Metamath Proof Explorer


Theorem dvdsle

Description: The divisors of a positive integer are bounded by it. The proof does not use / . (Contributed by Paul Chapman, 21-Mar-2011)

Ref Expression
Assertion dvdsle ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ๐‘ โ†’ ๐‘€ โ‰ค ๐‘ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 breq2 โŠข ( ๐‘€ = if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) โ†’ ( ๐‘ < ๐‘€ โ†” ๐‘ < if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) )
2 oveq2 โŠข ( ๐‘€ = if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) โ†’ ( ๐‘› ยท ๐‘€ ) = ( ๐‘› ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) )
3 2 neeq1d โŠข ( ๐‘€ = if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) โ†’ ( ( ๐‘› ยท ๐‘€ ) โ‰  ๐‘ โ†” ( ๐‘› ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) โ‰  ๐‘ ) )
4 1 3 imbi12d โŠข ( ๐‘€ = if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) โ†’ ( ( ๐‘ < ๐‘€ โ†’ ( ๐‘› ยท ๐‘€ ) โ‰  ๐‘ ) โ†” ( ๐‘ < if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) โ†’ ( ๐‘› ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) โ‰  ๐‘ ) ) )
5 breq1 โŠข ( ๐‘ = if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) โ†’ ( ๐‘ < if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) โ†” if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) < if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) )
6 neeq2 โŠข ( ๐‘ = if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) โ†’ ( ( ๐‘› ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) โ‰  ๐‘ โ†” ( ๐‘› ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) โ‰  if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) ) )
7 5 6 imbi12d โŠข ( ๐‘ = if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) โ†’ ( ( ๐‘ < if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) โ†’ ( ๐‘› ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) โ‰  ๐‘ ) โ†” ( if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) < if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) โ†’ ( ๐‘› ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) โ‰  if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) ) ) )
8 oveq1 โŠข ( ๐‘› = if ( ๐‘› โˆˆ โ„ค , ๐‘› , 1 ) โ†’ ( ๐‘› ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) = ( if ( ๐‘› โˆˆ โ„ค , ๐‘› , 1 ) ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) )
9 8 neeq1d โŠข ( ๐‘› = if ( ๐‘› โˆˆ โ„ค , ๐‘› , 1 ) โ†’ ( ( ๐‘› ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) โ‰  if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) โ†” ( if ( ๐‘› โˆˆ โ„ค , ๐‘› , 1 ) ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) โ‰  if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) ) )
10 9 imbi2d โŠข ( ๐‘› = if ( ๐‘› โˆˆ โ„ค , ๐‘› , 1 ) โ†’ ( ( if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) < if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) โ†’ ( ๐‘› ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) โ‰  if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) ) โ†” ( if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) < if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) โ†’ ( if ( ๐‘› โˆˆ โ„ค , ๐‘› , 1 ) ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) โ‰  if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) ) ) )
11 1z โŠข 1 โˆˆ โ„ค
12 11 elimel โŠข if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) โˆˆ โ„ค
13 1nn โŠข 1 โˆˆ โ„•
14 13 elimel โŠข if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) โˆˆ โ„•
15 11 elimel โŠข if ( ๐‘› โˆˆ โ„ค , ๐‘› , 1 ) โˆˆ โ„ค
16 12 14 15 dvdslelem โŠข ( if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) < if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) โ†’ ( if ( ๐‘› โˆˆ โ„ค , ๐‘› , 1 ) ยท if ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค , ๐‘€ , 1 ) ) โ‰  if ( ๐‘ โˆˆ โ„• , ๐‘ , 1 ) )
17 4 7 10 16 dedth3h โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘ < ๐‘€ โ†’ ( ๐‘› ยท ๐‘€ ) โ‰  ๐‘ ) )
18 17 3expia โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐‘ < ๐‘€ โ†’ ( ๐‘› ยท ๐‘€ ) โ‰  ๐‘ ) ) )
19 18 com23 โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘ < ๐‘€ โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐‘› ยท ๐‘€ ) โ‰  ๐‘ ) ) )
20 19 3impia โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ < ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐‘› ยท ๐‘€ ) โ‰  ๐‘ ) )
21 20 imp โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ < ๐‘€ ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘› ยท ๐‘€ ) โ‰  ๐‘ )
22 21 neneqd โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ < ๐‘€ ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค ) โ†’ ยฌ ( ๐‘› ยท ๐‘€ ) = ๐‘ )
23 22 nrexdv โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ < ๐‘€ ) โ†’ ยฌ โˆƒ ๐‘› โˆˆ โ„ค ( ๐‘› ยท ๐‘€ ) = ๐‘ )
24 nnz โŠข ( ๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค )
25 divides โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ๐‘ โ†” โˆƒ ๐‘› โˆˆ โ„ค ( ๐‘› ยท ๐‘€ ) = ๐‘ ) )
26 24 25 sylan2 โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ๐‘ โ†” โˆƒ ๐‘› โˆˆ โ„ค ( ๐‘› ยท ๐‘€ ) = ๐‘ ) )
27 26 3adant3 โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ < ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ๐‘ โ†” โˆƒ ๐‘› โˆˆ โ„ค ( ๐‘› ยท ๐‘€ ) = ๐‘ ) )
28 23 27 mtbird โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ < ๐‘€ ) โ†’ ยฌ ๐‘€ โˆฅ ๐‘ )
29 28 3expia โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘ < ๐‘€ โ†’ ยฌ ๐‘€ โˆฅ ๐‘ ) )
30 29 con2d โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ๐‘ โ†’ ยฌ ๐‘ < ๐‘€ ) )
31 zre โŠข ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ )
32 nnre โŠข ( ๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ )
33 lenlt โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐‘€ โ‰ค ๐‘ โ†” ยฌ ๐‘ < ๐‘€ ) )
34 31 32 33 syl2an โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘€ โ‰ค ๐‘ โ†” ยฌ ๐‘ < ๐‘€ ) )
35 30 34 sylibrd โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘€ โˆฅ ๐‘ โ†’ ๐‘€ โ‰ค ๐‘ ) )