MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  zringlpirlem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem zringlpirlem3 21377
Description: Lemma for zringlpir 21380. All elements of a nonzero ideal of integers are divided by the least one. (Contributed by Stefan O'Rear, 3-Jan-2015.) (Revised by AV, 9-Jun-2019.) (Proof shortened by AV, 27-Sep-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
zringlpirlem.i (πœ‘ β†’ 𝐼 ∈ (LIdealβ€˜β„€ring))
zringlpirlem.n0 (πœ‘ β†’ 𝐼 β‰  {0})
zringlpirlem.g 𝐺 = inf((𝐼 ∩ β„•), ℝ, < )
zringlpirlem.x (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ 𝐼)
Assertion
Ref Expression
zringlpirlem3 (πœ‘ β†’ 𝐺 βˆ₯ 𝑋)

Proof of Theorem zringlpirlem3
StepHypRef Expression
1 zringlpirlem.i . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝐼 ∈ (LIdealβ€˜β„€ring))
2 zringbas 21366 . . . . . . . . . 10 β„€ = (Baseβ€˜β„€ring)
3 eqid 2727 . . . . . . . . . 10 (LIdealβ€˜β„€ring) = (LIdealβ€˜β„€ring)
42, 3lidlss 21097 . . . . . . . . 9 (𝐼 ∈ (LIdealβ€˜β„€ring) β†’ 𝐼 βŠ† β„€)
51, 4syl 17 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐼 βŠ† β„€)
6 zringlpirlem.x . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ 𝐼)
75, 6sseldd 3979 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ β„€)
87zred 12688 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ ℝ)
9 zringlpirlem.g . . . . . . . . 9 𝐺 = inf((𝐼 ∩ β„•), ℝ, < )
10 inss2 4225 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 ∩ β„•) βŠ† β„•
11 nnuz 12887 . . . . . . . . . . 11 β„• = (β„€β‰₯β€˜1)
1210, 11sseqtri 4014 . . . . . . . . . 10 (𝐼 ∩ β„•) βŠ† (β„€β‰₯β€˜1)
13 zringlpirlem.n0 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝐼 β‰  {0})
141, 13zringlpirlem1 21375 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (𝐼 ∩ β„•) β‰  βˆ…)
15 infssuzcl 12938 . . . . . . . . . 10 (((𝐼 ∩ β„•) βŠ† (β„€β‰₯β€˜1) ∧ (𝐼 ∩ β„•) β‰  βˆ…) β†’ inf((𝐼 ∩ β„•), ℝ, < ) ∈ (𝐼 ∩ β„•))
1612, 14, 15sylancr 586 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ inf((𝐼 ∩ β„•), ℝ, < ) ∈ (𝐼 ∩ β„•))
179, 16eqeltrid 2832 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ (𝐼 ∩ β„•))
1817elin2d 4195 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ β„•)
1918nnrpd 13038 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ ℝ+)
20 modlt 13869 . . . . . 6 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝐺 ∈ ℝ+) β†’ (𝑋 mod 𝐺) < 𝐺)
218, 19, 20syl2anc 583 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝑋 mod 𝐺) < 𝐺)
227, 18zmodcld 13881 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝑋 mod 𝐺) ∈ β„•0)
2322nn0red 12555 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝑋 mod 𝐺) ∈ ℝ)
2418nnred 12249 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ ℝ)
2523, 24ltnled 11383 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((𝑋 mod 𝐺) < 𝐺 ↔ Β¬ 𝐺 ≀ (𝑋 mod 𝐺)))
2621, 25mpbid 231 . . . 4 (πœ‘ β†’ Β¬ 𝐺 ≀ (𝑋 mod 𝐺))
277zcnd 12689 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ β„‚)
2818nncnd 12250 . . . . . . . . . . . 12 (πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ β„‚)
298, 18nndivred 12288 . . . . . . . . . . . . . 14 (πœ‘ β†’ (𝑋 / 𝐺) ∈ ℝ)
3029flcld 13787 . . . . . . . . . . . . 13 (πœ‘ β†’ (βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) ∈ β„€)
3130zcnd 12689 . . . . . . . . . . . 12 (πœ‘ β†’ (βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) ∈ β„‚)
3228, 31mulcld 11256 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (𝐺 Β· (βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺))) ∈ β„‚)
3327, 32negsubd 11599 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (𝑋 + -(𝐺 Β· (βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)))) = (𝑋 βˆ’ (𝐺 Β· (βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)))))
3430znegcld 12690 . . . . . . . . . . . . . 14 (πœ‘ β†’ -(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) ∈ β„€)
3534zcnd 12689 . . . . . . . . . . . . 13 (πœ‘ β†’ -(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) ∈ β„‚)
3635, 28mulcomd 11257 . . . . . . . . . . . 12 (πœ‘ β†’ (-(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) Β· 𝐺) = (𝐺 Β· -(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺))))
3728, 31mulneg2d 11690 . . . . . . . . . . . 12 (πœ‘ β†’ (𝐺 Β· -(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺))) = -(𝐺 Β· (βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺))))
3836, 37eqtrd 2767 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (-(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) Β· 𝐺) = -(𝐺 Β· (βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺))))
3938oveq2d 7430 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (𝑋 + (-(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) Β· 𝐺)) = (𝑋 + -(𝐺 Β· (βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)))))
40 modval 13860 . . . . . . . . . . 11 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝐺 ∈ ℝ+) β†’ (𝑋 mod 𝐺) = (𝑋 βˆ’ (𝐺 Β· (βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)))))
418, 19, 40syl2anc 583 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (𝑋 mod 𝐺) = (𝑋 βˆ’ (𝐺 Β· (βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)))))
4233, 39, 413eqtr4rd 2778 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ (𝑋 mod 𝐺) = (𝑋 + (-(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) Β· 𝐺)))
43 zringring 21362 . . . . . . . . . . 11 β„€ring ∈ Ring
4443a1i 11 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ β„€ring ∈ Ring)
451, 13, 9zringlpirlem2 21376 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ 𝐼)
46 zringmulr 21370 . . . . . . . . . . . 12 Β· = (.rβ€˜β„€ring)
473, 2, 46lidlmcl 21110 . . . . . . . . . . 11 (((β„€ring ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ (LIdealβ€˜β„€ring)) ∧ (-(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) ∈ β„€ ∧ 𝐺 ∈ 𝐼)) β†’ (-(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) Β· 𝐺) ∈ 𝐼)
4844, 1, 34, 45, 47syl22anc 838 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (-(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) Β· 𝐺) ∈ 𝐼)
49 zringplusg 21367 . . . . . . . . . . 11 + = (+gβ€˜β„€ring)
503, 49lidlacl 21106 . . . . . . . . . 10 (((β„€ring ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ (LIdealβ€˜β„€ring)) ∧ (𝑋 ∈ 𝐼 ∧ (-(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) Β· 𝐺) ∈ 𝐼)) β†’ (𝑋 + (-(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) Β· 𝐺)) ∈ 𝐼)
5144, 1, 6, 48, 50syl22anc 838 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ (𝑋 + (-(βŒŠβ€˜(𝑋 / 𝐺)) Β· 𝐺)) ∈ 𝐼)
5242, 51eqeltrd 2828 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝑋 mod 𝐺) ∈ 𝐼)
5352adantr 480 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ (𝑋 mod 𝐺) ∈ β„•) β†’ (𝑋 mod 𝐺) ∈ 𝐼)
54 simpr 484 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ (𝑋 mod 𝐺) ∈ β„•) β†’ (𝑋 mod 𝐺) ∈ β„•)
5553, 54elind 4190 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ (𝑋 mod 𝐺) ∈ β„•) β†’ (𝑋 mod 𝐺) ∈ (𝐼 ∩ β„•))
56 infssuzle 12937 . . . . . 6 (((𝐼 ∩ β„•) βŠ† (β„€β‰₯β€˜1) ∧ (𝑋 mod 𝐺) ∈ (𝐼 ∩ β„•)) β†’ inf((𝐼 ∩ β„•), ℝ, < ) ≀ (𝑋 mod 𝐺))
5712, 55, 56sylancr 586 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ (𝑋 mod 𝐺) ∈ β„•) β†’ inf((𝐼 ∩ β„•), ℝ, < ) ≀ (𝑋 mod 𝐺))
589, 57eqbrtrid 5177 . . . 4 ((πœ‘ ∧ (𝑋 mod 𝐺) ∈ β„•) β†’ 𝐺 ≀ (𝑋 mod 𝐺))
5926, 58mtand 815 . . 3 (πœ‘ β†’ Β¬ (𝑋 mod 𝐺) ∈ β„•)
60 elnn0 12496 . . . 4 ((𝑋 mod 𝐺) ∈ β„•0 ↔ ((𝑋 mod 𝐺) ∈ β„• ∨ (𝑋 mod 𝐺) = 0))
6122, 60sylib 217 . . 3 (πœ‘ β†’ ((𝑋 mod 𝐺) ∈ β„• ∨ (𝑋 mod 𝐺) = 0))
62 orel1 887 . . 3 (Β¬ (𝑋 mod 𝐺) ∈ β„• β†’ (((𝑋 mod 𝐺) ∈ β„• ∨ (𝑋 mod 𝐺) = 0) β†’ (𝑋 mod 𝐺) = 0))
6359, 61, 62sylc 65 . 2 (πœ‘ β†’ (𝑋 mod 𝐺) = 0)
64 dvdsval3 16226 . . 3 ((𝐺 ∈ β„• ∧ 𝑋 ∈ β„€) β†’ (𝐺 βˆ₯ 𝑋 ↔ (𝑋 mod 𝐺) = 0))
6518, 7, 64syl2anc 583 . 2 (πœ‘ β†’ (𝐺 βˆ₯ 𝑋 ↔ (𝑋 mod 𝐺) = 0))
6663, 65mpbird 257 1 (πœ‘ β†’ 𝐺 βˆ₯ 𝑋)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∨ wo 846   = wceq 1534   ∈ wcel 2099   β‰  wne 2935   ∩ cin 3943   βŠ† wss 3944  βˆ…c0 4318  {csn 4624   class class class wbr 5142  β€˜cfv 6542  (class class class)co 7414  infcinf 9456  β„cr 11129  0cc0 11130  1c1 11131   + caddc 11133   Β· cmul 11135   < clt 11270   ≀ cle 11271   βˆ’ cmin 11466  -cneg 11467   / cdiv 11893  β„•cn 12234  β„•0cn0 12494  β„€cz 12580  β„€β‰₯cuz 12844  β„+crp 12998  βŒŠcfl 13779   mod cmo 13858   βˆ₯ cdvds 16222  Ringcrg 20164  LIdealclidl 21091  β„€ringczring 21359
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2164  ax-ext 2698  ax-rep 5279  ax-sep 5293  ax-nul 5300  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7734  ax-cnex 11186  ax-resscn 11187  ax-1cn 11188  ax-icn 11189  ax-addcl 11190  ax-addrcl 11191  ax-mulcl 11192  ax-mulrcl 11193  ax-mulcom 11194  ax-addass 11195  ax-mulass 11196  ax-distr 11197  ax-i2m1 11198  ax-1ne0 11199  ax-1rid 11200  ax-rnegex 11201  ax-rrecex 11202  ax-cnre 11203  ax-pre-lttri 11204  ax-pre-lttrn 11205  ax-pre-ltadd 11206  ax-pre-mulgt0 11207  ax-pre-sup 11208  ax-addf 11209  ax-mulf 11210
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2936  df-nel 3042  df-ral 3057  df-rex 3066  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3428  df-v 3471  df-sbc 3775  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3963  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-tp 4629  df-op 4631  df-uni 4904  df-iun 4993  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7370  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7865  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-er 8718  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-fin 8959  df-sup 9457  df-inf 9458  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11894  df-nn 12235  df-2 12297  df-3 12298  df-4 12299  df-5 12300  df-6 12301  df-7 12302  df-8 12303  df-9 12304  df-n0 12495  df-z 12581  df-dec 12700  df-uz 12845  df-rp 12999  df-fz 13509  df-fl 13781  df-mod 13859  df-seq 13991  df-exp 14051  df-cj 15070  df-re 15071  df-im 15072  df-sqrt 15206  df-abs 15207  df-dvds 16223  df-struct 17107  df-sets 17124  df-slot 17142  df-ndx 17154  df-base 17172  df-ress 17201  df-plusg 17237  df-mulr 17238  df-starv 17239  df-sca 17240  df-vsca 17241  df-ip 17242  df-tset 17243  df-ple 17244  df-ds 17246  df-unif 17247  df-0g 17414  df-mgm 18591  df-sgrp 18670  df-mnd 18686  df-grp 18884  df-minusg 18885  df-sbg 18886  df-subg 19069  df-cmn 19728  df-abl 19729  df-mgp 20066  df-rng 20084  df-ur 20113  df-ring 20166  df-cring 20167  df-subrng 20472  df-subrg 20497  df-lmod 20734  df-lss 20805  df-sra 21047  df-rgmod 21048  df-lidl 21093  df-cnfld 21267  df-zring 21360
This theorem is referenced by:  zringlpir  21380
  Copyright terms: Public domain W3C validator