Theorem ncoprmlnprm 16809

Description: If two positive integers are not coprime, the larger of them is not a prime number. (Contributed by AV, 9-Aug-2020.)

Assertion

Ref	Expression
ncoprmlnprm	⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → (1 < (𝐴 gcd 𝐵) → 𝐵 ∉ ℙ))

Proof of Theorem ncoprmlnprm

Dummy variables 𝑖 𝑗 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ncoprmgcdgt1b 16731	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (∃𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)(𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵) ↔ 1 < (𝐴 gcd 𝐵)))
2	1	bicomd 226	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (1 < (𝐴 gcd 𝐵) ↔ ∃𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)(𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)))
3	2	3adant3 1150	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → (1 < (𝐴 gcd 𝐵) ↔ ∃𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)(𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)))
4		simp1 1154	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → 𝐴 ∈ ℕ)
5		eluzelz 12888	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝑖 ∈ ℤ)
6	4, 5	anim12ci 626	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℕ))
7		dvdsle 16390	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑖 ∥ 𝐴 → 𝑖 ≤ 𝐴))
8	6, 7	syl 18	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∥ 𝐴 → 𝑖 ≤ 𝐴))
9		nnre 12255	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ ℝ)
10		nnre 12255	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → 𝐵 ∈ ℝ)
11		eluzelre 12889	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝑖 ∈ ℝ)
12	9, 10, 11	3anim123i 1169	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑖 ∈ ℝ))
13		3anrot 1117	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑖 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑖 ∈ ℝ))
14	12, 13	sylibr 237	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
15		lelttr 11315	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑖 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((𝑖 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < 𝐵) → 𝑖 < 𝐵))
16	14, 15	syl 18	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑖 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < 𝐵) → 𝑖 < 𝐵))
17	16	expcomd 422	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝐴 < 𝐵 → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 < 𝐵)))
18	17	3exp 1137	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (𝐵 ∈ ℕ → (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) → (𝐴 < 𝐵 → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 < 𝐵)))))
19	18	com34 92	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (𝐵 ∈ ℕ → (𝐴 < 𝐵 → (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 < 𝐵)))))
20	19	3imp1 1366	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 < 𝐵))
21	20	imp 412	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ 𝑖 ≤ 𝐴) → 𝑖 < 𝐵)
22		nnz 12627	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → 𝐵 ∈ ℤ)
23	22	3ad2ant2 1152	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℤ)
24	23, 5	anim12ci 626	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ))
25	24	adantr 486	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ 𝑖 ≤ 𝐴) → (𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ))
26		zltlem1 12662	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑖 < 𝐵 ↔ 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
27	25, 26	syl 18	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ 𝑖 ≤ 𝐴) → (𝑖 < 𝐵 ↔ 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
28	21, 27	mpbid 235	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ 𝑖 ≤ 𝐴) → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1))
29	28	ex 418	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
30	8, 29	syldc 49	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑖 ∥ 𝐴 → (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
31	30	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵) → (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
32	31	impcom 413	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1))
33		peano2zm 12652	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐵 ∈ ℤ → (𝐵 − 1) ∈ ℤ)
34	22, 33	syl 18	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → (𝐵 − 1) ∈ ℤ)
35	34	3ad2ant2 1152	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → (𝐵 − 1) ∈ ℤ)
36	35	anim1ci 628	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝐵 − 1) ∈ ℤ))
37	36	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝐵 − 1) ∈ ℤ))
38		elfz5 13560	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝐵 − 1) ∈ ℤ) → (𝑖 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ↔ 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
39	37, 38	syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → (𝑖 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ↔ 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
40	32, 39	mpbird 260	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → 𝑖 ∈ (2...(𝐵 − 1)))
41		breq1 5114	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 = 𝑖 → (𝑗 ∥ 𝐵 ↔ 𝑖 ∥ 𝐵))
42	41	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) ∧ 𝑗 = 𝑖) → (𝑗 ∥ 𝐵 ↔ 𝑖 ∥ 𝐵))
43		simprr 785	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → 𝑖 ∥ 𝐵)
44	40, 42, 43	rspcedvd 3585	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → ∃𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1))𝑗 ∥ 𝐵)
45		rexnal 3119	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ ¬ 𝑗 ∥ 𝐵 ↔ ¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵)
46		notnotb 318	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑗 ∥ 𝐵 ↔ ¬ ¬ 𝑗 ∥ 𝐵)
47	46	bicomi 227	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ ¬ 𝑗 ∥ 𝐵 ↔ 𝑗 ∥ 𝐵)
48	47	rexbii 3114	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ ¬ 𝑗 ∥ 𝐵 ↔ ∃𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1))𝑗 ∥ 𝐵)
49	45, 48	bitr3i 280	. . . . . 6 ⊢ (¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵 ↔ ∃𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1))𝑗 ∥ 𝐵)
50	44, 49	sylibr 237	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → ¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵)
51	50	olcd 888	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → (¬ 𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵))
52		df-nel 3067	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∉ ℙ ↔ ¬ 𝐵 ∈ ℙ)
53		ianor 997	. . . . . 6 ⊢ (¬ (𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵) ↔ (¬ 𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵))
54		isprm3 16763	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ ℙ ↔ (𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵))
55	53, 54	xchnxbir 336	. . . . 5 ⊢ (¬ 𝐵 ∈ ℙ ↔ (¬ 𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵))
56	52, 55	bitri 278	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∉ ℙ ↔ (¬ 𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵))
57	51, 56	sylibr 237	. . 3 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → 𝐵 ∉ ℙ)
58	57	rexlimdva2 3170	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → (∃𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)(𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵) → 𝐵 ∉ ℙ))
59	3, 58	sylbid 243	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → (1 < (𝐴 gcd 𝐵) → 𝐵 ∉ ℙ))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∧ w3a 1103   ∈ wcel 2146   ∉ wnel 3066  ∀wral 3081  ∃wrex 3091   class class class wbr 5111  ‘cfv 6540  (class class class)co 7419  ℝcr 11114  1c1 11116   < clt 11258   ≤ cle 11259   − cmin 11456  ℕcn 12248  2c2 12310  ℤcz 12606  ℤ_≥cuz 12878  ...cfz 13551   ∥ cdvds 16332   gcd cgcd 16574  ℙcprime 16751

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11171  ax-resscn 11172  ax-1cn 11173  ax-icn 11174  ax-addcl 11175  ax-addrcl 11176  ax-mulcl 11177  ax-mulrcl 11178  ax-mulcom 11179  ax-addass 11180  ax-mulass 11181  ax-distr 11182  ax-i2m1 11183  ax-1ne0 11184  ax-1rid 11185  ax-rnegex 11186  ax-rrecex 11187  ax-cnre 11188  ax-pre-lttri 11189  ax-pre-lttrn 11190  ax-pre-ltadd 11191  ax-pre-mulgt0 11192  ax-pre-sup 11193

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-sup 9409  df-inf 9410  df-pnf 11260  df-mnf 11261  df-xr 11262  df-ltxr 11263  df-le 11264  df-sub 11458  df-neg 11459  df-div 11887  df-nn 12249  df-2 12318  df-3 12319  df-n0 12520  df-z 12607  df-uz 12879  df-rp 13033  df-fz 13552  df-seq 14056  df-exp 14116  df-cj 15174  df-re 15175  df-im 15176  df-sqrt 15310  df-abs 15311  df-dvds 16333  df-gcd 16575  df-prm 16752

This theorem is used by:  prmgaplem7  17139