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Theorem jm2.20nn

Description: Lemma 2.20 of JonesMatijasevic p. 696, the "first step down lemma". (Contributed by Stefan O'Rear, 27-Sep-2014)

Ref Expression
Assertion jm2.20nn A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M N A Y rm N M

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simp1 A 2 M N A 2
2 nnz N N
3 2 3ad2ant3 A 2 M N N
4 frmy Y rm : 2 ×
5 4 fovcl A 2 N A Y rm N
6 1 3 5 syl2anc A 2 M N A Y rm N
7 6 zcnd A 2 M N A Y rm N
8 7 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N
9 8 sqvald A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 2 = A Y rm N A Y rm N
10 zsqcl A Y rm N A Y rm N 2
11 6 10 syl A 2 M N A Y rm N 2
12 11 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 2
13 frmx X rm : 2 × 0
14 13 fovcl A 2 N A X rm N 0
15 1 3 14 syl2anc A 2 M N A X rm N 0
16 15 nn0zd A 2 M N A X rm N
17 16 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A X rm N
18 7 sqvald A 2 M N A Y rm N 2 = A Y rm N A Y rm N
19 18 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 2 = A Y rm N A Y rm N
20 simpr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 2 A Y rm M
21 19 20 eqbrtrrd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N A Y rm N A Y rm M
22 nnz M M
23 22 3ad2ant2 A 2 M N M
24 4 fovcl A 2 M A Y rm M
25 1 23 24 syl2anc A 2 M N A Y rm M
26 muldvds1 A Y rm N A Y rm N A Y rm M A Y rm N A Y rm N A Y rm M A Y rm N A Y rm M
27 6 6 25 26 syl3anc A 2 M N A Y rm N A Y rm N A Y rm M A Y rm N A Y rm M
28 27 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N A Y rm N A Y rm M A Y rm N A Y rm M
29 21 28 mpd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N A Y rm M
30 simpl1 A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A 2
31 3 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M N
32 23 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M M
33 jm2.19 A 2 N M N M A Y rm N A Y rm M
34 30 31 32 33 syl3anc A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M N M A Y rm N A Y rm M
35 29 34 mpbird A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M N M
36 simpl2 A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M M
37 simpl3 A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M N
38 nndivdvds M N N M M N
39 36 37 38 syl2anc A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M N M M N
40 35 39 mpbid A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M M N
41 nnm1nn0 M N M N 1 0
42 40 41 syl A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M M N 1 0
43 zexpcl A X rm N M N 1 0 A X rm N M N 1
44 17 42 43 syl2anc A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A X rm N M N 1
45 40 nnzd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M M N
46 6 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N
47 45 46 zmulcld A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M M N A Y rm N
48 25 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm M
49 nncn M M
50 49 3ad2ant2 A 2 M N M
51 nncn N N
52 51 3ad2ant3 A 2 M N N
53 nnne0 N N 0
54 53 3ad2ant3 A 2 M N N 0
55 50 52 54 divcan2d A 2 M N N M N = M
56 55 oveq2d A 2 M N A Y rm N M N = A Y rm M
57 56 25 eqeltrd A 2 M N A Y rm N M N
58 57 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N M N
59 44 46 zmulcld A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A X rm N M N 1 A Y rm N
60 45 59 zmulcld A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M M N A X rm N M N 1 A Y rm N
61 58 60 zsubcld A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N
62 3nn0 3 0
63 62 a1i A 2 M N 3 0
64 zexpcl A Y rm N 3 0 A Y rm N 3
65 6 63 64 syl2anc A 2 M N A Y rm N 3
66 65 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 3
67 2nn0 2 0
68 67 a1i A 2 M N 2 0
69 3z 3
70 2re 2
71 3re 3
72 2lt3 2 < 3
73 70 71 72 ltleii 2 3
74 2z 2
75 74 eluz1i 3 2 3 2 3
76 69 73 75 mpbir2an 3 2
77 76 a1i A 2 M N 3 2
78 dvdsexp A Y rm N 2 0 3 2 A Y rm N 2 A Y rm N 3
79 6 68 77 78 syl3anc A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm N 3
80 79 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 2 A Y rm N 3
81 jm2.23 A 2 N M N A Y rm N 3 A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N
82 30 31 40 81 syl3anc A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 3 A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N
83 12 66 61 80 82 dvdstrd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 2 A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N
84 dvds2sub A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 2 A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N
85 84 imp A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 2 A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N
86 12 48 61 20 83 85 syl32anc A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N
87 55 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M N M N = M
88 87 oveq2d A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N M N = A Y rm M
89 88 oveq1d A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N = A Y rm M M N A X rm N M N 1 A Y rm N
90 89 oveq2d A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm M A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N = A Y rm M A Y rm M M N A X rm N M N 1 A Y rm N
91 25 zcnd A 2 M N A Y rm M
92 91 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm M
93 60 zcnd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M M N A X rm N M N 1 A Y rm N
94 92 93 nncand A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm M A Y rm M M N A X rm N M N 1 A Y rm N = M N A X rm N M N 1 A Y rm N
95 45 zcnd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M M N
96 44 zcnd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A X rm N M N 1
97 95 96 8 mul12d A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M M N A X rm N M N 1 A Y rm N = A X rm N M N 1 M N A Y rm N
98 94 97 eqtrd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm M A Y rm M M N A X rm N M N 1 A Y rm N = A X rm N M N 1 M N A Y rm N
99 90 98 eqtrd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm M A Y rm N M N M N A X rm N M N 1 A Y rm N = A X rm N M N 1 M N A Y rm N
100 86 99 breqtrd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 2 A X rm N M N 1 M N A Y rm N
101 6 16 gcdcomd A 2 M N A Y rm N gcd A X rm N = A X rm N gcd A Y rm N
102 jm2.19lem1 A 2 N A X rm N gcd A Y rm N = 1
103 1 3 102 syl2anc A 2 M N A X rm N gcd A Y rm N = 1
104 101 103 eqtrd A 2 M N A Y rm N gcd A X rm N = 1
105 104 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N gcd A X rm N = 1
106 67 a1i A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M 2 0
107 rpexp12i A Y rm N A X rm N 2 0 M N 1 0 A Y rm N gcd A X rm N = 1 A Y rm N 2 gcd A X rm N M N 1 = 1
108 46 17 106 42 107 syl112anc A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N gcd A X rm N = 1 A Y rm N 2 gcd A X rm N M N 1 = 1
109 105 108 mpd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 2 gcd A X rm N M N 1 = 1
110 coprmdvds A Y rm N 2 A X rm N M N 1 M N A Y rm N A Y rm N 2 A X rm N M N 1 M N A Y rm N A Y rm N 2 gcd A X rm N M N 1 = 1 A Y rm N 2 M N A Y rm N
111 110 imp A Y rm N 2 A X rm N M N 1 M N A Y rm N A Y rm N 2 A X rm N M N 1 M N A Y rm N A Y rm N 2 gcd A X rm N M N 1 = 1 A Y rm N 2 M N A Y rm N
112 12 44 47 100 109 111 syl32anc A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 2 M N A Y rm N
113 9 112 eqbrtrrd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N A Y rm N M N A Y rm N
114 rmy0 A 2 A Y rm 0 = 0
115 114 3ad2ant1 A 2 M N A Y rm 0 = 0
116 nngt0 N 0 < N
117 116 3ad2ant3 A 2 M N 0 < N
118 0zd A 2 M N 0
119 ltrmy A 2 0 N 0 < N A Y rm 0 < A Y rm N
120 1 118 3 119 syl3anc A 2 M N 0 < N A Y rm 0 < A Y rm N
121 117 120 mpbid A 2 M N A Y rm 0 < A Y rm N
122 115 121 eqbrtrrd A 2 M N 0 < A Y rm N
123 elnnz A Y rm N A Y rm N 0 < A Y rm N
124 6 122 123 sylanbrc A 2 M N A Y rm N
125 nnne0 A Y rm N A Y rm N 0
126 124 125 syl A 2 M N A Y rm N 0
127 126 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N 0
128 dvdsmulcr A Y rm N M N A Y rm N A Y rm N 0 A Y rm N A Y rm N M N A Y rm N A Y rm N M N
129 46 45 46 127 128 syl112anc A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N A Y rm N M N A Y rm N A Y rm N M N
130 113 129 mpbid A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M A Y rm N M N
131 54 adantr A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M N 0
132 dvdscmulr A Y rm N M N N N 0 N A Y rm N N M N A Y rm N M N
133 46 45 31 131 132 syl112anc A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M N A Y rm N N M N A Y rm N M N
134 130 133 mpbird A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M N A Y rm N N M N
135 134 87 breqtrd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M N A Y rm N M
136 11 adantr A 2 M N N A Y rm N M A Y rm N 2
137 3 6 zmulcld A 2 M N N A Y rm N
138 4 fovcl A 2 N A Y rm N A Y rm N A Y rm N
139 1 137 138 syl2anc A 2 M N A Y rm N A Y rm N
140 139 adantr A 2 M N N A Y rm N M A Y rm N A Y rm N
141 25 adantr A 2 M N N A Y rm N M A Y rm M
142 nnm1nn0 A Y rm N A Y rm N 1 0
143 124 142 syl A 2 M N A Y rm N 1 0
144 zexpcl A X rm N A Y rm N 1 0 A X rm N A Y rm N 1
145 16 143 144 syl2anc A 2 M N A X rm N A Y rm N 1
146 dvdsmul2 A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N 2 A Y rm N 2 A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N 2
147 145 11 146 syl2anc A 2 M N A Y rm N 2 A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N 2
148 18 oveq2d A 2 M N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N 2 = A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N A Y rm N
149 145 zcnd A 2 M N A X rm N A Y rm N 1
150 149 7 7 mul12d A 2 M N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N A Y rm N = A Y rm N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N
151 148 150 eqtrd A 2 M N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N 2 = A Y rm N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N
152 147 151 breqtrd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N
153 145 6 zmulcld A 2 M N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N
154 6 153 zmulcld A 2 M N A Y rm N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N
155 139 154 zsubcld A 2 M N A Y rm N A Y rm N A Y rm N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N
156 jm2.23 A 2 N A Y rm N A Y rm N 3 A Y rm N A Y rm N A Y rm N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N
157 1 3 124 156 syl3anc A 2 M N A Y rm N 3 A Y rm N A Y rm N A Y rm N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N
158 11 65 155 79 157 dvdstrd A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm N A Y rm N A Y rm N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N
159 dvdssub2 A Y rm N 2 A Y rm N A Y rm N A Y rm N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N A Y rm N 2 A Y rm N A Y rm N A Y rm N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N A Y rm N 2 A Y rm N A Y rm N A Y rm N 2 A Y rm N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N
160 11 139 154 158 159 syl31anc A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm N A Y rm N A Y rm N 2 A Y rm N A X rm N A Y rm N 1 A Y rm N
161 152 160 mpbird A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm N A Y rm N
162 161 adantr A 2 M N N A Y rm N M A Y rm N 2 A Y rm N A Y rm N
163 simpr A 2 M N N A Y rm N M N A Y rm N M
164 simpl1 A 2 M N N A Y rm N M A 2
165 137 adantr A 2 M N N A Y rm N M N A Y rm N
166 23 adantr A 2 M N N A Y rm N M M
167 jm2.19 A 2 N A Y rm N M N A Y rm N M A Y rm N A Y rm N A Y rm M
168 164 165 166 167 syl3anc A 2 M N N A Y rm N M N A Y rm N M A Y rm N A Y rm N A Y rm M
169 163 168 mpbid A 2 M N N A Y rm N M A Y rm N A Y rm N A Y rm M
170 136 140 141 162 169 dvdstrd A 2 M N N A Y rm N M A Y rm N 2 A Y rm M
171 135 170 impbida A 2 M N A Y rm N 2 A Y rm M N A Y rm N M