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Theorem prmirredlem

Description: A positive integer is irreducible over ZZ iff it is a prime number. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Dec-2014) (Revised by AV, 10-Jun-2019)

Ref Expression
Hypothesis prmirred.i I = Irred ring
Assertion prmirredlem A A I A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prmirred.i I = Irred ring
2 zringring ring Ring
3 zring1 1 = 1 ring
4 1 3 irredn1 ring Ring A I A 1
5 2 4 mpan A I A 1
6 5 anim2i A A I A A 1
7 eluz2b3 A 2 A A 1
8 6 7 sylibr A A I A 2
9 nnz y y
10 9 ad2antrl A A I y y A y
11 simprr A A I y y A y A
12 nnne0 y y 0
13 12 ad2antrl A A I y y A y 0
14 nnz A A
15 14 ad2antrr A A I y y A A
16 dvdsval2 y y 0 A y A A y
17 10 13 15 16 syl3anc A A I y y A y A A y
18 11 17 mpbid A A I y y A A y
19 15 zcnd A A I y y A A
20 nncn y y
21 20 ad2antrl A A I y y A y
22 19 21 13 divcan2d A A I y y A y A y = A
23 simplr A A I y y A A I
24 22 23 eqeltrd A A I y y A y A y I
25 zringbas = Base ring
26 eqid Unit ring = Unit ring
27 zringmulr × = ring
28 1 25 26 27 irredmul y A y y A y I y Unit ring A y Unit ring
29 10 18 24 28 syl3anc A A I y y A y Unit ring A y Unit ring
30 zringunit y Unit ring y y = 1
31 30 baib y y Unit ring y = 1
32 10 31 syl A A I y y A y Unit ring y = 1
33 nnnn0 y y 0
34 nn0re y 0 y
35 nn0ge0 y 0 0 y
36 34 35 absidd y 0 y = y
37 33 36 syl y y = y
38 37 ad2antrl A A I y y A y = y
39 38 eqeq1d A A I y y A y = 1 y = 1
40 32 39 bitrd A A I y y A y Unit ring y = 1
41 zringunit A y Unit ring A y A y = 1
42 41 baib A y A y Unit ring A y = 1
43 18 42 syl A A I y y A A y Unit ring A y = 1
44 nnre A A
45 44 ad2antrr A A I y y A A
46 simprl A A I y y A y
47 45 46 nndivred A A I y y A A y
48 nnnn0 A A 0
49 nn0ge0 A 0 0 A
50 48 49 syl A 0 A
51 50 ad2antrr A A I y y A 0 A
52 46 nnred A A I y y A y
53 nngt0 y 0 < y
54 53 ad2antrl A A I y y A 0 < y
55 divge0 A 0 A y 0 < y 0 A y
56 45 51 52 54 55 syl22anc A A I y y A 0 A y
57 47 56 absidd A A I y y A A y = A y
58 57 eqeq1d A A I y y A A y = 1 A y = 1
59 1cnd A A I y y A 1
60 19 21 59 13 divmuld A A I y y A A y = 1 y 1 = A
61 21 mulid1d A A I y y A y 1 = y
62 61 eqeq1d A A I y y A y 1 = A y = A
63 58 60 62 3bitrd A A I y y A A y = 1 y = A
64 43 63 bitrd A A I y y A A y Unit ring y = A
65 40 64 orbi12d A A I y y A y Unit ring A y Unit ring y = 1 y = A
66 29 65 mpbid A A I y y A y = 1 y = A
67 66 expr A A I y y A y = 1 y = A
68 67 ralrimiva A A I y y A y = 1 y = A
69 isprm2 A A 2 y y A y = 1 y = A
70 8 68 69 sylanbrc A A I A
71 prmz A A
72 1nprm ¬ 1
73 zringunit A Unit ring A A = 1
74 prmnn A A
75 nn0re A 0 A
76 75 49 absidd A 0 A = A
77 74 48 76 3syl A A = A
78 id A A
79 77 78 eqeltrd A A
80 eleq1 A = 1 A 1
81 79 80 syl5ibcom A A = 1 1
82 81 adantld A A A = 1 1
83 73 82 syl5bi A A Unit ring 1
84 72 83 mtoi A ¬ A Unit ring
85 dvdsmul1 x y x x y
86 85 ad2antlr A x y x y = A x x y
87 simpr A x y x y = A x y = A
88 86 87 breqtrd A x y x y = A x A
89 simplrl A x y x y = A x
90 71 ad2antrr A x y x y = A A
91 absdvdsb x A x A x A
92 89 90 91 syl2anc A x y x y = A x A x A
93 88 92 mpbid A x y x y = A x A
94 breq1 y = x y A x A
95 eqeq1 y = x y = 1 x = 1
96 eqeq1 y = x y = A x = A
97 95 96 orbi12d y = x y = 1 y = A x = 1 x = A
98 94 97 imbi12d y = x y A y = 1 y = A x A x = 1 x = A
99 69 simprbi A y y A y = 1 y = A
100 99 ad2antrr A x y x y = A y y A y = 1 y = A
101 89 zcnd A x y x y = A x
102 74 ad2antrr A x y x y = A A
103 102 nnne0d A x y x y = A A 0
104 simplrr A x y x y = A y
105 104 zcnd A x y x y = A y
106 105 mul02d A x y x y = A 0 y = 0
107 103 87 106 3netr4d A x y x y = A x y 0 y
108 oveq1 x = 0 x y = 0 y
109 108 necon3i x y 0 y x 0
110 107 109 syl A x y x y = A x 0
111 101 110 absne0d A x y x y = A x 0
112 111 neneqd A x y x y = A ¬ x = 0
113 nn0abscl x x 0
114 89 113 syl A x y x y = A x 0
115 elnn0 x 0 x x = 0
116 114 115 sylib A x y x y = A x x = 0
117 116 ord A x y x y = A ¬ x x = 0
118 112 117 mt3d A x y x y = A x
119 98 100 118 rspcdva A x y x y = A x A x = 1 x = A
120 93 119 mpd A x y x y = A x = 1 x = A
121 zringunit x Unit ring x x = 1
122 121 baib x x Unit ring x = 1
123 89 122 syl A x y x y = A x Unit ring x = 1
124 104 31 syl A x y x y = A y Unit ring y = 1
125 105 abscld A x y x y = A y
126 125 recnd A x y x y = A y
127 1cnd A x y x y = A 1
128 101 abscld A x y x y = A x
129 128 recnd A x y x y = A x
130 126 127 129 111 mulcand A x y x y = A x y = x 1 y = 1
131 87 fveq2d A x y x y = A x y = A
132 101 105 absmuld A x y x y = A x y = x y
133 77 ad2antrr A x y x y = A A = A
134 131 132 133 3eqtr3d A x y x y = A x y = A
135 129 mulid1d A x y x y = A x 1 = x
136 134 135 eqeq12d A x y x y = A x y = x 1 A = x
137 eqcom A = x x = A
138 136 137 bitrdi A x y x y = A x y = x 1 x = A
139 124 130 138 3bitr2d A x y x y = A y Unit ring x = A
140 123 139 orbi12d A x y x y = A x Unit ring y Unit ring x = 1 x = A
141 120 140 mpbird A x y x y = A x Unit ring y Unit ring
142 141 ex A x y x y = A x Unit ring y Unit ring
143 142 ralrimivva A x y x y = A x Unit ring y Unit ring
144 25 26 1 27 isirred2 A I A ¬ A Unit ring x y x y = A x Unit ring y Unit ring
145 71 84 143 144 syl3anbrc A A I
146 145 adantl A A A I
147 70 146 impbida A A I A