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Theorem dvdsprmpweqle 15509
Description: If a positive integer divides a prime power, it is a prime power with a smaller exponent. (Contributed by AV, 25-Jul-2021.)
Assertion
Ref Expression
dvdsprmpweqle ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑛𝑁𝐴 = (𝑃𝑛))))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑛   𝑛,𝑁   𝑃,𝑛

Proof of Theorem dvdsprmpweqle
StepHypRef Expression
1 dvdsprmpweq 15507 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃𝑛)))
21imp 445 . . 3 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃𝑛))
3 nn0re 11246 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℝ)
433ad2ant3 1082 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℝ)
54adantr 481 . . . . . . . . . . 11 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) → 𝑁 ∈ ℝ)
6 nn0re 11246 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℝ)
75, 6anim12i 589 . . . . . . . . . 10 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ))
87ancomd 467 . . . . . . . . 9 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑛 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ))
98adantr 481 . . . . . . . 8 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → (𝑛 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ))
10 lelttric 10089 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (𝑛𝑁𝑁 < 𝑛))
119, 10syl 17 . . . . . . 7 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → (𝑛𝑁𝑁 < 𝑛))
12 breq1 4621 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐴 = (𝑃𝑛) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) ↔ (𝑃𝑛) ∥ (𝑃𝑁)))
1312adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) ↔ (𝑃𝑛) ∥ (𝑃𝑁)))
14 prmnn 15307 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
1514nnnn0d 11296 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ0)
16153ad2ant1 1080 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℕ0)
1716adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℕ0)
18 simpr 477 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℕ0)
1917, 18nn0expcld 12968 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑛) ∈ ℕ0)
2019nn0zd 11424 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑛) ∈ ℤ)
2114nncnd 10981 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℂ)
22213ad2ant1 1080 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℂ)
2322adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℂ)
2414nnne0d 11010 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ≠ 0)
25243ad2ant1 1080 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑃 ≠ 0)
2625adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑃 ≠ 0)
27 nn0z 11345 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℤ)
2827adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℤ)
2923, 26, 28expne0d 12951 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑛) ≠ 0)
30 simp3 1061 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
3130adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
3217, 31nn0expcld 12968 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑁) ∈ ℕ0)
3332nn0zd 11424 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑁) ∈ ℤ)
34 dvdsval2 14905 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃𝑛) ∈ ℤ ∧ (𝑃𝑛) ≠ 0 ∧ (𝑃𝑁) ∈ ℤ) → ((𝑃𝑛) ∥ (𝑃𝑁) ↔ ((𝑃𝑁) / (𝑃𝑛)) ∈ ℤ))
3520, 29, 33, 34syl3anc 1323 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃𝑛) ∥ (𝑃𝑁) ↔ ((𝑃𝑁) / (𝑃𝑛)) ∈ ℤ))
3621, 24jca 554 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 ∈ ℂ ∧ 𝑃 ≠ 0))
37363ad2ant1 1080 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑃 ∈ ℂ ∧ 𝑃 ≠ 0))
38 nn0z 11345 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ)
39383ad2ant3 1082 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℤ)
4039, 27anim12i 589 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ))
41 expsub 12845 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑃 ∈ ℂ ∧ 𝑃 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ)) → (𝑃↑(𝑁𝑛)) = ((𝑃𝑁) / (𝑃𝑛)))
4241eqcomd 2632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 ∈ ℂ ∧ 𝑃 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ)) → ((𝑃𝑁) / (𝑃𝑛)) = (𝑃↑(𝑁𝑛)))
4337, 40, 42syl2an2r 875 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃𝑁) / (𝑃𝑛)) = (𝑃↑(𝑁𝑛)))
4443eleq1d 2688 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (((𝑃𝑁) / (𝑃𝑛)) ∈ ℤ ↔ (𝑃↑(𝑁𝑛)) ∈ ℤ))
4523adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 𝑃 ∈ ℂ)
46 nn0cn 11247 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℂ)
47463ad2ant3 1082 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℂ)
4847adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℂ)
49 nn0cn 11247 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℂ)
5049adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℂ)
5148, 50subcld 10337 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁𝑛) ∈ ℂ)
5251adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑁𝑛) ∈ ℂ)
5347, 49anim12i 589 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ))
5453adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ))
55 negsubdi2 10285 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ) → -(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁))
5654, 55syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → -(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁))
5730anim1i 591 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0))
5857ancomd 467 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑛 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0))
59 ltsubnn0 11289 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑛 → (𝑛𝑁) ∈ ℕ0))
6058, 59syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑛 → (𝑛𝑁) ∈ ℕ0))
6160imp 445 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑛𝑁) ∈ ℕ0)
6256, 61eqeltrd 2704 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → -(𝑁𝑛) ∈ ℕ0)
63 expneg2 12806 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝑃 ∈ ℂ ∧ (𝑁𝑛) ∈ ℂ ∧ -(𝑁𝑛) ∈ ℕ0) → (𝑃↑(𝑁𝑛)) = (1 / (𝑃↑-(𝑁𝑛))))
6445, 52, 62, 63syl3anc 1323 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑃↑(𝑁𝑛)) = (1 / (𝑃↑-(𝑁𝑛))))
6564eleq1d 2688 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((𝑃↑(𝑁𝑛)) ∈ ℤ ↔ (1 / (𝑃↑-(𝑁𝑛))) ∈ ℤ))
6614nnred 10980 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℝ)
67663ad2ant1 1080 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℝ)
6867adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℝ)
6968adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 𝑃 ∈ ℝ)
7069, 61reexpcld 12962 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑃↑(𝑛𝑁)) ∈ ℝ)
71 znnsub 11368 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝑁 < 𝑛 ↔ (𝑛𝑁) ∈ ℕ))
7240, 71syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑛 ↔ (𝑛𝑁) ∈ ℕ))
7372biimpa 501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑛𝑁) ∈ ℕ)
74 prmgt1 15328 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (𝑃 ∈ ℙ → 1 < 𝑃)
75743ad2ant1 1080 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 1 < 𝑃)
7675adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 1 < 𝑃)
7776adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 1 < 𝑃)
78 expgt1 12835 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((𝑃 ∈ ℝ ∧ (𝑛𝑁) ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑃) → 1 < (𝑃↑(𝑛𝑁)))
7969, 73, 77, 78syl3anc 1323 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 1 < (𝑃↑(𝑛𝑁)))
8070, 79jca 554 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((𝑃↑(𝑛𝑁)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑(𝑛𝑁))))
81 oveq2 6613 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (-(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁) → (𝑃↑-(𝑁𝑛)) = (𝑃↑(𝑛𝑁)))
8281eleq1d 2688 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (-(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁) → ((𝑃↑-(𝑁𝑛)) ∈ ℝ ↔ (𝑃↑(𝑛𝑁)) ∈ ℝ))
8381breq2d 4630 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (-(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁) → (1 < (𝑃↑-(𝑁𝑛)) ↔ 1 < (𝑃↑(𝑛𝑁))))
8482, 83anbi12d 746 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (-(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁) → (((𝑃↑-(𝑁𝑛)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑-(𝑁𝑛))) ↔ ((𝑃↑(𝑛𝑁)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑(𝑛𝑁)))))
8580, 84syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (-(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁) → ((𝑃↑-(𝑁𝑛)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑-(𝑁𝑛)))))
8656, 85mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((𝑃↑-(𝑁𝑛)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑-(𝑁𝑛))))
87 recnz 11396 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑃↑-(𝑁𝑛)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑-(𝑁𝑛))) → ¬ (1 / (𝑃↑-(𝑁𝑛))) ∈ ℤ)
8886, 87syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ¬ (1 / (𝑃↑-(𝑁𝑛))) ∈ ℤ)
8988pm2.21d 118 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((1 / (𝑃↑-(𝑁𝑛))) ∈ ℤ → 𝑛𝑁))
9065, 89sylbid 230 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((𝑃↑(𝑁𝑛)) ∈ ℤ → 𝑛𝑁))
9190ex 450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑛 → ((𝑃↑(𝑁𝑛)) ∈ ℤ → 𝑛𝑁)))
9291com23 86 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃↑(𝑁𝑛)) ∈ ℤ → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))
9344, 92sylbid 230 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (((𝑃𝑁) / (𝑃𝑛)) ∈ ℤ → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))
9435, 93sylbid 230 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃𝑛) ∥ (𝑃𝑁) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))
9594adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → ((𝑃𝑛) ∥ (𝑃𝑁) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))
9613, 95sylbid 230 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))
9796ex 450 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐴 = (𝑃𝑛) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁))))
9897com23 86 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → (𝐴 = (𝑃𝑛) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁))))
9998ex 450 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → (𝐴 = (𝑃𝑛) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))))
10099com23 86 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝐴 = (𝑃𝑛) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))))
101100imp41 618 . . . . . . . . 9 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁))
102101com12 32 . . . . . . . 8 (𝑁 < 𝑛 → (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → 𝑛𝑁))
103102jao1i 824 . . . . . . 7 ((𝑛𝑁𝑁 < 𝑛) → (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → 𝑛𝑁))
10411, 103mpcom 38 . . . . . 6 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → 𝑛𝑁)
105 simpr 477 . . . . . 6 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → 𝐴 = (𝑃𝑛))
106104, 105jca 554 . . . . 5 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → (𝑛𝑁𝐴 = (𝑃𝑛)))
107106ex 450 . . . 4 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐴 = (𝑃𝑛) → (𝑛𝑁𝐴 = (𝑃𝑛))))
108107reximdva 3016 . . 3 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃𝑛) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑛𝑁𝐴 = (𝑃𝑛))))
1092, 108mpd 15 . 2 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑛𝑁𝐴 = (𝑃𝑛)))
110109ex 450 1 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑛𝑁𝐴 = (𝑃𝑛))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wo 383  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1992  wne 2796  wrex 2913   class class class wbr 4618  (class class class)co 6605  cc 9879  cr 9880  0cc0 9881  1c1 9882   < clt 10019  cle 10020  cmin 10211  -cneg 10212   / cdiv 10629  cn 10965  0cn0 11237  cz 11322  cexp 12797  cdvds 14902  cprime 15304
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 1841  ax-6 1890  ax-7 1937  ax-8 1994  ax-9 2001  ax-10 2021  ax-11 2036  ax-12 2049  ax-13 2250  ax-ext 2606  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903  ax-cnex 9937  ax-resscn 9938  ax-1cn 9939  ax-icn 9940  ax-addcl 9941  ax-addrcl 9942  ax-mulcl 9943  ax-mulrcl 9944  ax-mulcom 9945  ax-addass 9946  ax-mulass 9947  ax-distr 9948  ax-i2m1 9949  ax-1ne0 9950  ax-1rid 9951  ax-rnegex 9952  ax-rrecex 9953  ax-cnre 9954  ax-pre-lttri 9955  ax-pre-lttrn 9956  ax-pre-ltadd 9957  ax-pre-mulgt0 9958  ax-pre-sup 9959
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1883  df-eu 2478  df-mo 2479  df-clab 2613  df-cleq 2619  df-clel 2622  df-nfc 2756  df-ne 2797  df-nel 2900  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3193  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-int 4446  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5642  df-ord 5688  df-on 5689  df-lim 5690  df-suc 5691  df-iota 5813  df-fun 5852  df-fn 5853  df-f 5854  df-f1 5855  df-fo 5856  df-f1o 5857  df-fv 5858  df-riota 6566  df-ov 6608  df-oprab 6609  df-mpt2 6610  df-om 7014  df-1st 7116  df-2nd 7117  df-wrecs 7353  df-recs 7414  df-rdg 7452  df-1o 7506  df-2o 7507  df-oadd 7510  df-er 7688  df-en 7901  df-dom 7902  df-sdom 7903  df-fin 7904  df-sup 8293  df-inf 8294  df-pnf 10021  df-mnf 10022  df-xr 10023  df-ltxr 10024  df-le 10025  df-sub 10213  df-neg 10214  df-div 10630  df-nn 10966  df-2 11024  df-3 11025  df-n0 11238  df-z 11323  df-uz 11632  df-q 11733  df-rp 11777  df-fz 12266  df-fl 12530  df-mod 12606  df-seq 12739  df-exp 12798  df-cj 13768  df-re 13769  df-im 13770  df-sqrt 13904  df-abs 13905  df-dvds 14903  df-gcd 15136  df-prm 15305  df-pc 15461
This theorem is referenced by:  odz2prm2pw  40762
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