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

Theorem zringlpirlem3 20177
 Description: Lemma for zringlpir 20180. 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 (𝜑𝐼 ∈ (LIdeal‘ℤring))
zringlpirlem.n0 (𝜑𝐼 ≠ {0})
zringlpirlem.g 𝐺 = inf((𝐼 ∩ ℕ), ℝ, < )
zringlpirlem.x (𝜑𝑋𝐼)
Assertion
Ref Expression
zringlpirlem3 (𝜑𝐺𝑋)

Proof of Theorem zringlpirlem3
StepHypRef Expression
1 zringlpirlem.i . . . . . . . . 9 (𝜑𝐼 ∈ (LIdeal‘ℤring))
2 zringbas 20167 . . . . . . . . . 10 ℤ = (Base‘ℤring)
3 eqid 2822 . . . . . . . . . 10 (LIdeal‘ℤring) = (LIdeal‘ℤring)
42, 3lidlss 19974 . . . . . . . . 9 (𝐼 ∈ (LIdeal‘ℤring) → 𝐼 ⊆ ℤ)
51, 4syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝐼 ⊆ ℤ)
6 zringlpirlem.x . . . . . . . 8 (𝜑𝑋𝐼)
75, 6sseldd 3943 . . . . . . 7 (𝜑𝑋 ∈ ℤ)
87zred 12075 . . . . . 6 (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
9 zringlpirlem.g . . . . . . . . 9 𝐺 = inf((𝐼 ∩ ℕ), ℝ, < )
10 inss2 4180 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 ∩ ℕ) ⊆ ℕ
11 nnuz 12269 . . . . . . . . . . 11 ℕ = (ℤ‘1)
1210, 11sseqtri 3978 . . . . . . . . . 10 (𝐼 ∩ ℕ) ⊆ (ℤ‘1)
13 zringlpirlem.n0 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐼 ≠ {0})
141, 13zringlpirlem1 20175 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐼 ∩ ℕ) ≠ ∅)
15 infssuzcl 12320 . . . . . . . . . 10 (((𝐼 ∩ ℕ) ⊆ (ℤ‘1) ∧ (𝐼 ∩ ℕ) ≠ ∅) → inf((𝐼 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∈ (𝐼 ∩ ℕ))
1612, 14, 15sylancr 590 . . . . . . . . 9 (𝜑 → inf((𝐼 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∈ (𝐼 ∩ ℕ))
179, 16eqeltrid 2918 . . . . . . . 8 (𝜑𝐺 ∈ (𝐼 ∩ ℕ))
1817elin2d 4150 . . . . . . 7 (𝜑𝐺 ∈ ℕ)
1918nnrpd 12417 . . . . . 6 (𝜑𝐺 ∈ ℝ+)
20 modlt 13243 . . . . . 6 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝐺 ∈ ℝ+) → (𝑋 mod 𝐺) < 𝐺)
218, 19, 20syl2anc 587 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 mod 𝐺) < 𝐺)
227, 18zmodcld 13255 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑋 mod 𝐺) ∈ ℕ0)
2322nn0red 11944 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 mod 𝐺) ∈ ℝ)
2418nnred 11640 . . . . . 6 (𝜑𝐺 ∈ ℝ)
2523, 24ltnled 10776 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑋 mod 𝐺) < 𝐺 ↔ ¬ 𝐺 ≤ (𝑋 mod 𝐺)))
2621, 25mpbid 235 . . . 4 (𝜑 → ¬ 𝐺 ≤ (𝑋 mod 𝐺))
277zcnd 12076 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑋 ∈ ℂ)
2818nncnd 11641 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐺 ∈ ℂ)
298, 18nndivred 11679 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑋 / 𝐺) ∈ ℝ)
3029flcld 13163 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (⌊‘(𝑋 / 𝐺)) ∈ ℤ)
3130zcnd 12076 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (⌊‘(𝑋 / 𝐺)) ∈ ℂ)
3228, 31mulcld 10650 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐺 · (⌊‘(𝑋 / 𝐺))) ∈ ℂ)
3327, 32negsubd 10992 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑋 + -(𝐺 · (⌊‘(𝑋 / 𝐺)))) = (𝑋 − (𝐺 · (⌊‘(𝑋 / 𝐺)))))
3430znegcld 12077 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → -(⌊‘(𝑋 / 𝐺)) ∈ ℤ)
3534zcnd 12076 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → -(⌊‘(𝑋 / 𝐺)) ∈ ℂ)
3635, 28mulcomd 10651 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (-(⌊‘(𝑋 / 𝐺)) · 𝐺) = (𝐺 · -(⌊‘(𝑋 / 𝐺))))
3728, 31mulneg2d 11083 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐺 · -(⌊‘(𝑋 / 𝐺))) = -(𝐺 · (⌊‘(𝑋 / 𝐺))))
3836, 37eqtrd 2857 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (-(⌊‘(𝑋 / 𝐺)) · 𝐺) = -(𝐺 · (⌊‘(𝑋 / 𝐺))))
3938oveq2d 7156 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑋 + (-(⌊‘(𝑋 / 𝐺)) · 𝐺)) = (𝑋 + -(𝐺 · (⌊‘(𝑋 / 𝐺)))))
40 modval 13234 . . . . . . . . . . 11 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝐺 ∈ ℝ+) → (𝑋 mod 𝐺) = (𝑋 − (𝐺 · (⌊‘(𝑋 / 𝐺)))))
418, 19, 40syl2anc 587 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑋 mod 𝐺) = (𝑋 − (𝐺 · (⌊‘(𝑋 / 𝐺)))))
4233, 39, 413eqtr4rd 2868 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑋 mod 𝐺) = (𝑋 + (-(⌊‘(𝑋 / 𝐺)) · 𝐺)))
43 zringring 20164 . . . . . . . . . . 11 ring ∈ Ring
4443a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ℤring ∈ Ring)
451, 13, 9zringlpirlem2 20176 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐺𝐼)
46 zringmulr 20170 . . . . . . . . . . . 12 · = (.r‘ℤring)
473, 2, 46lidlmcl 19981 . . . . . . . . . . 11 (((ℤring ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘ℤring)) ∧ (-(⌊‘(𝑋 / 𝐺)) ∈ ℤ ∧ 𝐺𝐼)) → (-(⌊‘(𝑋 / 𝐺)) · 𝐺) ∈ 𝐼)
4844, 1, 34, 45, 47syl22anc 837 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (-(⌊‘(𝑋 / 𝐺)) · 𝐺) ∈ 𝐼)
49 zringplusg 20168 . . . . . . . . . . 11 + = (+g‘ℤring)
503, 49lidlacl 19977 . . . . . . . . . 10 (((ℤring ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘ℤring)) ∧ (𝑋𝐼 ∧ (-(⌊‘(𝑋 / 𝐺)) · 𝐺) ∈ 𝐼)) → (𝑋 + (-(⌊‘(𝑋 / 𝐺)) · 𝐺)) ∈ 𝐼)
5144, 1, 6, 48, 50syl22anc 837 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑋 + (-(⌊‘(𝑋 / 𝐺)) · 𝐺)) ∈ 𝐼)
5242, 51eqeltrd 2914 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑋 mod 𝐺) ∈ 𝐼)
5352adantr 484 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑋 mod 𝐺) ∈ ℕ) → (𝑋 mod 𝐺) ∈ 𝐼)
54 simpr 488 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑋 mod 𝐺) ∈ ℕ) → (𝑋 mod 𝐺) ∈ ℕ)
5553, 54elind 4145 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑋 mod 𝐺) ∈ ℕ) → (𝑋 mod 𝐺) ∈ (𝐼 ∩ ℕ))
56 infssuzle 12319 . . . . . 6 (((𝐼 ∩ ℕ) ⊆ (ℤ‘1) ∧ (𝑋 mod 𝐺) ∈ (𝐼 ∩ ℕ)) → inf((𝐼 ∩ ℕ), ℝ, < ) ≤ (𝑋 mod 𝐺))
5712, 55, 56sylancr 590 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑋 mod 𝐺) ∈ ℕ) → inf((𝐼 ∩ ℕ), ℝ, < ) ≤ (𝑋 mod 𝐺))
589, 57eqbrtrid 5077 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑋 mod 𝐺) ∈ ℕ) → 𝐺 ≤ (𝑋 mod 𝐺))
5926, 58mtand 815 . . 3 (𝜑 → ¬ (𝑋 mod 𝐺) ∈ ℕ)
60 elnn0 11887 . . . 4 ((𝑋 mod 𝐺) ∈ ℕ0 ↔ ((𝑋 mod 𝐺) ∈ ℕ ∨ (𝑋 mod 𝐺) = 0))
6122, 60sylib 221 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 mod 𝐺) ∈ ℕ ∨ (𝑋 mod 𝐺) = 0))
62 orel1 886 . . 3 (¬ (𝑋 mod 𝐺) ∈ ℕ → (((𝑋 mod 𝐺) ∈ ℕ ∨ (𝑋 mod 𝐺) = 0) → (𝑋 mod 𝐺) = 0))
6359, 61, 62sylc 65 . 2 (𝜑 → (𝑋 mod 𝐺) = 0)
64 dvdsval3 15602 . . 3 ((𝐺 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ) → (𝐺𝑋 ↔ (𝑋 mod 𝐺) = 0))
6518, 7, 64syl2anc 587 . 2 (𝜑 → (𝐺𝑋 ↔ (𝑋 mod 𝐺) = 0))
6663, 65mpbird 260 1 (𝜑𝐺𝑋)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   ∨ wo 844   = wceq 1538   ∈ wcel 2114   ≠ wne 3011   ∩ cin 3907   ⊆ wss 3908  ∅c0 4265  {csn 4539   class class class wbr 5042  ‘cfv 6334  (class class class)co 7140  infcinf 8893  ℝcr 10525  0cc0 10526  1c1 10527   + caddc 10529   · cmul 10531   < clt 10664   ≤ cle 10665   − cmin 10859  -cneg 10860   / cdiv 11286  ℕcn 11625  ℕ0cn0 11885  ℤcz 11969  ℤ≥cuz 12231  ℝ+crp 12377  ⌊cfl 13155   mod cmo 13232   ∥ cdvds 15598  Ringcrg 19288  LIdealclidl 19933  ℤringzring 20161 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 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2178  ax-ext 2794  ax-rep 5166  ax-sep 5179  ax-nul 5186  ax-pow 5243  ax-pr 5307  ax-un 7446  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  ax-addf 10605  ax-mulf 10606 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 2622  df-eu 2653  df-clab 2801  df-cleq 2815  df-clel 2894  df-nfc 2962  df-ne 3012  df-nel 3116  df-ral 3135  df-rex 3136  df-reu 3137  df-rmo 3138  df-rab 3139  df-v 3471  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3927  df-nul 4266  df-if 4440  df-pw 4513  df-sn 4540  df-pr 4542  df-tp 4544  df-op 4546  df-uni 4814  df-int 4852  df-iun 4896  df-br 5043  df-opab 5105  df-mpt 5123  df-tr 5149  df-id 5437  df-eprel 5442  df-po 5451  df-so 5452  df-fr 5491  df-we 5493  df-xp 5538  df-rel 5539  df-cnv 5540  df-co 5541  df-dm 5542  df-rn 5543  df-res 5544  df-ima 5545  df-pred 6126  df-ord 6172  df-on 6173  df-lim 6174  df-suc 6175  df-iota 6293  df-fun 6336  df-fn 6337  df-f 6338  df-f1 6339  df-fo 6340  df-f1o 6341  df-fv 6342  df-riota 7098  df-ov 7143  df-oprab 7144  df-mpo 7145  df-om 7566  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-1o 8089  df-oadd 8093  df-er 8276  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-fin 8500  df-sup 8894  df-inf 8895  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-4 11690  df-5 11691  df-6 11692  df-7 11693  df-8 11694  df-9 11695  df-n0 11886  df-z 11970  df-dec 12087  df-uz 12232  df-rp 12378  df-fz 12886  df-fl 13157  df-mod 13233  df-seq 13365  df-exp 13426  df-cj 14449  df-re 14450  df-im 14451  df-sqrt 14585  df-abs 14586  df-dvds 15599  df-struct 16476  df-ndx 16477  df-slot 16478  df-base 16480  df-sets 16481  df-ress 16482  df-plusg 16569  df-mulr 16570  df-starv 16571  df-sca 16572  df-vsca 16573  df-ip 16574  df-tset 16575  df-ple 16576  df-ds 16578  df-unif 16579  df-0g 16706  df-mgm 17843  df-sgrp 17892  df-mnd 17903  df-grp 18097  df-minusg 18098  df-sbg 18099  df-subg 18267  df-cmn 18899  df-mgp 19231  df-ur 19243  df-ring 19290  df-cring 19291  df-subrg 19524  df-lmod 19627  df-lss 19695  df-sra 19935  df-rgmod 19936  df-lidl 19937  df-cnfld 20090  df-zring 20162 This theorem is referenced by:  zringlpir  20180
 Copyright terms: Public domain W3C validator