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Theorem divalglem2

Description: Lemma for divalg . (Contributed by Paul Chapman, 21-Mar-2011) (Revised by AV, 2-Oct-2020)

Ref Expression
Hypotheses divalglem0.1 𝑁 ∈ ℤ
divalglem0.2 𝐷 ∈ ℤ
divalglem1.3 𝐷 ≠ 0
divalglem2.4 𝑆 = { 𝑟 ∈ ℕ0𝐷 ∥ ( 𝑁𝑟 ) }
Assertion divalglem2 inf ( 𝑆 , ℝ , < ) ∈ 𝑆

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 divalglem0.1 𝑁 ∈ ℤ
2 divalglem0.2 𝐷 ∈ ℤ
3 divalglem1.3 𝐷 ≠ 0
4 divalglem2.4 𝑆 = { 𝑟 ∈ ℕ0𝐷 ∥ ( 𝑁𝑟 ) }
5 4 ssrab3 𝑆 ⊆ ℕ0
6 nn0uz 0 = ( ℤ ‘ 0 )
7 5 6 sseqtri 𝑆 ⊆ ( ℤ ‘ 0 )
8 zmulcl ( ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ ) → ( 𝑁 · 𝐷 ) ∈ ℤ )
9 1 2 8 mp2an ( 𝑁 · 𝐷 ) ∈ ℤ
10 nn0abscl ( ( 𝑁 · 𝐷 ) ∈ ℤ → ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ∈ ℕ0 )
11 9 10 ax-mp ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ∈ ℕ0
12 11 nn0zi ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ∈ ℤ
13 zaddcl ( ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ∈ ℤ ) → ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ∈ ℤ )
14 1 12 13 mp2an ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ∈ ℤ
15 1 2 3 divalglem1 0 ≤ ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) )
16 elnn0z ( ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ∈ ℕ0 ↔ ( ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ∈ ℤ ∧ 0 ≤ ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ) )
17 14 15 16 mpbir2an ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ∈ ℕ0
18 iddvds ( 𝐷 ∈ ℤ → 𝐷𝐷 )
19 dvdsabsb ( ( 𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ ) → ( 𝐷𝐷𝐷 ∥ ( abs ‘ 𝐷 ) ) )
20 19 anidms ( 𝐷 ∈ ℤ → ( 𝐷𝐷𝐷 ∥ ( abs ‘ 𝐷 ) ) )
21 18 20 mpbid ( 𝐷 ∈ ℤ → 𝐷 ∥ ( abs ‘ 𝐷 ) )
22 2 21 ax-mp 𝐷 ∥ ( abs ‘ 𝐷 )
23 nn0abscl ( 𝑁 ∈ ℤ → ( abs ‘ 𝑁 ) ∈ ℕ0 )
24 1 23 ax-mp ( abs ‘ 𝑁 ) ∈ ℕ0
25 24 nn0negzi - ( abs ‘ 𝑁 ) ∈ ℤ
26 nn0abscl ( 𝐷 ∈ ℤ → ( abs ‘ 𝐷 ) ∈ ℕ0 )
27 2 26 ax-mp ( abs ‘ 𝐷 ) ∈ ℕ0
28 27 nn0zi ( abs ‘ 𝐷 ) ∈ ℤ
29 dvdsmultr2 ( ( 𝐷 ∈ ℤ ∧ - ( abs ‘ 𝑁 ) ∈ ℤ ∧ ( abs ‘ 𝐷 ) ∈ ℤ ) → ( 𝐷 ∥ ( abs ‘ 𝐷 ) → 𝐷 ∥ ( - ( abs ‘ 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐷 ) ) ) )
30 2 25 28 29 mp3an ( 𝐷 ∥ ( abs ‘ 𝐷 ) → 𝐷 ∥ ( - ( abs ‘ 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐷 ) ) )
31 22 30 ax-mp 𝐷 ∥ ( - ( abs ‘ 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐷 ) )
32 zcn ( 𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℂ )
33 1 32 ax-mp 𝑁 ∈ ℂ
34 zcn ( 𝐷 ∈ ℤ → 𝐷 ∈ ℂ )
35 2 34 ax-mp 𝐷 ∈ ℂ
36 33 35 absmuli ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) = ( ( abs ‘ 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐷 ) )
37 36 negeqi - ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) = - ( ( abs ‘ 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐷 ) )
38 df-neg - ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) = ( 0 − ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) )
39 33 subidi ( 𝑁𝑁 ) = 0
40 39 oveq1i ( ( 𝑁𝑁 ) − ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) = ( 0 − ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) )
41 11 nn0cni ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ∈ ℂ
42 subsub4 ( ( 𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℂ ∧ ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ∈ ℂ ) → ( ( 𝑁𝑁 ) − ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) = ( 𝑁 − ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ) )
43 33 33 41 42 mp3an ( ( 𝑁𝑁 ) − ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) = ( 𝑁 − ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) )
44 38 40 43 3eqtr2ri ( 𝑁 − ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ) = - ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) )
45 33 abscli ( abs ‘ 𝑁 ) ∈ ℝ
46 45 recni ( abs ‘ 𝑁 ) ∈ ℂ
47 35 abscli ( abs ‘ 𝐷 ) ∈ ℝ
48 47 recni ( abs ‘ 𝐷 ) ∈ ℂ
49 46 48 mulneg1i ( - ( abs ‘ 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐷 ) ) = - ( ( abs ‘ 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐷 ) )
50 37 44 49 3eqtr4i ( 𝑁 − ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ) = ( - ( abs ‘ 𝑁 ) · ( abs ‘ 𝐷 ) )
51 31 50 breqtrri 𝐷 ∥ ( 𝑁 − ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) )
52 oveq2 ( 𝑟 = ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) → ( 𝑁𝑟 ) = ( 𝑁 − ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ) )
53 52 breq2d ( 𝑟 = ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) → ( 𝐷 ∥ ( 𝑁𝑟 ) ↔ 𝐷 ∥ ( 𝑁 − ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ) ) )
54 53 4 elrab2 ( ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ∈ 𝑆 ↔ ( ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ∈ ℕ0𝐷 ∥ ( 𝑁 − ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ) ) )
55 17 51 54 mpbir2an ( 𝑁 + ( abs ‘ ( 𝑁 · 𝐷 ) ) ) ∈ 𝑆
56 55 ne0ii 𝑆 ≠ ∅
57 infssuzcl ( ( 𝑆 ⊆ ( ℤ ‘ 0 ) ∧ 𝑆 ≠ ∅ ) → inf ( 𝑆 , ℝ , < ) ∈ 𝑆 )
58 7 56 57 mp2an inf ( 𝑆 , ℝ , < ) ∈ 𝑆