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Theorem prmdvdsncoprmbd

Description: Two positive integers are not coprime iff a prime divides both integers. Deduction version of ncoprmgcdne1b with the existential quantifier over the primes instead of integers greater than or equal to 2. (Contributed by SN, 24-Aug-2024)

Ref Expression
Hypotheses prmdvdsncoprmbd.a ( 𝜑𝐴 ∈ ℕ )
prmdvdsncoprmbd.b ( 𝜑𝐵 ∈ ℕ )
Assertion prmdvdsncoprmbd ( 𝜑 → ( ∃ 𝑝 ∈ ℙ ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) ↔ ( 𝐴 gcd 𝐵 ) ≠ 1 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prmdvdsncoprmbd.a ( 𝜑𝐴 ∈ ℕ )
2 prmdvdsncoprmbd.b ( 𝜑𝐵 ∈ ℕ )
3 prmuz2 ( 𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) )
4 3 a1i ( 𝜑 → ( 𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ) )
5 4 anim1d ( 𝜑 → ( ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) ) → ( 𝑝 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) ) ) )
6 5 reximdv2 ( 𝜑 → ( ∃ 𝑝 ∈ ℙ ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) → ∃ 𝑝 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) ) )
7 breq1 ( 𝑝 = 𝑖 → ( 𝑝𝐴𝑖𝐴 ) )
8 breq1 ( 𝑝 = 𝑖 → ( 𝑝𝐵𝑖𝐵 ) )
9 7 8 anbi12d ( 𝑝 = 𝑖 → ( ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) ↔ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) )
10 9 cbvrexvw ( ∃ 𝑝 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) ↔ ∃ 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) )
11 6 10 syl6ib ( 𝜑 → ( ∃ 𝑝 ∈ ℙ ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) )
12 exprmfct ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ∃ 𝑝 ∈ ℙ 𝑝𝑖 )
13 12 ad2antrl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) → ∃ 𝑝 ∈ ℙ 𝑝𝑖 )
14 prmnn ( 𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℕ )
15 14 ad2antlr ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝𝑖 ) → 𝑝 ∈ ℕ )
16 15 nnzd ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝𝑖 ) → 𝑝 ∈ ℤ )
17 eluzelz ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → 𝑖 ∈ ℤ )
18 17 ad2antrr ( ( ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ∧ 𝑝𝑖 ) → 𝑖 ∈ ℤ )
19 18 ad4ant24 ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝𝑖 ) → 𝑖 ∈ ℤ )
20 1 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝𝑖 ) → 𝐴 ∈ ℕ )
21 20 nnzd ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝𝑖 ) → 𝐴 ∈ ℤ )
22 simpr ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝𝑖 ) → 𝑝𝑖 )
23 simprrl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) → 𝑖𝐴 )
24 23 ad2antrr ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝𝑖 ) → 𝑖𝐴 )
25 16 19 21 22 24 dvdstrd ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝𝑖 ) → 𝑝𝐴 )
26 2 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝𝑖 ) → 𝐵 ∈ ℕ )
27 26 nnzd ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝𝑖 ) → 𝐵 ∈ ℤ )
28 simprrr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) → 𝑖𝐵 )
29 28 ad2antrr ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝𝑖 ) → 𝑖𝐵 )
30 16 19 27 22 29 dvdstrd ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝𝑖 ) → 𝑝𝐵 )
31 25 30 jca ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝𝑖 ) → ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) )
32 31 ex ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝𝑖 → ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) ) )
33 32 reximdva ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) → ( ∃ 𝑝 ∈ ℙ 𝑝𝑖 → ∃ 𝑝 ∈ ℙ ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) ) )
34 13 33 mpd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) ) → ∃ 𝑝 ∈ ℙ ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) )
35 34 rexlimdvaa ( 𝜑 → ( ∃ 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) → ∃ 𝑝 ∈ ℙ ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) ) )
36 11 35 impbid ( 𝜑 → ( ∃ 𝑝 ∈ ℙ ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) ↔ ∃ 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ) )
37 ncoprmgcdne1b ( ( 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ) → ( ∃ 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ↔ ( 𝐴 gcd 𝐵 ) ≠ 1 ) )
38 1 2 37 syl2anc ( 𝜑 → ( ∃ 𝑖 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ( 𝑖𝐴𝑖𝐵 ) ↔ ( 𝐴 gcd 𝐵 ) ≠ 1 ) )
39 36 38 bitrd ( 𝜑 → ( ∃ 𝑝 ∈ ℙ ( 𝑝𝐴𝑝𝐵 ) ↔ ( 𝐴 gcd 𝐵 ) ≠ 1 ) )