Metamath Proof Explorer


Theorem fprodfvdvdsd

Description: A finite product of integers is divisible by any of its factors being function values. (Contributed by AV, 1-Aug-2021)

Ref Expression
Hypotheses fprodfvdvdsd.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ Fin )
fprodfvdvdsd.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ ๐ต )
fprodfvdvdsd.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : ๐ต โŸถ โ„ค )
Assertion fprodfvdvdsd ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆฅ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fprodfvdvdsd.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ Fin )
2 fprodfvdvdsd.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ ๐ต )
3 fprodfvdvdsd.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : ๐ต โŸถ โ„ค )
4 1 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐ด โˆˆ Fin )
5 diffi โŠข ( ๐ด โˆˆ Fin โ†’ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โˆˆ Fin )
6 4 5 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โˆˆ Fin )
7 3 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) โ†’ ๐น : ๐ต โŸถ โ„ค )
8 2 ssdifssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โІ ๐ต )
9 8 sselda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต )
10 7 9 ffvelcdmd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ค )
11 10 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ค )
12 6 11 fprodzcl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ค )
13 3 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐น : ๐ต โŸถ โ„ค )
14 2 sselda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต )
15 13 14 ffvelcdmd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ค )
16 dvdsmul2 โŠข ( ( โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆฅ ( โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
17 12 15 16 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆฅ ( โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
18 17 ralrimiva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆฅ ( โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
19 neldifsnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) )
20 disjsn โŠข ( ( ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โˆฉ { ๐‘ฅ } ) = โˆ… โ†” ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) )
21 19 20 sylibr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โˆฉ { ๐‘ฅ } ) = โˆ… )
22 difsnid โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†’ ( ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โˆช { ๐‘ฅ } ) = ๐ด )
23 22 eqcomd โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†’ ๐ด = ( ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โˆช { ๐‘ฅ } ) )
24 23 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐ด = ( ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โˆช { ๐‘ฅ } ) )
25 13 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐น : ๐ต โŸถ โ„ค )
26 2 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐ด โІ ๐ต )
27 26 sselda โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต )
28 25 27 ffvelcdmd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ค )
29 28 zcnd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
30 21 24 4 29 fprodsplit โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) = ( โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท โˆ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ } ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
31 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด )
32 15 zcnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„‚ )
33 fveq2 โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘ฅ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
34 33 prodsn โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ โˆ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ } ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
35 31 32 34 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ โˆ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ } ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
36 35 oveq2d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท โˆ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ } ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) = ( โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
37 30 36 eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) = ( โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
38 37 breq2d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆฅ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โ†” ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆฅ ( โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) )
39 38 ralbidva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆฅ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โ†” โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆฅ ( โˆ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) )
40 18 39 mpbird โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆฅ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) )