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Theorem bposlem2 24944
Description: There are no odd primes in the range (2𝑁 / 3, 𝑁] dividing the 𝑁-th central binomial coefficient. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Mar-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
bposlem2.1 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
bposlem2.2 (𝜑𝑃 ∈ ℙ)
bposlem2.3 (𝜑 → 2 < 𝑃)
bposlem2.4 (𝜑 → ((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃)
bposlem2.5 (𝜑𝑃𝑁)
Assertion
Ref Expression
bposlem2 (𝜑 → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = 0)

Proof of Theorem bposlem2
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 bposlem2.1 . . 3 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
2 bposlem2.2 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ ℙ)
3 pcbcctr 24935 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))))))
41, 2, 3syl2anc 692 . 2 (𝜑 → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))))))
5 elfznn 12328 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ)
6 elnn1uz2 11725 . . . . . 6 (𝑘 ∈ ℕ ↔ (𝑘 = 1 ∨ 𝑘 ∈ (ℤ‘2)))
75, 6sylib 208 . . . . 5 (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) → (𝑘 = 1 ∨ 𝑘 ∈ (ℤ‘2)))
8 oveq2 6623 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 1 → (𝑃𝑘) = (𝑃↑1))
9 prmnn 15331 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
102, 9syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑃 ∈ ℕ)
1110nncnd 10996 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑃 ∈ ℂ)
1211exp1d 12959 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑃↑1) = 𝑃)
138, 12sylan9eqr 2677 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 = 1) → (𝑃𝑘) = 𝑃)
1413oveq2d 6631 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 = 1) → ((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘)) = ((2 · 𝑁) / 𝑃))
1514fveq2d 6162 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 = 1) → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) = (⌊‘((2 · 𝑁) / 𝑃)))
16 2t1e2 11136 . . . . . . . . . . . . 13 (2 · 1) = 2
1711mulid2d 10018 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (1 · 𝑃) = 𝑃)
18 bposlem2.5 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑃𝑁)
1917, 18eqbrtrd 4645 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (1 · 𝑃) ≤ 𝑁)
20 1red 10015 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
211nnred 10995 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
2210nnred 10995 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑃 ∈ ℝ)
2310nngt0d 11024 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 0 < 𝑃)
24 lemuldiv 10863 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑃 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑃)) → ((1 · 𝑃) ≤ 𝑁 ↔ 1 ≤ (𝑁 / 𝑃)))
2520, 21, 22, 23, 24syl112anc 1327 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((1 · 𝑃) ≤ 𝑁 ↔ 1 ≤ (𝑁 / 𝑃)))
2619, 25mpbid 222 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 1 ≤ (𝑁 / 𝑃))
2721, 10nndivred 11029 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ)
28 1re 9999 . . . . . . . . . . . . . . . 16 1 ∈ ℝ
29 2re 11050 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 ∈ ℝ
30 2pos 11072 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 0 < 2
3129, 30pm3.2i 471 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)
32 lemul2 10836 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((1 ∈ ℝ ∧ (𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → (1 ≤ (𝑁 / 𝑃) ↔ (2 · 1) ≤ (2 · (𝑁 / 𝑃))))
3328, 31, 32mp3an13 1412 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ → (1 ≤ (𝑁 / 𝑃) ↔ (2 · 1) ≤ (2 · (𝑁 / 𝑃))))
3427, 33syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (1 ≤ (𝑁 / 𝑃) ↔ (2 · 1) ≤ (2 · (𝑁 / 𝑃))))
3526, 34mpbid 222 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (2 · 1) ≤ (2 · (𝑁 / 𝑃)))
3616, 35syl5eqbrr 4659 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 2 ≤ (2 · (𝑁 / 𝑃)))
37 2cnd 11053 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
381nncnd 10996 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
3910nnne0d 11025 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑃 ≠ 0)
4037, 38, 11, 39divassd 10796 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((2 · 𝑁) / 𝑃) = (2 · (𝑁 / 𝑃)))
4136, 40breqtrrd 4651 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 2 ≤ ((2 · 𝑁) / 𝑃))
42 bposlem2.4 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃)
43 2nn 11145 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℕ
44 nnmulcl 11003 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
4543, 1, 44sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
4645nnred 10995 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
47 3re 11054 . . . . . . . . . . . . . . . 16 3 ∈ ℝ
48 3pos 11074 . . . . . . . . . . . . . . . 16 0 < 3
4947, 48pm3.2i 471 . . . . . . . . . . . . . . 15 (3 ∈ ℝ ∧ 0 < 3)
50 ltdiv23 10874 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ (3 ∈ ℝ ∧ 0 < 3) ∧ (𝑃 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑃)) → (((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃 ↔ ((2 · 𝑁) / 𝑃) < 3))
5149, 50mp3an2 1409 . . . . . . . . . . . . . 14 (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝑃 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑃)) → (((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃 ↔ ((2 · 𝑁) / 𝑃) < 3))
5246, 22, 23, 51syl12anc 1321 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃 ↔ ((2 · 𝑁) / 𝑃) < 3))
5342, 52mpbid 222 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((2 · 𝑁) / 𝑃) < 3)
54 df-3 11040 . . . . . . . . . . . 12 3 = (2 + 1)
5553, 54syl6breq 4664 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((2 · 𝑁) / 𝑃) < (2 + 1))
5646, 10nndivred 11029 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((2 · 𝑁) / 𝑃) ∈ ℝ)
57 2z 11369 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℤ
58 flbi 12573 . . . . . . . . . . . 12 ((((2 · 𝑁) / 𝑃) ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℤ) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / 𝑃)) = 2 ↔ (2 ≤ ((2 · 𝑁) / 𝑃) ∧ ((2 · 𝑁) / 𝑃) < (2 + 1))))
5956, 57, 58sylancl 693 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((⌊‘((2 · 𝑁) / 𝑃)) = 2 ↔ (2 ≤ ((2 · 𝑁) / 𝑃) ∧ ((2 · 𝑁) / 𝑃) < (2 + 1))))
6041, 55, 59mpbir2and 956 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (⌊‘((2 · 𝑁) / 𝑃)) = 2)
6160adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 = 1) → (⌊‘((2 · 𝑁) / 𝑃)) = 2)
6215, 61eqtrd 2655 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 = 1) → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) = 2)
6313oveq2d 6631 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 = 1) → (𝑁 / (𝑃𝑘)) = (𝑁 / 𝑃))
6463fveq2d 6162 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 = 1) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))) = (⌊‘(𝑁 / 𝑃)))
65 remulcl 9981 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((2 ∈ ℝ ∧ (𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ) → (2 · (𝑁 / 𝑃)) ∈ ℝ)
6629, 27, 65sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (2 · (𝑁 / 𝑃)) ∈ ℝ)
6747a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → 3 ∈ ℝ)
68 4re 11057 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4 ∈ ℝ
6968a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → 4 ∈ ℝ)
7040, 53eqbrtrrd 4647 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (2 · (𝑁 / 𝑃)) < 3)
71 3lt4 11157 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3 < 4
7271a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → 3 < 4)
7366, 67, 69, 70, 72lttrd 10158 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (2 · (𝑁 / 𝑃)) < 4)
74 2t2e4 11137 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (2 · 2) = 4
7573, 74syl6breqr 4665 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (2 · (𝑁 / 𝑃)) < (2 · 2))
76 ltmul2 10834 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → ((𝑁 / 𝑃) < 2 ↔ (2 · (𝑁 / 𝑃)) < (2 · 2)))
7729, 31, 76mp3an23 1413 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ → ((𝑁 / 𝑃) < 2 ↔ (2 · (𝑁 / 𝑃)) < (2 · 2)))
7827, 77syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((𝑁 / 𝑃) < 2 ↔ (2 · (𝑁 / 𝑃)) < (2 · 2)))
7975, 78mpbird 247 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑁 / 𝑃) < 2)
80 df-2 11039 . . . . . . . . . . . . . 14 2 = (1 + 1)
8179, 80syl6breq 4664 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑁 / 𝑃) < (1 + 1))
82 1z 11367 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℤ
83 flbi 12573 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℤ) → ((⌊‘(𝑁 / 𝑃)) = 1 ↔ (1 ≤ (𝑁 / 𝑃) ∧ (𝑁 / 𝑃) < (1 + 1))))
8427, 82, 83sylancl 693 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((⌊‘(𝑁 / 𝑃)) = 1 ↔ (1 ≤ (𝑁 / 𝑃) ∧ (𝑁 / 𝑃) < (1 + 1))))
8526, 81, 84mpbir2and 956 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (⌊‘(𝑁 / 𝑃)) = 1)
8685adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 = 1) → (⌊‘(𝑁 / 𝑃)) = 1)
8764, 86eqtrd 2655 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 = 1) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))) = 1)
8887oveq2d 6631 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 = 1) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘)))) = (2 · 1))
8988, 16syl6eq 2671 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 = 1) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘)))) = 2)
9062, 89oveq12d 6633 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 = 1) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))))) = (2 − 2))
91 2cn 11051 . . . . . . . 8 2 ∈ ℂ
9291subidi 10312 . . . . . . 7 (2 − 2) = 0
9390, 92syl6eq 2671 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = 1) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))))) = 0)
9445nnrpd 11830 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℝ+)
9594adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ+)
96 eluzge2nn0 11687 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ (ℤ‘2) → 𝑘 ∈ ℕ0)
97 nnexpcl 12829 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑃 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑘) ∈ ℕ)
9810, 96, 97syl2an 494 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑃𝑘) ∈ ℕ)
9998nnrpd 11830 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑃𝑘) ∈ ℝ+)
10095, 99rpdivcld 11849 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → ((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘)) ∈ ℝ+)
101100rpge0d 11836 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → 0 ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘)))
10246adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
103 remulcl 9981 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((3 ∈ ℝ ∧ 𝑃 ∈ ℝ) → (3 · 𝑃) ∈ ℝ)
10447, 22, 103sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (3 · 𝑃) ∈ ℝ)
105104adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (3 · 𝑃) ∈ ℝ)
10698nnred 10995 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑃𝑘) ∈ ℝ)
107 ltdivmul 10858 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ 𝑃 ∈ ℝ ∧ (3 ∈ ℝ ∧ 0 < 3)) → (((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃 ↔ (2 · 𝑁) < (3 · 𝑃)))
10849, 107mp3an3 1410 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ 𝑃 ∈ ℝ) → (((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃 ↔ (2 · 𝑁) < (3 · 𝑃)))
10946, 22, 108syl2anc 692 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃 ↔ (2 · 𝑁) < (3 · 𝑃)))
11042, 109mpbid 222 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (2 · 𝑁) < (3 · 𝑃))
111110adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (2 · 𝑁) < (3 · 𝑃))
11222, 22remulcld 10030 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑃 · 𝑃) ∈ ℝ)
113112adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑃 · 𝑃) ∈ ℝ)
114 bposlem2.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → 2 < 𝑃)
115 nnltp1le 11393 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℕ) → (2 < 𝑃 ↔ (2 + 1) ≤ 𝑃))
11643, 10, 115sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (2 < 𝑃 ↔ (2 + 1) ≤ 𝑃))
117114, 116mpbid 222 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (2 + 1) ≤ 𝑃)
11854, 117syl5eqbr 4658 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 3 ≤ 𝑃)
119 lemul1 10835 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((3 ∈ ℝ ∧ 𝑃 ∈ ℝ ∧ (𝑃 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑃)) → (3 ≤ 𝑃 ↔ (3 · 𝑃) ≤ (𝑃 · 𝑃)))
12047, 119mp3an1 1408 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑃 ∈ ℝ ∧ (𝑃 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑃)) → (3 ≤ 𝑃 ↔ (3 · 𝑃) ≤ (𝑃 · 𝑃)))
12122, 22, 23, 120syl12anc 1321 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (3 ≤ 𝑃 ↔ (3 · 𝑃) ≤ (𝑃 · 𝑃)))
122118, 121mpbid 222 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (3 · 𝑃) ≤ (𝑃 · 𝑃))
123122adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (3 · 𝑃) ≤ (𝑃 · 𝑃))
12411sqvald 12961 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (𝑃↑2) = (𝑃 · 𝑃))
125124adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑃↑2) = (𝑃 · 𝑃))
12622adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑃 ∈ ℝ)
12710nnge1d 11023 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → 1 ≤ 𝑃)
128127adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → 1 ≤ 𝑃)
129 simpr 477 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑘 ∈ (ℤ‘2))
130126, 128, 129leexp2ad 12997 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑃↑2) ≤ (𝑃𝑘))
131125, 130eqbrtrrd 4647 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑃 · 𝑃) ≤ (𝑃𝑘))
132105, 113, 106, 123, 131letrd 10154 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (3 · 𝑃) ≤ (𝑃𝑘))
133102, 105, 106, 111, 132ltletrd 10157 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (2 · 𝑁) < (𝑃𝑘))
13498nncnd 10996 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑃𝑘) ∈ ℂ)
135134mulid1d 10017 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → ((𝑃𝑘) · 1) = (𝑃𝑘))
136133, 135breqtrrd 4651 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (2 · 𝑁) < ((𝑃𝑘) · 1))
137 1red 10015 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → 1 ∈ ℝ)
138102, 137, 99ltdivmuld 11883 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘)) < 1 ↔ (2 · 𝑁) < ((𝑃𝑘) · 1)))
139136, 138mpbird 247 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → ((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘)) < 1)
140 1e0p1 11512 . . . . . . . . . 10 1 = (0 + 1)
141139, 140syl6breq 4664 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → ((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘)) < (0 + 1))
142100rpred 11832 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → ((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘)) ∈ ℝ)
143 0z 11348 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℤ
144 flbi 12573 . . . . . . . . . 10 ((((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘)) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℤ) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘)) ∧ ((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘)) < (0 + 1))))
145142, 143, 144sylancl 693 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘)) ∧ ((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘)) < (0 + 1))))
146101, 141, 145mpbir2and 956 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) = 0)
1471nnrpd 11830 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑁 ∈ ℝ+)
148147adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑁 ∈ ℝ+)
149148, 99rpdivcld 11849 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 / (𝑃𝑘)) ∈ ℝ+)
150149rpge0d 11836 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → 0 ≤ (𝑁 / (𝑃𝑘)))
15121adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑁 ∈ ℝ)
15221, 147ltaddrpd 11865 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑𝑁 < (𝑁 + 𝑁))
153382timesd 11235 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (2 · 𝑁) = (𝑁 + 𝑁))
154152, 153breqtrrd 4651 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑁 < (2 · 𝑁))
155154adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑁 < (2 · 𝑁))
156151, 102, 106, 155, 133lttrd 10158 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑁 < (𝑃𝑘))
157156, 135breqtrrd 4651 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑁 < ((𝑃𝑘) · 1))
158151, 137, 99ltdivmuld 11883 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → ((𝑁 / (𝑃𝑘)) < 1 ↔ 𝑁 < ((𝑃𝑘) · 1)))
159157, 158mpbird 247 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 / (𝑃𝑘)) < 1)
160159, 140syl6breq 4664 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 / (𝑃𝑘)) < (0 + 1))
161149rpred 11832 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 / (𝑃𝑘)) ∈ ℝ)
162 flbi 12573 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 / (𝑃𝑘)) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℤ) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ (𝑁 / (𝑃𝑘)) ∧ (𝑁 / (𝑃𝑘)) < (0 + 1))))
163161, 143, 162sylancl 693 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ (𝑁 / (𝑃𝑘)) ∧ (𝑁 / (𝑃𝑘)) < (0 + 1))))
164150, 160, 163mpbir2and 956 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))) = 0)
165164oveq2d 6631 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘)))) = (2 · 0))
166 2t0e0 11143 . . . . . . . . 9 (2 · 0) = 0
167165, 166syl6eq 2671 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘)))) = 0)
168146, 167oveq12d 6633 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))))) = (0 − 0))
169 0m0e0 11090 . . . . . . 7 (0 − 0) = 0
170168, 169syl6eq 2671 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘2)) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))))) = 0)
17193, 170jaodan 825 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑘 = 1 ∨ 𝑘 ∈ (ℤ‘2))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))))) = 0)
1727, 171sylan2 491 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))))) = 0)
173172sumeq2dv 14383 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))))) = Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))0)
174 fzfid 12728 . . . 4 (𝜑 → (1...(2 · 𝑁)) ∈ Fin)
175 sumz 14402 . . . . 5 (((1...(2 · 𝑁)) ⊆ (ℤ‘1) ∨ (1...(2 · 𝑁)) ∈ Fin) → Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))0 = 0)
176175olcs 410 . . . 4 ((1...(2 · 𝑁)) ∈ Fin → Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))0 = 0)
177174, 176syl 17 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))0 = 0)
178173, 177eqtrd 2655 . 2 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃𝑘))))) = 0)
1794, 178eqtrd 2655 1 (𝜑 → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = 0)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wo 383  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  wss 3560   class class class wbr 4623  cfv 5857  (class class class)co 6615  Fincfn 7915  cr 9895  0cc0 9896  1c1 9897   + caddc 9899   · cmul 9901   < clt 10034  cle 10035  cmin 10226   / cdiv 10644  cn 10980  2c2 11030  3c3 11031  4c4 11032  0cn0 11252  cz 11337  cuz 11647  +crp 11792  ...cfz 12284  cfl 12547  cexp 12816  Ccbc 13045  Σcsu 14366  cprime 15328   pCnt cpc 15484
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4741  ax-sep 4751  ax-nul 4759  ax-pow 4813  ax-pr 4877  ax-un 6914  ax-inf2 8498  ax-cnex 9952  ax-resscn 9953  ax-1cn 9954  ax-icn 9955  ax-addcl 9956  ax-addrcl 9957  ax-mulcl 9958  ax-mulrcl 9959  ax-mulcom 9960  ax-addass 9961  ax-mulass 9962  ax-distr 9963  ax-i2m1 9964  ax-1ne0 9965  ax-1rid 9966  ax-rnegex 9967  ax-rrecex 9968  ax-cnre 9969  ax-pre-lttri 9970  ax-pre-lttrn 9971  ax-pre-ltadd 9972  ax-pre-mulgt0 9973  ax-pre-sup 9974
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2913  df-rex 2914  df-reu 2915  df-rmo 2916  df-rab 2917  df-v 3192  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3898  df-if 4065  df-pw 4138  df-sn 4156  df-pr 4158  df-tp 4160  df-op 4162  df-uni 4410  df-int 4448  df-iun 4494  df-br 4624  df-opab 4684  df-mpt 4685  df-tr 4723  df-eprel 4995  df-id 4999  df-po 5005  df-so 5006  df-fr 5043  df-se 5044  df-we 5045  df-xp 5090  df-rel 5091  df-cnv 5092  df-co 5093  df-dm 5094  df-rn 5095  df-res 5096  df-ima 5097  df-pred 5649  df-ord 5695  df-on 5696  df-lim 5697  df-suc 5698  df-iota 5820  df-fun 5859  df-fn 5860  df-f 5861  df-f1 5862  df-fo 5863  df-f1o 5864  df-fv 5865  df-isom 5866  df-riota 6576  df-ov 6618  df-oprab 6619  df-mpt2 6620  df-om 7028  df-1st 7128  df-2nd 7129  df-wrecs 7367  df-recs 7428  df-rdg 7466  df-1o 7520  df-2o 7521  df-oadd 7524  df-er 7702  df-en 7916  df-dom 7917  df-sdom 7918  df-fin 7919  df-sup 8308  df-inf 8309  df-oi 8375  df-card 8725  df-pnf 10036  df-mnf 10037  df-xr 10038  df-ltxr 10039  df-le 10040  df-sub 10228  df-neg 10229  df-div 10645  df-nn 10981  df-2 11039  df-3 11040  df-4 11041  df-n0 11253  df-z 11338  df-uz 11648  df-q 11749  df-rp 11793  df-fz 12285  df-fzo 12423  df-fl 12549  df-mod 12625  df-seq 12758  df-exp 12817  df-fac 13017  df-bc 13046  df-hash 13074  df-cj 13789  df-re 13790  df-im 13791  df-sqrt 13925  df-abs 13926  df-clim 14169  df-sum 14367  df-dvds 14927  df-gcd 15160  df-prm 15329  df-pc 15485
This theorem is referenced by:  bposlem3  24945
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