Theorem ncoprmlnprm 15436

Description: If two positive integers are not coprime, the larger of them is not a prime number. (Contributed by AV, 9-Aug-2020.)

Assertion

Ref	Expression
ncoprmlnprm	⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → (1 < (𝐴 gcd 𝐵) → 𝐵 ∉ ℙ))

Proof of Theorem ncoprmlnprm

Dummy variables 𝑖 𝑗 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ncoprmgcdgt1b 15364	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (∃𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)(𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵) ↔ 1 < (𝐴 gcd 𝐵)))
2	1	bicomd 213	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (1 < (𝐴 gcd 𝐵) ↔ ∃𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)(𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)))
3	2	3adant3 1081	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → (1 < (𝐴 gcd 𝐵) ↔ ∃𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)(𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)))
4		simp1 1061	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → 𝐴 ∈ ℕ)
5		eluzelz 11697	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝑖 ∈ ℤ)
6	4, 5	anim12ci 591	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℕ))
7		dvdsle 15032	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑖 ∥ 𝐴 → 𝑖 ≤ 𝐴))
8	6, 7	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∥ 𝐴 → 𝑖 ≤ 𝐴))
9		nnre 11027	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ ℝ)
10		nnre 11027	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → 𝐵 ∈ ℝ)
11		eluzelre 11698	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝑖 ∈ ℝ)
12	9, 10, 11	3anim123i 1247	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑖 ∈ ℝ))
13		3anrot 1043	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑖 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑖 ∈ ℝ))
14	12, 13	sylibr 224	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
15		lelttr 10128	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑖 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((𝑖 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < 𝐵) → 𝑖 < 𝐵))
16	14, 15	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑖 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < 𝐵) → 𝑖 < 𝐵))
17	16	expcomd 454	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝐴 < 𝐵 → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 < 𝐵)))
18	17	3exp 1264	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (𝐵 ∈ ℕ → (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) → (𝐴 < 𝐵 → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 < 𝐵)))))
19	18	com34 91	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (𝐵 ∈ ℕ → (𝐴 < 𝐵 → (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 < 𝐵)))))
20	19	3imp1 1280	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 < 𝐵))
21	20	imp 445	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ 𝑖 ≤ 𝐴) → 𝑖 < 𝐵)
22		nnz 11399	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → 𝐵 ∈ ℤ)
23	22	3ad2ant2 1083	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℤ)
24	23, 5	anim12ci 591	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ))
25	24	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ 𝑖 ≤ 𝐴) → (𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ))
26		zltlem1 11430	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑖 < 𝐵 ↔ 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
27	25, 26	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ 𝑖 ≤ 𝐴) → (𝑖 < 𝐵 ↔ 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
28	21, 27	mpbid 222	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ 𝑖 ≤ 𝐴) → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1))
29	28	ex 450	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ≤ 𝐴 → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
30	8, 29	syldc 48	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑖 ∥ 𝐴 → (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
31	30	adantr 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵) → (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
32	31	impcom 446	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → 𝑖 ≤ (𝐵 − 1))
33		peano2zm 11420	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐵 ∈ ℤ → (𝐵 − 1) ∈ ℤ)
34	22, 33	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → (𝐵 − 1) ∈ ℤ)
35	34	3ad2ant2 1083	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → (𝐵 − 1) ∈ ℤ)
36	35	anim1i 592	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝐵 − 1) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)))
37	36	ancomd 467	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝐵 − 1) ∈ ℤ))
38	37	adantr 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → (𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝐵 − 1) ∈ ℤ))
39		elfz5 12334	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑖 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝐵 − 1) ∈ ℤ) → (𝑖 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ↔ 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
40	38, 39	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → (𝑖 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ↔ 𝑖 ≤ (𝐵 − 1)))
41	32, 40	mpbird 247	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → 𝑖 ∈ (2...(𝐵 − 1)))
42		breq1 4656	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑗 = 𝑖 → (𝑗 ∥ 𝐵 ↔ 𝑖 ∥ 𝐵))
43	42	adantl 482	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) ∧ 𝑗 = 𝑖) → (𝑗 ∥ 𝐵 ↔ 𝑖 ∥ 𝐵))
44		simprr 796	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → 𝑖 ∥ 𝐵)
45	41, 43, 44	rspcedvd 3317	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → ∃𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1))𝑗 ∥ 𝐵)
46		rexnal 2995	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ ¬ 𝑗 ∥ 𝐵 ↔ ¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵)
47		notnotb 304	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 ∥ 𝐵 ↔ ¬ ¬ 𝑗 ∥ 𝐵)
48	47	bicomi 214	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ ¬ 𝑗 ∥ 𝐵 ↔ 𝑗 ∥ 𝐵)
49	48	rexbii 3041	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ ¬ 𝑗 ∥ 𝐵 ↔ ∃𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1))𝑗 ∥ 𝐵)
50	46, 49	bitr3i 266	. . . . . . 7 ⊢ (¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵 ↔ ∃𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1))𝑗 ∥ 𝐵)
51	45, 50	sylibr 224	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → ¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵)
52	51	olcd 408	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → (¬ 𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵))
53		df-nel 2898	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∉ ℙ ↔ ¬ 𝐵 ∈ ℙ)
54		ianor 509	. . . . . . 7 ⊢ (¬ (𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵) ↔ (¬ 𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵))
55		isprm3 15396	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ ℙ ↔ (𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵))
56	54, 55	xchnxbir 323	. . . . . 6 ⊢ (¬ 𝐵 ∈ ℙ ↔ (¬ 𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵))
57	53, 56	bitri 264	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∉ ℙ ↔ (¬ 𝐵 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ ∀𝑗 ∈ (2...(𝐵 − 1)) ¬ 𝑗 ∥ 𝐵))
58	52, 57	sylibr 224	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵)) → 𝐵 ∉ ℙ)
59	58	ex 450	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵) → 𝐵 ∉ ℙ))
60	59	rexlimdva 3031	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → (∃𝑖 ∈ (ℤ≥‘2)(𝑖 ∥ 𝐴 ∧ 𝑖 ∥ 𝐵) → 𝐵 ∉ ℙ))
61	3, 60	sylbid 230	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 < 𝐵) → (1 < (𝐴 gcd 𝐵) → 𝐵 ∉ ℙ))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 196   ∨ wo 383   ∧ wa 384   ∧ w3a 1037   ∈ wcel 1990   ∉ wnel 2897  ∀wral 2912  ∃wrex 2913   class class class wbr 4653  ‘cfv 5888  (class class class)co 6650  ℝcr 9935  1c1 9937   < clt 10074   ≤ cle 10075   − cmin 10266  ℕcn 11020  2c2 11070  ℤcz 11377  ℤ_≥cuz 11687  ...cfz 12326   ∥ cdvds 14983   gcd cgcd 15216  ℙcprime 15385

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-2o 7561  df-er 7742  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-sup 8348  df-inf 8349  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-rp 11833  df-fz 12327  df-seq 12802  df-exp 12861  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-dvds 14984  df-gcd 15217  df-prm 15386

This theorem is referenced by:  prmgaplem7  15761