Theorem ncoprmlnprm 16058

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 15985	. . . 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 1129	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → (1 < (𝐴 gcd 𝐵) ↔ ∃𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)(𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)))
4		simp1 1133	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → 𝐴 ∈ ℕ)
5		eluzelz 12241	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝑖 ∈ ℤ)
6	4, 5	anim12ci 616	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℕ))
7		dvdsle 15652	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑖 ∥ 𝐴 → 𝑖 ≤ 𝐴))
8	6, 7	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∥ 𝐴 → 𝑖 ≤ 𝐴))
9		nnre 11632	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ ℝ)
10		nnre 11632	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → 𝐵 ∈ ℝ)
11		eluzelre 12242	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝑖 ∈ ℝ)
12	9, 10, 11	3anim123i 1148	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑖 ∈ ℝ))
13		3anrot 1097	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10720	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑖 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((𝑖 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < 𝐵) → 𝑖 < 𝐵))
16	14, 15	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑖 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < 𝐵) → 𝑖 < 𝐵))
17	16	expcomd 420	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝐴 < 𝐵 → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 < 𝐵)))
18	17	3exp 1116	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (𝐵 ∈ ℕ → (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) → (𝐴 < 𝐵 → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 < 𝐵)))))
19	18	com34 91	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (𝐵 ∈ ℕ → (𝐴 < 𝐵 → (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 < 𝐵)))))
20	19	3imp1 1344	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 < 𝐵))
21	20	imp 410	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ 𝑖 ≤ 𝐴) → 𝑖 < 𝐵)
22		nnz 11992	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → 𝐵 ∈ ℤ)
23	22	3ad2ant2 1131	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℤ)
24	23, 5	anim12ci 616	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ))
25	24	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ 𝑖 ≤ 𝐴) → (𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ))
26		zltlem1 12023	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑖 < 𝐵 ↔ 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
27	25, 26	syl 17	. . . . . . . . . . . . 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 416	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
30	8, 29	syldc 48	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑖 ∥ 𝐴 → (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
31	30	adantr 484	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵) → (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
32	31	impcom 411	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1))
33		peano2zm 12013	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐵 ∈ ℤ → (𝐵 − 1) ∈ ℤ)
34	22, 33	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → (𝐵 − 1) ∈ ℤ)
35	34	3ad2ant2 1131	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → (𝐵 − 1) ∈ ℤ)
36	35	anim1ci 618	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝐵 − 1) ∈ ℤ))
37	36	adantr 484	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝐵 − 1) ∈ ℤ))
38		elfz5 12894	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝐵 − 1) ∈ ℤ) → (𝑖 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ↔ 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
39	37, 38	syl 17	. . . . . . . 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 5033	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 = 𝑖 → (𝑗 ∥ 𝐵 ↔ 𝑖 ∥ 𝐵))
42	41	adantl 485	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) ∧ 𝑗 = 𝑖) → (𝑗 ∥ 𝐵 ↔ 𝑖 ∥ 𝐵))
43		simprr 772	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → 𝑖 ∥ 𝐵)
44	40, 42, 43	rspcedvd 3574	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → ∃𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1))𝑗 ∥ 𝐵)
45		rexnal 3201	. . . . . . 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 3210	. . . . . . 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 871	. . . 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 3092	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∉ ℙ ↔ ¬ 𝐵 ∈ ℙ)
53		ianor 979	. . . . . 6 ⊢ (¬ (𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵) ↔ (¬ 𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵))
54		isprm3 16017	. . . . . 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 3246	. 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))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   ∨ wo 844   ∧ w3a 1084   ∈ wcel 2111   ∉ wnel 3091  ∀wral 3106  ∃wrex 3107   class class class wbr 5030  ‘cfv 6324  (class class class)co 7135  ℝcr 10525  1c1 10527   < clt 10664   ≤ cle 10665   − cmin 10859  ℕcn 11625  2c2 11680  ℤcz 11969  ℤ_≥cuz 12231  ...cfz 12885   ∥ cdvds 15599   gcd cgcd 15833  ℙcprime 16005

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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-sep 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5231  ax-pr 5295  ax-un 7441  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-nel 3092  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rmo 3114  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-pss 3900  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-uni 4801  df-iun 4883  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-tr 5137  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6116  df-ord 6162  df-on 6163  df-lim 6164  df-suc 6165  df-iota 6283  df-fun 6326  df-fn 6327  df-f 6328  df-f1 6329  df-fo 6330  df-f1o 6331  df-fv 6332  df-riota 7093  df-ov 7138  df-oprab 7139  df-mpo 7140  df-om 7561  df-1st 7671  df-2nd 7672  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-1o 8085  df-2o 8086  df-er 8272  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-fin 8496  df-sup 8890  df-inf 8891  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11626  df-2 11688  df-3 11689  df-n0 11886  df-z 11970  df-uz 12232  df-rp 12378  df-fz 12886  df-seq 13365  df-exp 13426  df-cj 14450  df-re 14451  df-im 14452  df-sqrt 14586  df-abs 14587  df-dvds 15600  df-gcd 15834  df-prm 16006

This theorem is referenced by:  prmgaplem7  16383