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Theorem mpodvdsmulf1o

Description: If M and N are two coprime integers, multiplication forms a bijection from the set of pairs <. j , k >. where j || M and k || N , to the set of divisors of M x. N . Version of dvdsmulf1o using maps-to notation, which does not require ax-mulf . (Contributed by GG, 18-Apr-2025)

Ref Expression
Hypotheses mpodvdsmulf1o.1 ⊢ φ → M ∈ ℕ
mpodvdsmulf1o.2 ⊢ φ → N ∈ ℕ
mpodvdsmulf1o.3 ⊢ φ → M gcd N = 1
mpodvdsmulf1o.x ⊢ X = x ∈ ℕ | x ∥ M
mpodvdsmulf1o.y ⊢ Y = x ∈ ℕ | x ∥ N
mpodvdsmulf1o.z ⊢ Z = x ∈ ℕ | x ∥ M ⋅ N
Assertion mpodvdsmulf1o ⊢ φ → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y : X × Y ⟶ 1-1 onto Z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mpodvdsmulf1o.1 ⊢ φ → M ∈ ℕ
2 mpodvdsmulf1o.2 ⊢ φ → N ∈ ℕ
3 mpodvdsmulf1o.3 ⊢ φ → M gcd N = 1
4 mpodvdsmulf1o.x ⊢ X = x ∈ ℕ | x ∥ M
5 mpodvdsmulf1o.y ⊢ Y = x ∈ ℕ | x ∥ N
6 mpodvdsmulf1o.z ⊢ Z = x ∈ ℕ | x ∥ M ⋅ N
7 mpomulf ⊢ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y : ℂ × ℂ ⟶ ℂ
8 ffn ⊢ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y : ℂ × ℂ ⟶ ℂ → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y Fn ℂ × ℂ
9 7 8 ax-mp ⊢ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y Fn ℂ × ℂ
10 4 ssrab3 ⊢ X ⊆ ℕ
11 nnsscn ⊢ ℕ ⊆ ℂ
12 10 11 sstri ⊢ X ⊆ ℂ
13 5 ssrab3 ⊢ Y ⊆ ℕ
14 13 11 sstri ⊢ Y ⊆ ℂ
15 xpss12 ⊢ X ⊆ ℂ ∧ Y ⊆ ℂ → X × Y ⊆ ℂ × ℂ
16 12 14 15 mp2an ⊢ X × Y ⊆ ℂ × ℂ
17 fnssres ⊢ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y Fn ℂ × ℂ ∧ X × Y ⊆ ℂ × ℂ → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y Fn X × Y
18 9 16 17 mp2an ⊢ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y Fn X × Y
19 18 a1i ⊢ φ → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y Fn X × Y
20 ovres ⊢ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y j = i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j
21 20 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y j = i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j
22 12 sseli ⊢ i ∈ X → i ∈ ℂ
23 22 adantr ⊢ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i ∈ ℂ
24 14 sseli ⊢ j ∈ Y → j ∈ ℂ
25 24 adantl ⊢ i ∈ X ∧ j ∈ Y → j ∈ ℂ
26 ovmpot ⊢ i ∈ ℂ ∧ j ∈ ℂ → i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j = i ⁢ j
27 26 eqcomd ⊢ i ∈ ℂ ∧ j ∈ ℂ → i ⁢ j = i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j
28 23 25 27 syl2anc ⊢ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i ⁢ j = i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j
29 28 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i ⁢ j = i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j
30 10 sseli ⊢ i ∈ X → i ∈ ℕ
31 30 ad2antrl ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i ∈ ℕ
32 13 sseli ⊢ j ∈ Y → j ∈ ℕ
33 32 ad2antll ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → j ∈ ℕ
34 31 33 nnmulcld ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i ⁢ j ∈ ℕ
35 breq1 ⊢ x = j → x ∥ N ↔ j ∥ N
36 35 5 elrab2 ⊢ j ∈ Y ↔ j ∈ ℕ ∧ j ∥ N
37 36 simprbi ⊢ j ∈ Y → j ∥ N
38 37 ad2antll ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → j ∥ N
39 breq1 ⊢ x = i → x ∥ M ↔ i ∥ M
40 39 4 elrab2 ⊢ i ∈ X ↔ i ∈ ℕ ∧ i ∥ M
41 40 simprbi ⊢ i ∈ X → i ∥ M
42 41 ad2antrl ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i ∥ M
43 33 nnzd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → j ∈ ℤ
44 2 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → N ∈ ℕ
45 44 nnzd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → N ∈ ℤ
46 31 nnzd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i ∈ ℤ
47 dvdscmul ⊢ j ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ ∧ i ∈ ℤ → j ∥ N → i ⁢ j ∥ i ⋅ N
48 43 45 46 47 syl3anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → j ∥ N → i ⁢ j ∥ i ⋅ N
49 1 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → M ∈ ℕ
50 49 nnzd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → M ∈ ℤ
51 dvdsmulc ⊢ i ∈ ℤ ∧ M ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ → i ∥ M → i ⋅ N ∥ M ⋅ N
52 46 50 45 51 syl3anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i ∥ M → i ⋅ N ∥ M ⋅ N
53 34 nnzd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i ⁢ j ∈ ℤ
54 46 45 zmulcld ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i ⋅ N ∈ ℤ
55 50 45 zmulcld ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → M ⋅ N ∈ ℤ
56 dvdstr ⊢ i ⁢ j ∈ ℤ ∧ i ⋅ N ∈ ℤ ∧ M ⋅ N ∈ ℤ → i ⁢ j ∥ i ⋅ N ∧ i ⋅ N ∥ M ⋅ N → i ⁢ j ∥ M ⋅ N
57 53 54 55 56 syl3anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i ⁢ j ∥ i ⋅ N ∧ i ⋅ N ∥ M ⋅ N → i ⁢ j ∥ M ⋅ N
58 48 52 57 syl2and ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → j ∥ N ∧ i ∥ M → i ⁢ j ∥ M ⋅ N
59 38 42 58 mp2and ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i ⁢ j ∥ M ⋅ N
60 breq1 ⊢ x = i ⁢ j → x ∥ M ⋅ N ↔ i ⁢ j ∥ M ⋅ N
61 60 6 elrab2 ⊢ i ⁢ j ∈ Z ↔ i ⁢ j ∈ ℕ ∧ i ⁢ j ∥ M ⋅ N
62 34 59 61 sylanbrc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i ⁢ j ∈ Z
63 29 62 eqeltrrd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j ∈ Z
64 21 63 eqeltrd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y j ∈ Z
65 64 ralrimivva ⊢ φ → ∀ i ∈ X ∀ j ∈ Y i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y j ∈ Z
66 ffnov ⊢ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y : X × Y ⟶ Z ↔ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y Fn X × Y ∧ ∀ i ∈ X ∀ j ∈ Y i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y j ∈ Z
67 19 65 66 sylanbrc ⊢ φ → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y : X × Y ⟶ Z
68 23 ad2antlr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y → i ∈ ℂ
69 25 ad2antlr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y → j ∈ ℂ
70 68 69 26 syl2anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y → i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j = i ⁢ j
71 12 sseli ⊢ m ∈ X → m ∈ ℂ
72 71 ad2antrl ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y → m ∈ ℂ
73 14 sseli ⊢ n ∈ Y → n ∈ ℂ
74 73 ad2antll ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y → n ∈ ℂ
75 ovmpot ⊢ m ∈ ℂ ∧ n ∈ ℂ → m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n = m ⁢ n
76 72 74 75 syl2anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y → m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n = m ⁢ n
77 70 76 eqeq12d ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y → i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n ↔ i ⁢ j = m ⁢ n
78 31 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ∈ ℕ
79 78 nnnn0d ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ∈ ℕ 0
80 simprll ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m ∈ X
81 10 80 sselid ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m ∈ ℕ
82 81 nnnn0d ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m ∈ ℕ 0
83 78 nnzd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ∈ ℤ
84 33 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → j ∈ ℕ
85 84 nnzd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → j ∈ ℤ
86 dvdsmul1 ⊢ i ∈ ℤ ∧ j ∈ ℤ → i ∥ i ⁢ j
87 83 85 86 syl2anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ∥ i ⁢ j
88 simprr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ⁢ j = m ⁢ n
89 12 80 sselid ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m ∈ ℂ
90 simprlr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → n ∈ Y
91 14 90 sselid ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → n ∈ ℂ
92 89 91 mulcomd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m ⁢ n = n ⁢ m
93 88 92 eqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ⁢ j = n ⁢ m
94 87 93 breqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ∥ n ⁢ m
95 13 90 sselid ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → n ∈ ℕ
96 95 nnzd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → n ∈ ℤ
97 45 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → N ∈ ℤ
98 83 97 gcdcomd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i gcd N = N gcd i
99 50 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → M ∈ ℤ
100 2 nnzd ⊢ φ → N ∈ ℤ
101 1 nnzd ⊢ φ → M ∈ ℤ
102 100 101 gcdcomd ⊢ φ → N gcd M = M gcd N
103 102 3 eqtrd ⊢ φ → N gcd M = 1
104 103 ad2antrr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → N gcd M = 1
105 42 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ∥ M
106 rpdvds ⊢ N ∈ ℤ ∧ i ∈ ℤ ∧ M ∈ ℤ ∧ N gcd M = 1 ∧ i ∥ M → N gcd i = 1
107 97 83 99 104 105 106 syl32anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → N gcd i = 1
108 98 107 eqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i gcd N = 1
109 breq1 ⊢ x = n → x ∥ N ↔ n ∥ N
110 109 5 elrab2 ⊢ n ∈ Y ↔ n ∈ ℕ ∧ n ∥ N
111 110 simprbi ⊢ n ∈ Y → n ∥ N
112 90 111 syl ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → n ∥ N
113 rpdvds ⊢ i ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ ∧ i gcd N = 1 ∧ n ∥ N → i gcd n = 1
114 83 96 97 108 112 113 syl32anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i gcd n = 1
115 81 nnzd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m ∈ ℤ
116 coprmdvds ⊢ i ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ ∧ m ∈ ℤ → i ∥ n ⁢ m ∧ i gcd n = 1 → i ∥ m
117 83 96 115 116 syl3anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ∥ n ⁢ m ∧ i gcd n = 1 → i ∥ m
118 94 114 117 mp2and ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ∥ m
119 dvdsmul1 ⊢ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → m ∥ m ⁢ n
120 115 96 119 syl2anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m ∥ m ⁢ n
121 78 nncnd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ∈ ℂ
122 84 nncnd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → j ∈ ℂ
123 121 122 mulcomd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ⁢ j = j ⁢ i
124 88 123 eqtr3d ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m ⁢ n = j ⁢ i
125 120 124 breqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m ∥ j ⁢ i
126 115 97 gcdcomd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m gcd N = N gcd m
127 breq1 ⊢ x = m → x ∥ M ↔ m ∥ M
128 127 4 elrab2 ⊢ m ∈ X ↔ m ∈ ℕ ∧ m ∥ M
129 128 simprbi ⊢ m ∈ X → m ∥ M
130 80 129 syl ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m ∥ M
131 rpdvds ⊢ N ∈ ℤ ∧ m ∈ ℤ ∧ M ∈ ℤ ∧ N gcd M = 1 ∧ m ∥ M → N gcd m = 1
132 97 115 99 104 130 131 syl32anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → N gcd m = 1
133 126 132 eqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m gcd N = 1
134 38 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → j ∥ N
135 rpdvds ⊢ m ∈ ℤ ∧ j ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ ∧ m gcd N = 1 ∧ j ∥ N → m gcd j = 1
136 115 85 97 133 134 135 syl32anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m gcd j = 1
137 coprmdvds ⊢ m ∈ ℤ ∧ j ∈ ℤ ∧ i ∈ ℤ → m ∥ j ⁢ i ∧ m gcd j = 1 → m ∥ i
138 115 85 83 137 syl3anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m ∥ j ⁢ i ∧ m gcd j = 1 → m ∥ i
139 125 136 138 mp2and ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → m ∥ i
140 dvdseq ⊢ i ∈ ℕ 0 ∧ m ∈ ℕ 0 ∧ i ∥ m ∧ m ∥ i → i = m
141 79 82 118 139 140 syl22anc ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i = m
142 78 nnne0d ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ≠ 0
143 141 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ⁢ n = m ⁢ n
144 88 143 eqtr4d ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i ⁢ j = i ⁢ n
145 122 91 121 142 144 mulcanad ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → j = n
146 141 145 opeq12d ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y ∧ i ⁢ j = m ⁢ n → i j = m n
147 146 expr ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y → i ⁢ j = m ⁢ n → i j = m n
148 77 147 sylbid ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y ∧ m ∈ X ∧ n ∈ Y → i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n → i j = m n
149 148 ralrimivva ⊢ φ ∧ i ∈ X ∧ j ∈ Y → ∀ m ∈ X ∀ n ∈ Y i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n → i j = m n
150 149 ralrimivva ⊢ φ → ∀ i ∈ X ∀ j ∈ Y ∀ m ∈ X ∀ n ∈ Y i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n → i j = m n
151 fvres ⊢ u ∈ X × Y → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u
152 fvres ⊢ v ∈ X × Y → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ v = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ v
153 151 152 eqeqan12d ⊢ u ∈ X × Y ∧ v ∈ X × Y → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ v ↔ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ v
154 153 imbi1d ⊢ u ∈ X × Y ∧ v ∈ X × Y → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ v → u = v ↔ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ v → u = v
155 154 ralbidva ⊢ u ∈ X × Y → ∀ v ∈ X × Y x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ v → u = v ↔ ∀ v ∈ X × Y x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ v → u = v
156 155 ralbiia ⊢ ∀ u ∈ X × Y ∀ v ∈ X × Y x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ v → u = v ↔ ∀ u ∈ X × Y ∀ v ∈ X × Y x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ v → u = v
157 fveq2 ⊢ v = m n → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ v = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ m n
158 df-ov ⊢ m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ m n
159 157 158 eqtr4di ⊢ v = m n → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ v = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n
160 159 eqeq2d ⊢ v = m n → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ v ↔ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n
161 eqeq2 ⊢ v = m n → u = v ↔ u = m n
162 160 161 imbi12d ⊢ v = m n → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ v → u = v ↔ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n → u = m n
163 162 ralxp ⊢ ∀ v ∈ X × Y x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ v → u = v ↔ ∀ m ∈ X ∀ n ∈ Y x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n → u = m n
164 fveq2 ⊢ u = i j → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ i j
165 df-ov ⊢ i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ i j
166 164 165 eqtr4di ⊢ u = i j → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j
167 166 eqeq1d ⊢ u = i j → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n ↔ i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n
168 eqeq1 ⊢ u = i j → u = m n ↔ i j = m n
169 167 168 imbi12d ⊢ u = i j → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n → u = m n ↔ i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n → i j = m n
170 169 2ralbidv ⊢ u = i j → ∀ m ∈ X ∀ n ∈ Y x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n → u = m n ↔ ∀ m ∈ X ∀ n ∈ Y i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n → i j = m n
171 163 170 bitrid ⊢ u = i j → ∀ v ∈ X × Y x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ v → u = v ↔ ∀ m ∈ X ∀ n ∈ Y i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n → i j = m n
172 171 ralxp ⊢ ∀ u ∈ X × Y ∀ v ∈ X × Y x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ v → u = v ↔ ∀ i ∈ X ∀ j ∈ Y ∀ m ∈ X ∀ n ∈ Y i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n → i j = m n
173 156 172 bitri ⊢ ∀ u ∈ X × Y ∀ v ∈ X × Y x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ v → u = v ↔ ∀ i ∈ X ∀ j ∈ Y ∀ m ∈ X ∀ n ∈ Y i x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y j = m x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y n → i j = m n
174 150 173 sylibr ⊢ φ → ∀ u ∈ X × Y ∀ v ∈ X × Y x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ v → u = v
175 dff13 ⊢ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y : X × Y ⟶ 1-1 Z ↔ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y : X × Y ⟶ Z ∧ ∀ u ∈ X × Y ∀ v ∈ X × Y x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ v → u = v
176 67 174 175 sylanbrc ⊢ φ → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y : X × Y ⟶ 1-1 Z
177 breq1 ⊢ x = w → x ∥ M ⋅ N ↔ w ∥ M ⋅ N
178 177 6 elrab2 ⊢ w ∈ Z ↔ w ∈ ℕ ∧ w ∥ M ⋅ N
179 178 simplbi ⊢ w ∈ Z → w ∈ ℕ
180 179 adantl ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w ∈ ℕ
181 180 nnzd ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w ∈ ℤ
182 1 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ Z → M ∈ ℕ
183 182 nnzd ⊢ φ ∧ w ∈ Z → M ∈ ℤ
184 182 nnne0d ⊢ φ ∧ w ∈ Z → M ≠ 0
185 simpr ⊢ w = 0 ∧ M = 0 → M = 0
186 185 necon3ai ⊢ M ≠ 0 → ¬ w = 0 ∧ M = 0
187 184 186 syl ⊢ φ ∧ w ∈ Z → ¬ w = 0 ∧ M = 0
188 gcdn0cl ⊢ w ∈ ℤ ∧ M ∈ ℤ ∧ ¬ w = 0 ∧ M = 0 → w gcd M ∈ ℕ
189 181 183 187 188 syl21anc ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd M ∈ ℕ
190 gcddvds ⊢ w ∈ ℤ ∧ M ∈ ℤ → w gcd M ∥ w ∧ w gcd M ∥ M
191 181 183 190 syl2anc ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd M ∥ w ∧ w gcd M ∥ M
192 191 simprd ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd M ∥ M
193 breq1 ⊢ x = w gcd M → x ∥ M ↔ w gcd M ∥ M
194 193 4 elrab2 ⊢ w gcd M ∈ X ↔ w gcd M ∈ ℕ ∧ w gcd M ∥ M
195 189 192 194 sylanbrc ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd M ∈ X
196 2 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ Z → N ∈ ℕ
197 196 nnzd ⊢ φ ∧ w ∈ Z → N ∈ ℤ
198 196 nnne0d ⊢ φ ∧ w ∈ Z → N ≠ 0
199 simpr ⊢ w = 0 ∧ N = 0 → N = 0
200 199 necon3ai ⊢ N ≠ 0 → ¬ w = 0 ∧ N = 0
201 198 200 syl ⊢ φ ∧ w ∈ Z → ¬ w = 0 ∧ N = 0
202 gcdn0cl ⊢ w ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ ∧ ¬ w = 0 ∧ N = 0 → w gcd N ∈ ℕ
203 181 197 201 202 syl21anc ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd N ∈ ℕ
204 gcddvds ⊢ w ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ → w gcd N ∥ w ∧ w gcd N ∥ N
205 181 197 204 syl2anc ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd N ∥ w ∧ w gcd N ∥ N
206 205 simprd ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd N ∥ N
207 breq1 ⊢ x = w gcd N → x ∥ N ↔ w gcd N ∥ N
208 207 5 elrab2 ⊢ w gcd N ∈ Y ↔ w gcd N ∈ ℕ ∧ w gcd N ∥ N
209 203 206 208 sylanbrc ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd N ∈ Y
210 195 209 opelxpd ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd M w gcd N ∈ X × Y
211 210 fvresd ⊢ φ ∧ w ∈ Z → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ w gcd M w gcd N = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ w gcd M w gcd N
212 df-ov ⊢ w gcd M x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y w gcd N = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ w gcd M w gcd N
213 189 nncnd ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd M ∈ ℂ
214 203 nncnd ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd N ∈ ℂ
215 ovmpot ⊢ w gcd M ∈ ℂ ∧ w gcd N ∈ ℂ → w gcd M x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y w gcd N = w gcd M ⁢ w gcd N
216 213 214 215 syl2anc ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd M x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y w gcd N = w gcd M ⁢ w gcd N
217 212 216 eqtr3id ⊢ φ ∧ w ∈ Z → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ⁡ w gcd M w gcd N = w gcd M ⁢ w gcd N
218 df-ov ⊢ w gcd M ⁢ w gcd N = × ⁡ w gcd M w gcd N
219 218 a1i ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd M ⁢ w gcd N = × ⁡ w gcd M w gcd N
220 211 217 219 3eqtrd ⊢ φ ∧ w ∈ Z → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ w gcd M w gcd N = × ⁡ w gcd M w gcd N
221 3 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ Z → M gcd N = 1
222 rpmulgcd2 ⊢ w ∈ ℤ ∧ M ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ ∧ M gcd N = 1 → w gcd M ⋅ N = w gcd M ⁢ w gcd N
223 181 183 197 221 222 syl31anc ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd M ⋅ N = w gcd M ⁢ w gcd N
224 223 218 eqtrdi ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd M ⋅ N = × ⁡ w gcd M w gcd N
225 178 simprbi ⊢ w ∈ Z → w ∥ M ⋅ N
226 225 adantl ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w ∥ M ⋅ N
227 1 2 nnmulcld ⊢ φ → M ⋅ N ∈ ℕ
228 gcdeq ⊢ w ∈ ℕ ∧ M ⋅ N ∈ ℕ → w gcd M ⋅ N = w ↔ w ∥ M ⋅ N
229 179 227 228 syl2anr ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd M ⋅ N = w ↔ w ∥ M ⋅ N
230 226 229 mpbird ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w gcd M ⋅ N = w
231 220 224 230 3eqtr2rd ⊢ φ ∧ w ∈ Z → w = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ w gcd M w gcd N
232 fveq2 ⊢ u = w gcd M w gcd N → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ u = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ w gcd M w gcd N
233 232 rspceeqv ⊢ w gcd M w gcd N ∈ X × Y ∧ w = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ w gcd M w gcd N → ∃ u ∈ X × Y w = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ u
234 210 231 233 syl2anc ⊢ φ ∧ w ∈ Z → ∃ u ∈ X × Y w = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ u
235 234 ralrimiva ⊢ φ → ∀ w ∈ Z ∃ u ∈ X × Y w = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ u
236 dffo3 ⊢ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y : X × Y ⟶ onto Z ↔ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y : X × Y ⟶ Z ∧ ∀ w ∈ Z ∃ u ∈ X × Y w = x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y ⁡ u
237 67 235 236 sylanbrc ⊢ φ → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y : X × Y ⟶ onto Z
238 df-f1o ⊢ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y : X × Y ⟶ 1-1 onto Z ↔ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y : X × Y ⟶ 1-1 Z ∧ x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y : X × Y ⟶ onto Z
239 176 237 238 sylanbrc ⊢ φ → x ∈ ℂ , y ∈ ℂ ⟼ x ⁢ y ↾ X × Y : X × Y ⟶ 1-1 onto Z