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

Theorem lcmfval 15457
Description: Value of the lcm function. (lcm𝑍) is the least common multiple of the integers contained in the finite subset of integers 𝑍. If at least one of the elements of 𝑍 is 0, the result is defined conventionally as 0. (Contributed by AV, 21-Apr-2020.) (Revised by AV, 16-Sep-2020.)
Assertion
Ref Expression
lcmfval ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (lcm𝑍) = if(0 ∈ 𝑍, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < )))
Distinct variable group:   𝑚,𝑍,𝑛

Proof of Theorem lcmfval
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-lcmf 15427 . . 3 lcm = (𝑧 ∈ 𝒫 ℤ ↦ if(0 ∈ 𝑧, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑧 𝑚𝑛}, ℝ, < )))
21a1i 11 . 2 ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → lcm = (𝑧 ∈ 𝒫 ℤ ↦ if(0 ∈ 𝑧, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑧 𝑚𝑛}, ℝ, < ))))
3 eleq2 2792 . . . 4 (𝑧 = 𝑍 → (0 ∈ 𝑧 ↔ 0 ∈ 𝑍))
4 raleq 3241 . . . . . 6 (𝑧 = 𝑍 → (∀𝑚𝑧 𝑚𝑛 ↔ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛))
54rabbidv 3293 . . . . 5 (𝑧 = 𝑍 → {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑧 𝑚𝑛} = {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛})
65infeq1d 8499 . . . 4 (𝑧 = 𝑍 → inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑧 𝑚𝑛}, ℝ, < ) = inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < ))
73, 6ifbieq2d 4219 . . 3 (𝑧 = 𝑍 → if(0 ∈ 𝑧, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑧 𝑚𝑛}, ℝ, < )) = if(0 ∈ 𝑍, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < )))
87adantl 473 . 2 (((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) ∧ 𝑧 = 𝑍) → if(0 ∈ 𝑧, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑧 𝑚𝑛}, ℝ, < )) = if(0 ∈ 𝑍, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < )))
9 zex 11499 . . . . . 6 ℤ ∈ V
109ssex 4910 . . . . 5 (𝑍 ⊆ ℤ → 𝑍 ∈ V)
11 elpwg 4274 . . . . 5 (𝑍 ∈ V → (𝑍 ∈ 𝒫 ℤ ↔ 𝑍 ⊆ ℤ))
1210, 11syl 17 . . . 4 (𝑍 ⊆ ℤ → (𝑍 ∈ 𝒫 ℤ ↔ 𝑍 ⊆ ℤ))
1312ibir 257 . . 3 (𝑍 ⊆ ℤ → 𝑍 ∈ 𝒫 ℤ)
1413adantr 472 . 2 ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → 𝑍 ∈ 𝒫 ℤ)
15 0nn0 11420 . . . 4 0 ∈ ℕ0
1615a1i 11 . . 3 (((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) ∧ 0 ∈ 𝑍) → 0 ∈ ℕ0)
17 df-nel 3000 . . . 4 (0 ∉ 𝑍 ↔ ¬ 0 ∈ 𝑍)
18 ssrab2 3793 . . . . . 6 {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ⊆ ℕ
19 nnssnn0 11408 . . . . . 6 ℕ ⊆ ℕ0
2018, 19sstri 3718 . . . . 5 {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ⊆ ℕ0
21 nnuz 11837 . . . . . . 7 ℕ = (ℤ‘1)
2218, 21sseqtri 3743 . . . . . 6 {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ⊆ (ℤ‘1)
23 fissn0dvdsn0 15456 . . . . . . 7 ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin ∧ 0 ∉ 𝑍) → {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ≠ ∅)
24233expa 1111 . . . . . 6 (((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) ∧ 0 ∉ 𝑍) → {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ≠ ∅)
25 infssuzcl 11886 . . . . . 6 (({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ⊆ (ℤ‘1) ∧ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛} ≠ ∅) → inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < ) ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛})
2622, 24, 25sylancr 698 . . . . 5 (((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) ∧ 0 ∉ 𝑍) → inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < ) ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛})
2720, 26sseldi 3707 . . . 4 (((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) ∧ 0 ∉ 𝑍) → inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < ) ∈ ℕ0)
2817, 27sylan2br 494 . . 3 (((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) ∧ ¬ 0 ∈ 𝑍) → inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < ) ∈ ℕ0)
2916, 28ifclda 4228 . 2 ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → if(0 ∈ 𝑍, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < )) ∈ ℕ0)
302, 8, 14, 29fvmptd 6402 1 ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (lcm𝑍) = if(0 ∈ 𝑍, 0, inf({𝑛 ∈ ℕ ∣ ∀𝑚𝑍 𝑚𝑛}, ℝ, < )))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1596  wcel 2103  wne 2896  wnel 2999  wral 3014  {crab 3018  Vcvv 3304  wss 3680  c0 4023  ifcif 4194  𝒫 cpw 4266   class class class wbr 4760  cmpt 4837  cfv 6001  Fincfn 8072  infcinf 8463  cr 10048  0cc0 10049  1c1 10050   < clt 10187  cn 11133  0cn0 11405  cz 11490  cuz 11800  cdvds 15103  lcmclcmf 15425
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1835  ax-4 1850  ax-5 1952  ax-6 2018  ax-7 2054  ax-8 2105  ax-9 2112  ax-10 2132  ax-11 2147  ax-12 2160  ax-13 2355  ax-ext 2704  ax-rep 4879  ax-sep 4889  ax-nul 4897  ax-pow 4948  ax-pr 5011  ax-un 7066  ax-inf2 8651  ax-cnex 10105  ax-resscn 10106  ax-1cn 10107  ax-icn 10108  ax-addcl 10109  ax-addrcl 10110  ax-mulcl 10111  ax-mulrcl 10112  ax-mulcom 10113  ax-addass 10114  ax-mulass 10115  ax-distr 10116  ax-i2m1 10117  ax-1ne0 10118  ax-1rid 10119  ax-rnegex 10120  ax-rrecex 10121  ax-cnre 10122  ax-pre-lttri 10123  ax-pre-lttrn 10124  ax-pre-ltadd 10125  ax-pre-mulgt0 10126  ax-pre-sup 10127
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1599  df-fal 1602  df-ex 1818  df-nf 1823  df-sb 2011  df-eu 2575  df-mo 2576  df-clab 2711  df-cleq 2717  df-clel 2720  df-nfc 2855  df-ne 2897  df-nel 3000  df-ral 3019  df-rex 3020  df-reu 3021  df-rmo 3022  df-rab 3023  df-v 3306  df-sbc 3542  df-csb 3640  df-dif 3683  df-un 3685  df-in 3687  df-ss 3694  df-pss 3696  df-nul 4024  df-if 4195  df-pw 4268  df-sn 4286  df-pr 4288  df-tp 4290  df-op 4292  df-uni 4545  df-int 4584  df-iun 4630  df-br 4761  df-opab 4821  df-mpt 4838  df-tr 4861  df-id 5128  df-eprel 5133  df-po 5139  df-so 5140  df-fr 5177  df-se 5178  df-we 5179  df-xp 5224  df-rel 5225  df-cnv 5226  df-co 5227  df-dm 5228  df-rn 5229  df-res 5230  df-ima 5231  df-pred 5793  df-ord 5839  df-on 5840  df-lim 5841  df-suc 5842  df-iota 5964  df-fun 6003  df-fn 6004  df-f 6005  df-f1 6006  df-fo 6007  df-f1o 6008  df-fv 6009  df-isom 6010  df-riota 6726  df-ov 6768  df-oprab 6769  df-mpt2 6770  df-om 7183  df-1st 7285  df-2nd 7286  df-wrecs 7527  df-recs 7588  df-rdg 7626  df-1o 7680  df-oadd 7684  df-er 7862  df-en 8073  df-dom 8074  df-sdom 8075  df-fin 8076  df-sup 8464  df-inf 8465  df-oi 8531  df-card 8878  df-pnf 10189  df-mnf 10190  df-xr 10191  df-ltxr 10192  df-le 10193  df-sub 10381  df-neg 10382  df-div 10798  df-nn 11134  df-2 11192  df-3 11193  df-n0 11406  df-z 11491  df-uz 11801  df-rp 11947  df-fz 12441  df-fzo 12581  df-seq 12917  df-exp 12976  df-hash 13233  df-cj 13959  df-re 13960  df-im 13961  df-sqrt 14095  df-abs 14096  df-clim 14339  df-prod 14756  df-dvds 15104  df-lcmf 15427
This theorem is referenced by:  lcmfn0val  15459  lcmfpr  15463
  Copyright terms: Public domain W3C validator