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Theorem coprmproddvdslem

Description: Lemma for coprmproddvds : Induction step. (Contributed by AV, 19-Aug-2020)

Ref Expression
Assertion coprmproddvdslem y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y z F m K

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nfv m y Fin ¬ z y y z K F :
2 nfcv _ m F z
3 simpll y Fin ¬ z y y z K F : y Fin
4 unss y z y z
5 vex z V
6 5 snss z z
7 6 biimpri z z
8 7 adantl y z z
9 4 8 sylbir y z z
10 9 adantr y z K F : z
11 10 adantl y Fin ¬ z y y z K F : z
12 simplr y Fin ¬ z y y z K F : ¬ z y
13 simprrr y Fin ¬ z y y z K F : F :
14 13 adantr y Fin ¬ z y y z K F : m y F :
15 simpl y z y
16 4 15 sylbir y z y
17 16 adantr y z K F : y
18 17 adantl y Fin ¬ z y y z K F : y
19 18 sselda y Fin ¬ z y y z K F : m y m
20 14 19 ffvelrnd y Fin ¬ z y y z K F : m y F m
21 20 nncnd y Fin ¬ z y y z K F : m y F m
22 fveq2 m = z F m = F z
23 13 11 ffvelrnd y Fin ¬ z y y z K F : F z
24 23 nncnd y Fin ¬ z y y z K F : F z
25 1 2 3 11 12 21 22 24 fprodsplitsn y Fin ¬ z y y z K F : m y z F m = m y F m F z
26 25 ad2ant2r y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y z F m = m y F m F z
27 simprl y z K F : y Fin ¬ z y y Fin
28 simprr y z K F : F :
29 28 adantr y z K F : y Fin ¬ z y F :
30 29 adantr y z K F : y Fin ¬ z y m y F :
31 17 adantr y z K F : y Fin ¬ z y y
32 31 sselda y z K F : y Fin ¬ z y m y m
33 30 32 ffvelrnd y z K F : y Fin ¬ z y m y F m
34 27 33 fprodnncl y z K F : y Fin ¬ z y m y F m
35 34 ex y z K F : y Fin ¬ z y m y F m
36 35 adantr y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K y Fin ¬ z y m y F m
37 36 com12 y Fin ¬ z y y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y F m
38 37 adantr y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y F m
39 38 imp y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y F m
40 39 nnzd y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y F m
41 28 10 ffvelrnd y z K F : F z
42 41 nnzd y z K F : F z
43 42 adantr y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K F z
44 43 adantl y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K F z
45 nnz K K
46 45 adantr K F : K
47 46 adantl y z K F : K
48 47 adantr y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K K
49 48 adantl y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K K
50 40 44 49 3jca y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y F m F z K
51 simpl F : y z F :
52 9 adantl F : y z z
53 51 52 ffvelrnd F : y z F z
54 53 ex F : y z F z
55 54 adantl K F : y z F z
56 55 impcom y z K F : F z
57 56 adantl y Fin ¬ z y y z K F : F z
58 3 18 57 3jca y Fin ¬ z y y z K F : y Fin y F z
59 58 adantr y Fin ¬ z y y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 y Fin y F z
60 13 adantr y Fin ¬ z y y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 F :
61 vsnid z z
62 61 olci z y z z
63 elun z y z z y z z
64 62 63 mpbir z y z
65 64 a1i y Fin ¬ z y y z K F : m y z y z
66 snssi m y m y
67 66 ssneld m y ¬ z y ¬ z m
68 67 com12 ¬ z y m y ¬ z m
69 68 adantl y Fin ¬ z y m y ¬ z m
70 69 adantr y Fin ¬ z y y z K F : m y ¬ z m
71 70 imp y Fin ¬ z y y z K F : m y ¬ z m
72 65 71 eldifd y Fin ¬ z y y z K F : m y z y z m
73 fveq2 n = z F n = F z
74 73 oveq2d n = z F m gcd F n = F m gcd F z
75 74 eqeq1d n = z F m gcd F n = 1 F m gcd F z = 1
76 75 rspcv z y z m n y z m F m gcd F n = 1 F m gcd F z = 1
77 72 76 syl y Fin ¬ z y y z K F : m y n y z m F m gcd F n = 1 F m gcd F z = 1
78 77 ralimdva y Fin ¬ z y y z K F : m y n y z m F m gcd F n = 1 m y F m gcd F z = 1
79 ralunb m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y n y z m F m gcd F n = 1 m z n y z m F m gcd F n = 1
80 79 simplbi m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y n y z m F m gcd F n = 1
81 78 80 impel y Fin ¬ z y y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y F m gcd F z = 1
82 raldifb n y z n m F m gcd F n = 1 n y z m F m gcd F n = 1
83 ralunb n y z n m F m gcd F n = 1 n y n m F m gcd F n = 1 n z n m F m gcd F n = 1
84 raldifb n y n m F m gcd F n = 1 n y m F m gcd F n = 1
85 84 biimpi n y n m F m gcd F n = 1 n y m F m gcd F n = 1
86 85 adantr n y n m F m gcd F n = 1 n z n m F m gcd F n = 1 n y m F m gcd F n = 1
87 83 86 sylbi n y z n m F m gcd F n = 1 n y m F m gcd F n = 1
88 82 87 sylbir n y z m F m gcd F n = 1 n y m F m gcd F n = 1
89 88 ralimi m y n y z m F m gcd F n = 1 m y n y m F m gcd F n = 1
90 89 adantr m y n y z m F m gcd F n = 1 m z n y z m F m gcd F n = 1 m y n y m F m gcd F n = 1
91 79 90 sylbi m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y n y m F m gcd F n = 1
92 91 adantl y Fin ¬ z y y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y n y m F m gcd F n = 1
93 coprmprod y Fin y F z F : m y F m gcd F z = 1 m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m gcd F z = 1
94 93 imp y Fin y F z F : m y F m gcd F z = 1 m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m gcd F z = 1
95 59 60 81 92 94 syl31anc y Fin ¬ z y y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y F m gcd F z = 1
96 95 ex y Fin ¬ z y y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y F m gcd F z = 1
97 96 adantrd y Fin ¬ z y y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y F m gcd F z = 1
98 97 expimpd y Fin ¬ z y y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y F m gcd F z = 1
99 98 adantr y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y F m gcd F z = 1
100 99 imp y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y F m gcd F z = 1
101 83 simplbi n y z n m F m gcd F n = 1 n y n m F m gcd F n = 1
102 82 101 sylbir n y z m F m gcd F n = 1 n y n m F m gcd F n = 1
103 102 ralimi m y n y z m F m gcd F n = 1 m y n y n m F m gcd F n = 1
104 103 adantr m y n y z m F m gcd F n = 1 m z n y z m F m gcd F n = 1 m y n y n m F m gcd F n = 1
105 79 104 sylbi m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y n y n m F m gcd F n = 1
106 ralunb m y z F m K m y F m K m z F m K
107 106 simplbi m y z F m K m y F m K
108 84 ralbii m y n y n m F m gcd F n = 1 m y n y m F m gcd F n = 1
109 108 anbi1i m y n y n m F m gcd F n = 1 m y F m K m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K
110 17 adantl y Fin ¬ z y m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K y z K F : y
111 simprrl y Fin ¬ z y m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K y z K F : K
112 simprrr y Fin ¬ z y m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K y z K F : F :
113 110 111 112 jca32 y Fin ¬ z y m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K y z K F : y K F :
114 simplr y Fin ¬ z y m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K y z K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K
115 pm2.27 y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K m y F m K
116 113 114 115 syl2anc y Fin ¬ z y m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K y z K F : y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K m y F m K
117 116 exp31 y Fin ¬ z y m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K y z K F : y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K m y F m K
118 117 com24 y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K
119 118 imp y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K
120 119 imp y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K
121 109 120 syl5bi y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y n y n m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K
122 105 107 121 syl2ani y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y F m K
123 122 impr y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y F m K
124 22 breq1d m = z F m K F z K
125 124 rspcv z y z m y z F m K F z K
126 64 125 ax-mp m y z F m K F z K
127 126 adantl m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K F z K
128 127 adantl y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K F z K
129 128 adantl y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K F z K
130 coprmdvds2 m y F m F z K m y F m gcd F z = 1 m y F m K F z K m y F m F z K
131 130 imp m y F m F z K m y F m gcd F z = 1 m y F m K F z K m y F m F z K
132 50 100 123 129 131 syl22anc y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y F m F z K
133 26 132 eqbrtrd y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y z F m K
134 133 exp31 y Fin ¬ z y y K F : m y n y m F m gcd F n = 1 m y F m K m y F m K y z K F : m y z n y z m F m gcd F n = 1 m y z F m K m y z F m K