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Theorem bezoutlem2

Description: Lemma for bezout . (Contributed by Mario Carneiro, 15-Mar-2014) ( Revised by AV, 30-Sep-2020.)

Ref Expression
Hypotheses bezout.1 ⊢ M = z ∈ ℕ | ∃ x ∈ ℤ ∃ y ∈ ℤ z = A ⁢ x + B ⁢ y
bezout.3 ⊢ φ → A ∈ ℤ
bezout.4 ⊢ φ → B ∈ ℤ
bezout.2 ⊢ G = inf M ℝ <
bezout.5 ⊢ φ → ¬ A = 0 ∧ B = 0
Assertion bezoutlem2 ⊢ φ → G ∈ M

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 bezout.1 ⊢ M = z ∈ ℕ | ∃ x ∈ ℤ ∃ y ∈ ℤ z = A ⁢ x + B ⁢ y
2 bezout.3 ⊢ φ → A ∈ ℤ
3 bezout.4 ⊢ φ → B ∈ ℤ
4 bezout.2 ⊢ G = inf M ℝ <
5 bezout.5 ⊢ φ → ¬ A = 0 ∧ B = 0
6 1 ssrab3 ⊢ M ⊆ ℕ
7 nnuz ⊢ ℕ = ℤ ≥ 1
8 6 7 sseqtri ⊢ M ⊆ ℤ ≥ 1
9 1 2 3 bezoutlem1 ⊢ φ → A ≠ 0 → A ∈ M
10 ne0i ⊢ A ∈ M → M ≠ ∅
11 9 10 syl6 ⊢ φ → A ≠ 0 → M ≠ ∅
12 eqid ⊢ z ∈ ℕ | ∃ y ∈ ℤ ∃ x ∈ ℤ z = B ⁢ y + A ⁢ x = z ∈ ℕ | ∃ y ∈ ℤ ∃ x ∈ ℤ z = B ⁢ y + A ⁢ x
13 12 3 2 bezoutlem1 ⊢ φ → B ≠ 0 → B ∈ z ∈ ℕ | ∃ y ∈ ℤ ∃ x ∈ ℤ z = B ⁢ y + A ⁢ x
14 rexcom ⊢ ∃ x ∈ ℤ ∃ y ∈ ℤ z = A ⁢ x + B ⁢ y ↔ ∃ y ∈ ℤ ∃ x ∈ ℤ z = A ⁢ x + B ⁢ y
15 2 zcnd ⊢ φ → A ∈ ℂ
16 15 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ ℤ ∧ x ∈ ℤ → A ∈ ℂ
17 zcn ⊢ x ∈ ℤ → x ∈ ℂ
18 17 ad2antll ⊢ φ ∧ y ∈ ℤ ∧ x ∈ ℤ → x ∈ ℂ
19 16 18 mulcld ⊢ φ ∧ y ∈ ℤ ∧ x ∈ ℤ → A ⁢ x ∈ ℂ
20 3 zcnd ⊢ φ → B ∈ ℂ
21 20 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ ℤ ∧ x ∈ ℤ → B ∈ ℂ
22 zcn ⊢ y ∈ ℤ → y ∈ ℂ
23 22 ad2antrl ⊢ φ ∧ y ∈ ℤ ∧ x ∈ ℤ → y ∈ ℂ
24 21 23 mulcld ⊢ φ ∧ y ∈ ℤ ∧ x ∈ ℤ → B ⁢ y ∈ ℂ
25 19 24 addcomd ⊢ φ ∧ y ∈ ℤ ∧ x ∈ ℤ → A ⁢ x + B ⁢ y = B ⁢ y + A ⁢ x
26 25 eqeq2d ⊢ φ ∧ y ∈ ℤ ∧ x ∈ ℤ → z = A ⁢ x + B ⁢ y ↔ z = B ⁢ y + A ⁢ x
27 26 2rexbidva ⊢ φ → ∃ y ∈ ℤ ∃ x ∈ ℤ z = A ⁢ x + B ⁢ y ↔ ∃ y ∈ ℤ ∃ x ∈ ℤ z = B ⁢ y + A ⁢ x
28 14 27 bitrid ⊢ φ → ∃ x ∈ ℤ ∃ y ∈ ℤ z = A ⁢ x + B ⁢ y ↔ ∃ y ∈ ℤ ∃ x ∈ ℤ z = B ⁢ y + A ⁢ x
29 28 rabbidv ⊢ φ → z ∈ ℕ | ∃ x ∈ ℤ ∃ y ∈ ℤ z = A ⁢ x + B ⁢ y = z ∈ ℕ | ∃ y ∈ ℤ ∃ x ∈ ℤ z = B ⁢ y + A ⁢ x
30 1 29 eqtrid ⊢ φ → M = z ∈ ℕ | ∃ y ∈ ℤ ∃ x ∈ ℤ z = B ⁢ y + A ⁢ x
31 30 eleq2d ⊢ φ → B ∈ M ↔ B ∈ z ∈ ℕ | ∃ y ∈ ℤ ∃ x ∈ ℤ z = B ⁢ y + A ⁢ x
32 13 31 sylibrd ⊢ φ → B ≠ 0 → B ∈ M
33 ne0i ⊢ B ∈ M → M ≠ ∅
34 32 33 syl6 ⊢ φ → B ≠ 0 → M ≠ ∅
35 neorian ⊢ A ≠ 0 ∨ B ≠ 0 ↔ ¬ A = 0 ∧ B = 0
36 5 35 sylibr ⊢ φ → A ≠ 0 ∨ B ≠ 0
37 11 34 36 mpjaod ⊢ φ → M ≠ ∅
38 infssuzcl ⊢ M ⊆ ℤ ≥ 1 ∧ M ≠ ∅ → inf M ℝ < ∈ M
39 8 37 38 sylancr ⊢ φ → inf M ℝ < ∈ M
40 4 39 eqeltrid ⊢ φ → G ∈ M