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Theorem jm2.19lem1

Description: Lemma for jm2.19 . X and Y values are coprime. (Contributed by Stefan O'Rear, 23-Sep-2014)

Ref Expression
Assertion jm2.19lem1 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A X rm M gcd A Y rm M = 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 frmx ⊢ X rm : ℤ ≥ 2 × ℤ ⟶ ℕ 0
2 1 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A X rm M ∈ ℕ 0
3 2 nn0cnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A X rm M ∈ ℂ
4 3 sqcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A X rm M 2 ∈ ℂ
5 rmspecnonsq ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A 2 − 1 ∈ ℕ ∖ ◻ ℕ
6 5 eldifad ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A 2 − 1 ∈ ℕ
7 6 adantr ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A 2 − 1 ∈ ℕ
8 7 nncnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A 2 − 1 ∈ ℂ
9 frmy ⊢ Y rm : ℤ ≥ 2 × ℤ ⟶ ℤ
10 9 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A Y rm M ∈ ℤ
11 10 zcnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A Y rm M ∈ ℂ
12 11 sqcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A Y rm M 2 ∈ ℂ
13 8 12 mulcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A 2 − 1 ⁢ A Y rm M 2 ∈ ℂ
14 4 13 negsubd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A X rm M 2 + − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M 2 = A X rm M 2 − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M 2
15 3 sqvald ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A X rm M 2 = A X rm M ⁢ A X rm M
16 11 sqvald ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A Y rm M 2 = A Y rm M ⁢ A Y rm M
17 16 oveq2d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M 2 = − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M ⁢ A Y rm M
18 8 12 mulneg1d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M 2 = − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M 2
19 nnnegz ⊢ A 2 − 1 ∈ ℕ → − A 2 − 1 ∈ ℤ
20 7 19 syl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → − A 2 − 1 ∈ ℤ
21 20 zcnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → − A 2 − 1 ∈ ℂ
22 21 11 11 mul12d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M ⁢ A Y rm M = A Y rm M ⁢ − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M
23 17 18 22 3eqtr3d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M 2 = A Y rm M ⁢ − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M
24 15 23 oveq12d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A X rm M 2 + − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M 2 = A X rm M ⁢ A X rm M + A Y rm M ⁢ − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M
25 rmxynorm ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A X rm M 2 − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M 2 = 1
26 14 24 25 3eqtr3d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A X rm M ⁢ A X rm M + A Y rm M ⁢ − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M = 1
27 2 nn0zd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A X rm M ∈ ℤ
28 20 10 zmulcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M ∈ ℤ
29 bezoutr1 ⊢ A X rm M ∈ ℤ ∧ A Y rm M ∈ ℤ ∧ A X rm M ∈ ℤ ∧ − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M ∈ ℤ → A X rm M ⁢ A X rm M + A Y rm M ⁢ − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M = 1 → A X rm M gcd A Y rm M = 1
30 27 10 27 28 29 syl22anc ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A X rm M ⁢ A X rm M + A Y rm M ⁢ − A 2 − 1 ⁢ A Y rm M = 1 → A X rm M gcd A Y rm M = 1
31 26 30 mpd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ M ∈ ℤ → A X rm M gcd A Y rm M = 1