Metamath Proof Explorer


Theorem divgcdcoprmex

Description: Integers divided by gcd are coprime (see ProofWiki "Integers Divided by GCD are Coprime", 11-Jul-2021, https://proofwiki.org/wiki/Integers_Divided_by_GCD_are_Coprime ): Any pair of integers, not both zero, can be reduced to a pair of coprime ones by dividing them by their gcd. (Contributed by AV, 12-Jul-2021)

Ref Expression
Assertion divgcdcoprmex ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ( ๐ด = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) โˆง ๐ต = ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) โˆง ( ๐‘Ž gcd ๐‘ ) = 1 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpl โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ค )
2 1 anim2i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค ) )
3 zeqzmulgcd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) )
4 2 3 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) )
5 4 3adant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) )
6 zeqzmulgcd โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) )
7 6 adantlr โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) )
8 7 ancoms โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) )
9 8 3adant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) )
10 reeanv โŠข ( โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) โ†” ( โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) )
11 zcn โŠข ( ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘Ž โˆˆ โ„‚ )
12 11 adantl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘Ž โˆˆ โ„‚ )
13 gcdcl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โˆˆ โ„•0 )
14 2 13 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โˆˆ โ„•0 )
15 14 nn0cnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
16 15 3adant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
17 16 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
18 12 17 mulcomd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ( ( ๐ด gcd ๐ต ) ยท ๐‘Ž ) )
19 simp3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) )
20 19 eqcomd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) = ๐‘€ )
21 20 oveq1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ( ๐ด gcd ๐ต ) ยท ๐‘Ž ) = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) )
22 21 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐ด gcd ๐ต ) ยท ๐‘Ž ) = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) )
23 18 22 eqtrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) )
24 23 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โˆง ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) )
25 eqeq1 โŠข ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ด = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) โ†” ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) ) )
26 25 adantr โŠข ( ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐ด = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) โ†” ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) ) )
27 26 adantl โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โˆง ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) ) โ†’ ( ๐ด = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) โ†” ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) ) )
28 24 27 mpbird โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โˆง ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) ) โ†’ ๐ด = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) )
29 simpr โŠข ( ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) โ†’ ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) )
30 2 ancomd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) ) โ†’ ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค ) )
31 gcdcom โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ต gcd ๐ด ) = ( ๐ด gcd ๐ต ) )
32 30 31 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) ) โ†’ ( ๐ต gcd ๐ด ) = ( ๐ด gcd ๐ต ) )
33 32 3adant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ต gcd ๐ด ) = ( ๐ด gcd ๐ต ) )
34 33 oveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) = ( ๐‘ ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) )
35 34 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) = ( ๐‘ ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) )
36 zcn โŠข ( ๐‘ โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚ )
37 36 adantl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚ )
38 14 3adant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โˆˆ โ„•0 )
39 38 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โˆˆ โ„•0 )
40 39 nn0cnd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
41 37 40 mulcomd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘ ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ( ( ๐ด gcd ๐ต ) ยท ๐‘ ) )
42 20 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) = ๐‘€ )
43 42 oveq1d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐ด gcd ๐ต ) ยท ๐‘ ) = ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) )
44 35 41 43 3eqtrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) = ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) )
45 44 adantlr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) = ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) )
46 29 45 sylan9eqr โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โˆง ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) ) โ†’ ๐ต = ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) )
47 zcn โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ค โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
48 47 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
49 48 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
50 12 adantr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘Ž โˆˆ โ„‚ )
51 simp1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค )
52 1 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ค )
53 51 52 gcdcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โˆˆ โ„•0 )
54 53 nn0cnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
55 54 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
56 gcdeq0 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 0 โ†” ( ๐ด = 0 โˆง ๐ต = 0 ) ) )
57 simpr โŠข ( ( ๐ด = 0 โˆง ๐ต = 0 ) โ†’ ๐ต = 0 )
58 56 57 syl6bi โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐ด gcd ๐ต ) = 0 โ†’ ๐ต = 0 ) )
59 58 necon3d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ต โ‰  0 โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โ‰  0 ) )
60 59 impr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โ‰  0 )
61 60 3adant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โ‰  0 )
62 61 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) โ‰  0 )
63 49 50 55 62 divmul3d โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐ด / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘Ž โ†” ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) ) )
64 63 bicomd โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†” ( ๐ด / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘Ž ) )
65 zcn โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„ค โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
66 65 adantr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
67 66 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
68 67 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
69 36 adantl โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚ )
70 68 69 55 62 divmul3d โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐ต / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘ โ†” ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) ) )
71 2 3adant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค ) )
72 gcdcom โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) = ( ๐ต gcd ๐ด ) )
73 71 72 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) = ( ๐ต gcd ๐ด ) )
74 73 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ด gcd ๐ต ) = ( ๐ต gcd ๐ด ) )
75 74 oveq2d โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘ ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) )
76 75 eqeq2d โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†” ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) )
77 70 76 bitr2d โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) โ†” ( ๐ต / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘ ) )
78 64 77 anbi12d โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) โ†” ( ( ๐ด / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘Ž โˆง ( ๐ต / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘ ) ) )
79 3anass โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†” ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) ) )
80 79 biimpri โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) )
81 80 3adant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) )
82 divgcdcoprm0 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ( ( ๐ด / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) gcd ( ๐ต / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) ) = 1 )
83 81 82 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ( ๐ด / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) gcd ( ๐ต / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) ) = 1 )
84 oveq12 โŠข ( ( ( ๐ด / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘Ž โˆง ( ๐ต / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘ ) โ†’ ( ( ๐ด / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) gcd ( ๐ต / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) ) = ( ๐‘Ž gcd ๐‘ ) )
85 84 eqeq1d โŠข ( ( ( ๐ด / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘Ž โˆง ( ๐ต / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘ ) โ†’ ( ( ( ๐ด / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) gcd ( ๐ต / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) ) = 1 โ†” ( ๐‘Ž gcd ๐‘ ) = 1 ) )
86 83 85 syl5ibcom โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ( ( ๐ด / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘Ž โˆง ( ๐ต / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘ ) โ†’ ( ๐‘Ž gcd ๐‘ ) = 1 ) )
87 86 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ( ๐ด / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘Ž โˆง ( ๐ต / ( ๐ด gcd ๐ต ) ) = ๐‘ ) โ†’ ( ๐‘Ž gcd ๐‘ ) = 1 ) )
88 78 87 sylbid โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘Ž gcd ๐‘ ) = 1 ) )
89 88 imp โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โˆง ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘Ž gcd ๐‘ ) = 1 )
90 28 46 89 3jca โŠข ( ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โˆง ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) ) โ†’ ( ๐ด = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) โˆง ๐ต = ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) โˆง ( ๐‘Ž gcd ๐‘ ) = 1 ) )
91 90 ex โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐ด = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) โˆง ๐ต = ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) โˆง ( ๐‘Ž gcd ๐‘ ) = 1 ) ) )
92 91 reximdva โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ( ๐ด = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) โˆง ๐ต = ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) โˆง ( ๐‘Ž gcd ๐‘ ) = 1 ) ) )
93 92 reximdva โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ( ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ( ๐ด = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) โˆง ๐ต = ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) โˆง ( ๐‘Ž gcd ๐‘ ) = 1 ) ) )
94 10 93 biimtrrid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ ( ( โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ โ„ค ๐ด = ( ๐‘Ž ยท ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โˆง โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ๐ต = ( ๐‘ ยท ( ๐ต gcd ๐ด ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ( ๐ด = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) โˆง ๐ต = ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) โˆง ( ๐‘Ž gcd ๐‘ ) = 1 ) ) )
95 5 9 94 mp2and โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐‘€ = ( ๐ด gcd ๐ต ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆƒ ๐‘ โˆˆ โ„ค ( ๐ด = ( ๐‘€ ยท ๐‘Ž ) โˆง ๐ต = ( ๐‘€ ยท ๐‘ ) โˆง ( ๐‘Ž gcd ๐‘ ) = 1 ) )