Theorem bezoutlemstep 10386

Description: Lemma for Bézout's identity. This is the induction step for the proof by induction. (Contributed by Jim Kingdon, 3-Jan-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
bezoutlemstep.is-bezout	⊢ (𝜑 ↔ ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℤ 𝑟 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡)))
bezoutlemstep.a	⊢ (𝜃 → 𝐴 ∈ ℕ0)
bezoutlemstep.b	⊢ (𝜃 → 𝐵 ∈ ℕ0)
bezoutlemstep.w	⊢ (𝜃 → 𝑊 ∈ ℕ)
bezoutlemstep.y-is-bezout	⊢ (𝜃 → [𝑦 / 𝑟]𝜑)
bezoutlemstep.y-nn0	⊢ (𝜃 → 𝑦 ∈ ℕ0)
bezoutlemstep.w-is-bezout	⊢ (𝜃 → [𝑊 / 𝑟]𝜑)
bezoutlemstep.sub-gcd	⊢ (𝜓 ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)))
bezoutlemstep.hyp	⊢ ((𝜃 ∧ [(𝑦 mod 𝑊) / 𝑟]𝜑) → ∃𝑟 ∈ ℕ0 ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑))
bezoutlemstep.thx	⊢ Ⅎ𝑥𝜃
bezoutlemstep.thr	⊢ Ⅎ𝑟𝜃

Assertion

Ref	Expression
bezoutlemstep	⊢ (𝜃 → ∃𝑟 ∈ ℕ0 ([𝑊 / 𝑥]𝜓 ∧ 𝜑))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑟,𝑠,𝑡   𝐵,𝑟,𝑠,𝑡   𝑊,𝑟,𝑥,𝑦,𝑧   𝑊,𝑠,𝑡,𝑦   𝜑,𝑧   𝜑,𝑠,𝑡   𝜓,𝑧   𝜃,𝑧   𝜃,𝑠,𝑡

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦,𝑟)   𝜓(𝑥,𝑦,𝑡,𝑠,𝑟)   𝜃(𝑥,𝑦,𝑟)   𝐴(𝑥,𝑦,𝑧)   𝐵(𝑥,𝑦,𝑧)

Proof of Theorem bezoutlemstep

Dummy variable 𝑞 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		bezoutlemstep.is-bezout	. . . 4 ⊢ (𝜑 ↔ ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℤ 𝑟 = ((𝐴 · 𝑠) + (𝐵 · 𝑡)))
2		bezoutlemstep.a	. . . 4 ⊢ (𝜃 → 𝐴 ∈ ℕ0)
3		bezoutlemstep.b	. . . 4 ⊢ (𝜃 → 𝐵 ∈ ℕ0)
4		bezoutlemstep.w	. . . 4 ⊢ (𝜃 → 𝑊 ∈ ℕ)
5		bezoutlemstep.y-is-bezout	. . . 4 ⊢ (𝜃 → [𝑦 / 𝑟]𝜑)
6		bezoutlemstep.y-nn0	. . . 4 ⊢ (𝜃 → 𝑦 ∈ ℕ0)
7		bezoutlemstep.w-is-bezout	. . . 4 ⊢ (𝜃 → [𝑊 / 𝑟]𝜑)
8	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7	bezoutlemnewy 10385	. . 3 ⊢ (𝜃 → [(𝑦 mod 𝑊) / 𝑟]𝜑)
9		bezoutlemstep.hyp	. . 3 ⊢ ((𝜃 ∧ [(𝑦 mod 𝑊) / 𝑟]𝜑) → ∃𝑟 ∈ ℕ0 ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑))
10	8, 9	mpdan 412	. 2 ⊢ (𝜃 → ∃𝑟 ∈ ℕ0 ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑))
11		bezoutlemstep.thr	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑟𝜃
12		eqidd 2082	. . . . . 6 ⊢ (((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) → (𝑦 mod 𝑊) = (𝑦 mod 𝑊))
13	6	nn0zd 8467	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜃 → 𝑦 ∈ ℤ)
14	13	ad2antrr 471	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) → 𝑦 ∈ ℤ)
15	4	ad2antrr 471	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) → 𝑊 ∈ ℕ)
16	13, 4	zmodcld 9347	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜃 → (𝑦 mod 𝑊) ∈ ℕ0)
17	16	ad2antrr 471	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) → (𝑦 mod 𝑊) ∈ ℕ0)
18		zq 8711	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℤ → 𝑦 ∈ ℚ)
19	14, 18	syl 14	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) → 𝑦 ∈ ℚ)
20	15	nnzd 8468	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) → 𝑊 ∈ ℤ)
21		zq 8711	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑊 ∈ ℤ → 𝑊 ∈ ℚ)
22	20, 21	syl 14	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) → 𝑊 ∈ ℚ)
23	15	nngt0d 8082	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) → 0 < 𝑊)
24		modqlt 9335	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑦 ∈ ℚ ∧ 𝑊 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑊) → (𝑦 mod 𝑊) < 𝑊)
25	19, 22, 23, 24	syl3anc 1169	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) → (𝑦 mod 𝑊) < 𝑊)
26		modremain 10329	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑊 ∈ ℕ ∧ ((𝑦 mod 𝑊) ∈ ℕ0 ∧ (𝑦 mod 𝑊) < 𝑊)) → ((𝑦 mod 𝑊) = (𝑦 mod 𝑊) ↔ ∃𝑞 ∈ ℤ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦))
27	14, 15, 17, 25, 26	syl112anc 1173	. . . . . 6 ⊢ (((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) → ((𝑦 mod 𝑊) = (𝑦 mod 𝑊) ↔ ∃𝑞 ∈ ℤ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦))
28	12, 27	mpbid 145	. . . . 5 ⊢ (((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) → ∃𝑞 ∈ ℤ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)
29		simplrl 501	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) → [(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓)
30		bezoutlemstep.thx	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ Ⅎ𝑥𝜃
31		bezoutlemstep.sub-gcd	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝜓 ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)))
32	31	sbcbii 2873	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ([𝑊 / 𝑦]𝜓 ↔ [𝑊 / 𝑦]∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)))
33		breq2 3789	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝑦 = 𝑊 → (𝑧 ∥ 𝑦 ↔ 𝑧 ∥ 𝑊))
34	33	anbi2d 451	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑦 = 𝑊 → ((𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦) ↔ (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑊)))
35	34	imbi2d 228	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑦 = 𝑊 → ((𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)) ↔ (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑊))))
36	35	ralbidv 2368	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑦 = 𝑊 → (∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)) ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑊))))
37	36	sbcieg 2846	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑊 ∈ ℕ → ([𝑊 / 𝑦]∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)) ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑊))))
38	4, 37	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜃 → ([𝑊 / 𝑦]∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)) ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑊))))
39	32, 38	syl5bb 190	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜃 → ([𝑊 / 𝑦]𝜓 ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑊))))
40	30, 39	sbcbid 2871	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜃 → ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ↔ [(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥]∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑊))))
41		breq2 3789	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑥 = (𝑦 mod 𝑊) → (𝑧 ∥ 𝑥 ↔ 𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊)))
42	41	anbi1d 452	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑥 = (𝑦 mod 𝑊) → ((𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑊) ↔ (𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊) ∧ 𝑧 ∥ 𝑊)))
43	42	imbi2d 228	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑥 = (𝑦 mod 𝑊) → ((𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑊)) ↔ (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊) ∧ 𝑧 ∥ 𝑊))))
44	43	ralbidv 2368	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑥 = (𝑦 mod 𝑊) → (∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑊)) ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊) ∧ 𝑧 ∥ 𝑊))))
45	44	sbcieg 2846	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑦 mod 𝑊) ∈ ℕ0 → ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥]∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑊)) ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊) ∧ 𝑧 ∥ 𝑊))))
46	16, 45	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜃 → ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥]∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑊)) ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊) ∧ 𝑧 ∥ 𝑊))))
47	40, 46	bitrd 186	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜃 → ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊) ∧ 𝑧 ∥ 𝑊))))
48	47	ad3antrrr 475	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) → ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊) ∧ 𝑧 ∥ 𝑊))))
49	29, 48	mpbid 145	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) → ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊) ∧ 𝑧 ∥ 𝑊)))
50	49	r19.21bi 2449	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) → (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊) ∧ 𝑧 ∥ 𝑊)))
51	50	imp 122	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → (𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊) ∧ 𝑧 ∥ 𝑊))
52	51	simprd 112	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → 𝑧 ∥ 𝑊)
53		simplr 496	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → 𝑧 ∈ ℕ0)
54	53	nn0zd 8467	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → 𝑧 ∈ ℤ)
55		simprl 497	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) → 𝑞 ∈ ℤ)
56	55	ad2antrr 471	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → 𝑞 ∈ ℤ)
57	20	ad3antrrr 475	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → 𝑊 ∈ ℤ)
58		dvdsmultr2 10235	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑞 ∈ ℤ ∧ 𝑊 ∈ ℤ) → (𝑧 ∥ 𝑊 → 𝑧 ∥ (𝑞 · 𝑊)))
59	54, 56, 57, 58	syl3anc 1169	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → (𝑧 ∥ 𝑊 → 𝑧 ∥ (𝑞 · 𝑊)))
60	52, 59	mpd 13	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → 𝑧 ∥ (𝑞 · 𝑊))
61	51	simpld 110	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → 𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊))
62	56, 57	zmulcld 8475	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → (𝑞 · 𝑊) ∈ ℤ)
63	17	ad3antrrr 475	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → (𝑦 mod 𝑊) ∈ ℕ0)
64	63	nn0zd 8467	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → (𝑦 mod 𝑊) ∈ ℤ)
65		dvds2add 10229	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑧 ∈ ℤ ∧ (𝑞 · 𝑊) ∈ ℤ ∧ (𝑦 mod 𝑊) ∈ ℤ) → ((𝑧 ∥ (𝑞 · 𝑊) ∧ 𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊)) → 𝑧 ∥ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊))))
66	54, 62, 64, 65	syl3anc 1169	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → ((𝑧 ∥ (𝑞 · 𝑊) ∧ 𝑧 ∥ (𝑦 mod 𝑊)) → 𝑧 ∥ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊))))
67	60, 61, 66	mp2and 423	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → 𝑧 ∥ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)))
68		simprr 498	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) → ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)
69	68	ad2antrr 471	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)
70	67, 69	breqtrd 3809	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → 𝑧 ∥ 𝑦)
71	52, 70	jca 300	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) ∧ 𝑧 ∥ 𝑟) → (𝑧 ∥ 𝑊 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦))
72	71	ex 113	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) → (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑊 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)))
73	72	ralrimiva 2434	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) → ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑊 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)))
74	31	sbcbii 2873	. . . . . . . . 9 ⊢ ([𝑊 / 𝑥]𝜓 ↔ [𝑊 / 𝑥]∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)))
75		breq2 3789	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = 𝑊 → (𝑧 ∥ 𝑥 ↔ 𝑧 ∥ 𝑊))
76	75	anbi1d 452	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = 𝑊 → ((𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦) ↔ (𝑧 ∥ 𝑊 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)))
77	76	imbi2d 228	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝑊 → ((𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)) ↔ (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑊 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦))))
78	77	ralbidv 2368	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝑊 → (∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)) ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑊 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦))))
79	78	sbcieg 2846	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑊 ∈ ℕ → ([𝑊 / 𝑥]∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)) ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑊 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦))))
80	4, 79	syl 14	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜃 → ([𝑊 / 𝑥]∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑥 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦)) ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑊 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦))))
81	74, 80	syl5bb 190	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜃 → ([𝑊 / 𝑥]𝜓 ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑊 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦))))
82	81	ad3antrrr 475	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) → ([𝑊 / 𝑥]𝜓 ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ0 (𝑧 ∥ 𝑟 → (𝑧 ∥ 𝑊 ∧ 𝑧 ∥ 𝑦))))
83	73, 82	mpbird 165	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) → [𝑊 / 𝑥]𝜓)
84		simplrr 502	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) → 𝜑)
85	83, 84	jca 300	. . . . 5 ⊢ ((((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) ∧ (𝑞 ∈ ℤ ∧ ((𝑞 · 𝑊) + (𝑦 mod 𝑊)) = 𝑦)) → ([𝑊 / 𝑥]𝜓 ∧ 𝜑))
86	28, 85	rexlimddv 2481	. . . 4 ⊢ (((𝜃 ∧ 𝑟 ∈ ℕ0) ∧ ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑)) → ([𝑊 / 𝑥]𝜓 ∧ 𝜑))
87	86	exp31 356	. . 3 ⊢ (𝜃 → (𝑟 ∈ ℕ0 → (([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑) → ([𝑊 / 𝑥]𝜓 ∧ 𝜑))))
88	11, 87	reximdai 2459	. 2 ⊢ (𝜃 → (∃𝑟 ∈ ℕ0 ([(𝑦 mod 𝑊) / 𝑥][𝑊 / 𝑦]𝜓 ∧ 𝜑) → ∃𝑟 ∈ ℕ0 ([𝑊 / 𝑥]𝜓 ∧ 𝜑)))
89	10, 88	mpd 13	1 ⊢ (𝜃 → ∃𝑟 ∈ ℕ0 ([𝑊 / 𝑥]𝜓 ∧ 𝜑))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 102   ↔ wb 103   = wceq 1284  Ⅎwnf 1389   ∈ wcel 1433  [wsb 1685  ∀wral 2348  ∃wrex 2349  [wsbc 2815   class class class wbr 3785  (class class class)co 5532  0cc0 6981   + caddc 6984   · cmul 6986   < clt 7153  ℕcn 8039  ℕ₀cn0 8288  ℤcz 8351  ℚcq 8704   mod cmo 9324   ∥ cdvds 10195

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 576  ax-in2 577  ax-io 662  ax-5 1376  ax-7 1377  ax-gen 1378  ax-ie1 1422  ax-ie2 1423  ax-8 1435  ax-10 1436  ax-11 1437  ax-i12 1438  ax-bndl 1439  ax-4 1440  ax-13 1444  ax-14 1445  ax-17 1459  ax-i9 1463  ax-ial 1467  ax-i5r 1468  ax-ext 2063  ax-coll 3893  ax-sep 3896  ax-nul 3904  ax-pow 3948  ax-pr 3964  ax-un 4188  ax-setind 4280  ax-iinf 4329  ax-cnex 7067  ax-resscn 7068  ax-1cn 7069  ax-1re 7070  ax-icn 7071  ax-addcl 7072  ax-addrcl 7073  ax-mulcl 7074  ax-mulrcl 7075  ax-addcom 7076  ax-mulcom 7077  ax-addass 7078  ax-mulass 7079  ax-distr 7080  ax-i2m1 7081  ax-0lt1 7082  ax-1rid 7083  ax-0id 7084  ax-rnegex 7085  ax-precex 7086  ax-cnre 7087  ax-pre-ltirr 7088  ax-pre-ltwlin 7089  ax-pre-lttrn 7090  ax-pre-apti 7091  ax-pre-ltadd 7092  ax-pre-mulgt0 7093  ax-pre-mulext 7094  ax-arch 7095

This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-dc 776  df-3or 920  df-3an 921  df-tru 1287  df-fal 1290  df-nf 1390  df-sb 1686  df-eu 1944  df-mo 1945  df-clab 2068  df-cleq 2074  df-clel 2077  df-nfc 2208  df-ne 2246  df-nel 2340  df-ral 2353  df-rex 2354  df-reu 2355  df-rmo 2356  df-rab 2357  df-v 2603  df-sbc 2816  df-csb 2909  df-dif 2975  df-un 2977  df-in 2979  df-ss 2986  df-nul 3252  df-if 3352  df-pw 3384  df-sn 3404  df-pr 3405  df-op 3407  df-uni 3602  df-int 3637  df-iun 3680  df-br 3786  df-opab 3840  df-mpt 3841  df-tr 3876  df-id 4048  df-po 4051  df-iso 4052  df-iord 4121  df-on 4123  df-suc 4126  df-iom 4332  df-xp 4369  df-rel 4370  df-cnv 4371  df-co 4372  df-dm 4373  df-rn 4374  df-res 4375  df-ima 4376  df-iota 4887  df-fun 4924  df-fn 4925  df-f 4926  df-f1 4927  df-fo 4928  df-f1o 4929  df-fv 4930  df-riota 5488  df-ov 5535  df-oprab 5536  df-mpt2 5537  df-1st 5787  df-2nd 5788  df-recs 5943  df-frec 6001  df-pnf 7155  df-mnf 7156  df-xr 7157  df-ltxr 7158  df-le 7159  df-sub 7281  df-neg 7282  df-reap 7675  df-ap 7682  df-div 7761  df-inn 8040  df-2 8098  df-n0 8289  df-z 8352  df-uz 8620  df-q 8705  df-rp 8735  df-fl 9274  df-mod 9325  df-iseq 9432  df-iexp 9476  df-cj 9729  df-re 9730  df-im 9731  df-rsqrt 9884  df-abs 9885  df-dvds 10196

This theorem is referenced by:  bezoutlemmain  10387