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

Theorem gcdaddmlem 15467
Description: Lemma for gcdaddm 15468. (Contributed by Paul Chapman, 31-Mar-2011.)
Hypotheses
Ref Expression
gcdaddmlem.1 𝐾 ∈ ℤ
gcdaddmlem.2 𝑀 ∈ ℤ
gcdaddmlem.3 𝑁 ∈ ℤ
Assertion
Ref Expression
gcdaddmlem (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))

Proof of Theorem gcdaddmlem
StepHypRef Expression
1 gcdaddmlem.2 . . . . . . 7 𝑀 ∈ ℤ
2 gcdaddmlem.3 . . . . . . 7 𝑁 ∈ ℤ
3 gcddvds 15447 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁))
41, 2, 3mp2an 710 . . . . . 6 ((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁)
54simpli 476 . . . . 5 (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀
6 gcdcl 15450 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℕ0)
71, 2, 6mp2an 710 . . . . . . . . 9 (𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℕ0
87nn0zi 11614 . . . . . . . 8 (𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ
9 gcdaddmlem.1 . . . . . . . . 9 𝐾 ∈ ℤ
10 1z 11619 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℤ
11 dvds2ln 15236 . . . . . . . . 9 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) ∧ ((𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ)) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + (1 · 𝑁))))
129, 10, 11mpanl12 720 . . . . . . . 8 (((𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + (1 · 𝑁))))
138, 1, 2, 12mp3an 1573 . . . . . . 7 (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + (1 · 𝑁)))
144, 13ax-mp 5 . . . . . 6 (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + (1 · 𝑁))
15 zcn 11594 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℂ)
162, 15ax-mp 5 . . . . . . . 8 𝑁 ∈ ℂ
1716mulid2i 10255 . . . . . . 7 (1 · 𝑁) = 𝑁
1817oveq2i 6825 . . . . . 6 ((𝐾 · 𝑀) + (1 · 𝑁)) = ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)
1914, 18breqtri 4829 . . . . 5 (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)
20 zmulcl 11638 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (𝐾 · 𝑀) ∈ ℤ)
219, 1, 20mp2an 710 . . . . . . 7 (𝐾 · 𝑀) ∈ ℤ
22 zaddcl 11629 . . . . . . 7 (((𝐾 · 𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ)
2321, 2, 22mp2an 710 . . . . . 6 ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ
24 dvdslegcd 15448 . . . . . . 7 ((((𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0)) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))))
2524ex 449 . . . . . 6 (((𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ) → (¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))))
268, 1, 23, 25mp3an 1573 . . . . 5 (¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) → (((𝑀 gcd 𝑁) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd 𝑁) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))))
275, 19, 26mp2ani 716 . . . 4 (¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) → (𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
28 gcddvds 15447 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ) → ((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
291, 23, 28mp2an 710 . . . . . 6 ((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))
3029simpli 476 . . . . 5 (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀
31 gcdcl 15450 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℕ0)
321, 23, 31mp2an 710 . . . . . . . . 9 (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℕ0
3332nn0zi 11614 . . . . . . . 8 (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℤ
34 znegcl 11624 . . . . . . . . . 10 (𝐾 ∈ ℤ → -𝐾 ∈ ℤ)
359, 34ax-mp 5 . . . . . . . . 9 -𝐾 ∈ ℤ
36 dvds2ln 15236 . . . . . . . . 9 (((-𝐾 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) ∧ ((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ)) → (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((-𝐾 · 𝑀) + (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))))
3735, 10, 36mpanl12 720 . . . . . . . 8 (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ) → (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((-𝐾 · 𝑀) + (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))))
3833, 1, 23, 37mp3an 1573 . . . . . . 7 (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((-𝐾 · 𝑀) + (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))))
3929, 38ax-mp 5 . . . . . 6 (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ ((-𝐾 · 𝑀) + (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
40 zcn 11594 . . . . . . . . . 10 (𝐾 ∈ ℤ → 𝐾 ∈ ℂ)
419, 40ax-mp 5 . . . . . . . . 9 𝐾 ∈ ℂ
42 zcn 11594 . . . . . . . . . 10 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ ℂ)
431, 42ax-mp 5 . . . . . . . . 9 𝑀 ∈ ℂ
4441, 43mulneg1i 10688 . . . . . . . 8 (-𝐾 · 𝑀) = -(𝐾 · 𝑀)
45 zcn 11594 . . . . . . . . . 10 (((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℤ → ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℂ)
4623, 45ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) ∈ ℂ
4746mulid2i 10255 . . . . . . . 8 (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) = ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)
4844, 47oveq12i 6826 . . . . . . 7 ((-𝐾 · 𝑀) + (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))) = (-(𝐾 · 𝑀) + ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))
4941, 43mulcli 10257 . . . . . . . . . 10 (𝐾 · 𝑀) ∈ ℂ
5049negcli 10561 . . . . . . . . . 10 -(𝐾 · 𝑀) ∈ ℂ
5149negidi 10562 . . . . . . . . . 10 ((𝐾 · 𝑀) + -(𝐾 · 𝑀)) = 0
5249, 50, 51addcomli 10440 . . . . . . . . 9 (-(𝐾 · 𝑀) + (𝐾 · 𝑀)) = 0
5352oveq1i 6824 . . . . . . . 8 ((-(𝐾 · 𝑀) + (𝐾 · 𝑀)) + 𝑁) = (0 + 𝑁)
5450, 49, 16addassi 10260 . . . . . . . 8 ((-(𝐾 · 𝑀) + (𝐾 · 𝑀)) + 𝑁) = (-(𝐾 · 𝑀) + ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))
5516addid2i 10436 . . . . . . . 8 (0 + 𝑁) = 𝑁
5653, 54, 553eqtr3i 2790 . . . . . . 7 (-(𝐾 · 𝑀) + ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) = 𝑁
5748, 56eqtri 2782 . . . . . 6 ((-𝐾 · 𝑀) + (1 · ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))) = 𝑁
5839, 57breqtri 4829 . . . . 5 (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑁
59 dvdslegcd 15448 . . . . . . 7 ((((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ≤ (𝑀 gcd 𝑁)))
6059ex 449 . . . . . 6 (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ≤ (𝑀 gcd 𝑁))))
6133, 1, 2, 60mp3an 1573 . . . . 5 (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (((𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑀 ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∥ 𝑁) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ≤ (𝑀 gcd 𝑁)))
6230, 58, 61mp2ani 716 . . . 4 (¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ≤ (𝑀 gcd 𝑁))
6327, 62anim12i 591 . . 3 ((¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → ((𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ≤ (𝑀 gcd 𝑁)))
648zrei 11595 . . . 4 (𝑀 gcd 𝑁) ∈ ℝ
6533zrei 11595 . . . 4 (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∈ ℝ
6664, 65letri3i 10365 . . 3 ((𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ↔ ((𝑀 gcd 𝑁) ≤ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ∧ (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) ≤ (𝑀 gcd 𝑁)))
6763, 66sylibr 224 . 2 ((¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
68 pm4.57 519 . . 3 (¬ (¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) ↔ ((𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ∨ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)))
69 oveq2 6822 . . . . . . . . . 10 (𝑀 = 0 → (𝐾 · 𝑀) = (𝐾 · 0))
7041mul01i 10438 . . . . . . . . . 10 (𝐾 · 0) = 0
7169, 70syl6eq 2810 . . . . . . . . 9 (𝑀 = 0 → (𝐾 · 𝑀) = 0)
7271oveq1d 6829 . . . . . . . 8 (𝑀 = 0 → ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = (0 + 𝑁))
7372, 55syl6eq 2810 . . . . . . 7 (𝑀 = 0 → ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 𝑁)
7473eqeq1d 2762 . . . . . 6 (𝑀 = 0 → (((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0 ↔ 𝑁 = 0))
7574pm5.32i 672 . . . . 5 ((𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ↔ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0))
76 oveq12 6823 . . . . . 6 ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (𝑀 gcd 𝑁) = (0 gcd 0))
77 oveq12 6823 . . . . . . 7 ((𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) = (0 gcd 0))
7875, 77sylbir 225 . . . . . 6 ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)) = (0 gcd 0))
7976, 78eqtr4d 2797 . . . . 5 ((𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0) → (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
8075, 79sylbi 207 . . . 4 ((𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) → (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
8180, 79jaoi 393 . . 3 (((𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ∨ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
8268, 81sylbi 207 . 2 (¬ (¬ (𝑀 = 0 ∧ ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁) = 0) ∧ ¬ (𝑀 = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁)))
8367, 82pm2.61i 176 1 (𝑀 gcd 𝑁) = (𝑀 gcd ((𝐾 · 𝑀) + 𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wo 382  wa 383  w3a 1072   = wceq 1632  wcel 2139   class class class wbr 4804  (class class class)co 6814  cc 10146  0cc0 10148  1c1 10149   + caddc 10151   · cmul 10153  cle 10287  -cneg 10479  0cn0 11504  cz 11589  cdvds 15202   gcd cgcd 15438
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7115  ax-cnex 10204  ax-resscn 10205  ax-1cn 10206  ax-icn 10207  ax-addcl 10208  ax-addrcl 10209  ax-mulcl 10210  ax-mulrcl 10211  ax-mulcom 10212  ax-addass 10213  ax-mulass 10214  ax-distr 10215  ax-i2m1 10216  ax-1ne0 10217  ax-1rid 10218  ax-rnegex 10219  ax-rrecex 10220  ax-cnre 10221  ax-pre-lttri 10222  ax-pre-lttrn 10223  ax-pre-ltadd 10224  ax-pre-mulgt0 10225  ax-pre-sup 10226
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-riota 6775  df-ov 6817  df-oprab 6818  df-mpt2 6819  df-om 7232  df-2nd 7335  df-wrecs 7577  df-recs 7638  df-rdg 7676  df-er 7913  df-en 8124  df-dom 8125  df-sdom 8126  df-sup 8515  df-inf 8516  df-pnf 10288  df-mnf 10289  df-xr 10290  df-ltxr 10291  df-le 10292  df-sub 10480  df-neg 10481  df-div 10897  df-nn 11233  df-2 11291  df-3 11292  df-n0 11505  df-z 11590  df-uz 11900  df-rp 12046  df-seq 13016  df-exp 13075  df-cj 14058  df-re 14059  df-im 14060  df-sqrt 14194  df-abs 14195  df-dvds 15203  df-gcd 15439
This theorem is referenced by:  gcdaddm  15468
  Copyright terms: Public domain W3C validator