4rd 2783	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ (μ‘𝐵) = 0) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) = ((μ‘𝐴) · (μ‘𝐵)))
29		simpl1 1193	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → 𝐴 ∈ ℕ)
30		simpl2 1194	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → 𝐵 ∈ ℕ)
31	29, 30	nnmulcld 12221	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (𝐴 · 𝐵) ∈ ℕ)
32		mumullem2 27157	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) ≠ 0)
33		muval2 27111	. . . 4 ⊢ (((𝐴 · 𝐵) ∈ ℕ ∧ (μ‘(𝐴 · 𝐵)) ≠ 0) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) = (-1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝐴 · 𝐵)})))
34	31, 32, 33	syl2anc 585	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) = (-1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝐴 · 𝐵)})))
35		neg1cn 12135	. . . . . 6 ⊢ -1 ∈ ℂ
36	35	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → -1 ∈ ℂ)
37		fzfi 13925	. . . . . . 7 ⊢ (1...𝐵) ∈ Fin
38		prmssnn 16636	. . . . . . . . 9 ⊢ ℙ ⊆ ℕ
39		rabss2 4018	. . . . . . . . 9 ⊢ (ℙ ⊆ ℕ → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵} ⊆ {𝑝 ∈ ℕ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵})
40	38, 39	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵} ⊆ {𝑝 ∈ ℕ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵}
41		dvdsssfz1 16278	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → {𝑝 ∈ ℕ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵} ⊆ (1...𝐵))
42	30, 41	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → {𝑝 ∈ ℕ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵} ⊆ (1...𝐵))
43	40, 42	sstrid 3934	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵} ⊆ (1...𝐵))
44		ssfi 9100	. . . . . . 7 ⊢ (((1...𝐵) ∈ Fin ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵} ⊆ (1...𝐵)) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵} ∈ Fin)
45	37, 43, 44	sylancr 588	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵} ∈ Fin)
46		hashcl 14309	. . . . . 6 ⊢ ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵} ∈ Fin → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵}) ∈ ℕ0)
47	45, 46	syl 17	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵}) ∈ ℕ0)
48		fzfi 13925	. . . . . . 7 ⊢ (1...𝐴) ∈ Fin
49		rabss2 4018	. . . . . . . . 9 ⊢ (ℙ ⊆ ℕ → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ⊆ {𝑝 ∈ ℕ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴})
50	38, 49	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ⊆ {𝑝 ∈ ℕ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}
51		dvdsssfz1 16278	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → {𝑝 ∈ ℕ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ⊆ (1...𝐴))
52	29, 51	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → {𝑝 ∈ ℕ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ⊆ (1...𝐴))
53	50, 52	sstrid 3934	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ⊆ (1...𝐴))
54		ssfi 9100	. . . . . . 7 ⊢ (((1...𝐴) ∈ Fin ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ⊆ (1...𝐴)) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ Fin)
55	48, 53, 54	sylancr 588	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ Fin)
56		hashcl 14309	. . . . . 6 ⊢ ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ Fin → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) ∈ ℕ0)
57	55, 56	syl 17	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) ∈ ℕ0)
58	36, 47, 57	expaddd 14101	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (-1↑((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) + (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵}))) = ((-1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴})) · (-1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵}))))
59		simpr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑝 ∈ ℙ)
60		simpl1 1193	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐴 ∈ ℕ)
61	60	nnzd 12541	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐴 ∈ ℤ)
62	61	adantlr 716	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐴 ∈ ℤ)
63		simpl2 1194	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐵 ∈ ℕ)
64	63	nnzd 12541	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐵 ∈ ℤ)
65	64	adantlr 716	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐵 ∈ ℤ)
66		euclemma 16674	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑝 ∥ (𝐴 · 𝐵) ↔ (𝑝 ∥ 𝐴 ∨ 𝑝 ∥ 𝐵)))
67	59, 62, 65, 66	syl3anc 1374	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (𝐴 · 𝐵) ↔ (𝑝 ∥ 𝐴 ∨ 𝑝 ∥ 𝐵)))
68	67	rabbidva 3396	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝐴 · 𝐵)} = {𝑝 ∈ ℙ ∣ (𝑝 ∥ 𝐴 ∨ 𝑝 ∥ 𝐵)})
69		unrab 4256	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵}) = {𝑝 ∈ ℙ ∣ (𝑝 ∥ 𝐴 ∨ 𝑝 ∥ 𝐵)}
70	68, 69	eqtr4di 2790	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝐴 · 𝐵)} = ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵}))
71	70	fveq2d 6838	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝐴 · 𝐵)}) = (♯‘({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵})))
72		inrab 4257	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∩ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵}) = {𝑝 ∈ ℙ ∣ (𝑝 ∥ 𝐴 ∧ 𝑝 ∥ 𝐵)}
73		nprmdvds1 16667	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → ¬ 𝑝 ∥ 1)
74	73	adantl 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ¬ 𝑝 ∥ 1)
75		prmz 16635	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℤ)
76	75	adantl 481	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑝 ∈ ℤ)
77		dvdsgcd 16504	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑝 ∥ 𝐴 ∧ 𝑝 ∥ 𝐵) → 𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵)))
78	76, 62, 65, 77	syl3anc 1374	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 ∥ 𝐴 ∧ 𝑝 ∥ 𝐵) → 𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵)))
79		simpll3 1216	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝐴 gcd 𝐵) = 1)
80	79	breq2d 5098	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (𝐴 gcd 𝐵) ↔ 𝑝 ∥ 1))
81	78, 80	sylibd 239	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 ∥ 𝐴 ∧ 𝑝 ∥ 𝐵) → 𝑝 ∥ 1))
82	74, 81	mtod 198	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ¬ (𝑝 ∥ 𝐴 ∧ 𝑝 ∥ 𝐵))
83	82	ralrimiva 3130	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → ∀𝑝 ∈ ℙ ¬ (𝑝 ∥ 𝐴 ∧ 𝑝 ∥ 𝐵))
84		rabeq0 4329	. . . . . . . . 9 ⊢ ({𝑝 ∈ ℙ ∣ (𝑝 ∥ 𝐴 ∧ 𝑝 ∥ 𝐵)} = ∅ ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ ¬ (𝑝 ∥ 𝐴 ∧ 𝑝 ∥ 𝐵))
85	83, 84	sylibr 234	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ (𝑝 ∥ 𝐴 ∧ 𝑝 ∥ 𝐵)} = ∅)
86	72, 85	eqtrid 2784	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∩ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵}) = ∅)
87		hashun 14335	. . . . . . 7 ⊢ (({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ Fin ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵} ∈ Fin ∧ ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∩ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵}) = ∅) → (♯‘({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵})) = ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) + (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵})))
88	55, 45, 86, 87	syl3anc 1374	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (♯‘({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵})) = ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) + (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵})))
89	71, 88	eqtrd 2772	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝐴 · 𝐵)}) = ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) + (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵})))
90	89	oveq2d 7376	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (-1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝐴 · 𝐵)})) = (-1↑((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) + (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵}))))
91		simprl 771	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (μ‘𝐴) ≠ 0)
92		muval2 27111	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) → (μ‘𝐴) = (-1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴})))
93	29, 91, 92	syl2anc 585	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (μ‘𝐴) = (-1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴})))
94		simprr 773	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (μ‘𝐵) ≠ 0)
95		muval2 27111	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0) → (μ‘𝐵) = (-1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵})))
96	30, 94, 95	syl2anc 585	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (μ‘𝐵) = (-1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵})))
97	93, 96	oveq12d 7378	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → ((μ‘𝐴) · (μ‘𝐵)) = ((-1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴})) · (-1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐵}))))
98	58, 90, 97	3eqtr4rd 2783	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → ((μ‘𝐴) · (μ‘𝐵)) = (-1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝐴 · 𝐵)})))
99	34, 98	eqtr4d 2775	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) ∧ ((μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) = ((μ‘𝐴) · (μ‘𝐵)))
100	10, 28, 99	pm2.61da2ne 3021	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝐴 gcd 𝐵) = 1) → (μ‘(𝐴 · 𝐵)) = ((μ‘𝐴) · (μ‘𝐵)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∨ wo 848   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933  ∀wral 3052  {crab 3390   ∪ cun 3888   ∩ cin 3889   ⊆ wss 3890  ∅c0 4274   class class class wbr 5086  ‘cfv 6492  (class class class)co 7360  Fincfn 8886  ℂcc 11027  0cc0 11029  1c1 11030   + caddc 11032   · cmul 11034  -cneg 11369  ℕcn 12165  ℕ₀cn0 12428  ℤcz 12515  ...cfz 13452  ↑cexp 14014  ♯chash 14283   ∥ cdvds 16212   gcd cgcd 16454  ℙcprime 16631  μcmu 27072

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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5302  ax-pr 5370  ax-un 7682  ax-cnex 11085  ax-resscn 11086  ax-1cn 11087  ax-icn 11088  ax-addcl 11089  ax-addrcl 11090  ax-mulcl 11091  ax-mulrcl 11092  ax-mulcom 11093  ax-addass 11094  ax-mulass 11095  ax-distr 11096  ax-i2m1 11097  ax-1ne0 11098  ax-1rid 11099  ax-rnegex 11100  ax-rrecex 11101  ax-cnre 11102  ax-pre-lttri 11103  ax-pre-lttrn 11104  ax-pre-ltadd 11105  ax-pre-mulgt0 11106  ax-pre-sup 11107

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-frecs 8224  df-wrecs 8255  df-recs 8304  df-rdg 8342  df-1o 8398  df-2o 8399  df-oadd 8402  df-er 8636  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-fin 8890  df-sup 9348  df-inf 9349  df-dju 9816  df-card 9854  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-div 11799  df-nn 12166  df-2 12235  df-3 12236  df-n0 12429  df-z 12516  df-uz 12780  df-q 12890  df-rp 12934  df-fz 13453  df-fl 13742  df-mod 13820  df-seq 13955  df-exp 14015  df-hash 14284  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-dvds 16213  df-gcd 16455  df-prm 16632  df-pc 16799  df-mu 27078

This theorem is referenced by: (None)