Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  prm23lt5 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem prm23lt5 15566
 Description: A prime less than 5 is either 2 or 3. (Contributed by AV, 5-Jul-2021.)
Assertion
Ref Expression
prm23lt5 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑃 < 5) → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3))

Proof of Theorem prm23lt5
StepHypRef Expression
1 prmnn 15435 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
21nnnn0d 11389 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ0)
32adantr 480 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑃 < 5) → 𝑃 ∈ ℕ0)
4 4nn0 11349 . . . 4 4 ∈ ℕ0
54a1i 11 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑃 < 5) → 4 ∈ ℕ0)
6 df-5 11120 . . . . . 6 5 = (4 + 1)
76breq2i 4693 . . . . 5 (𝑃 < 5 ↔ 𝑃 < (4 + 1))
8 prmz 15436 . . . . . . 7 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℤ)
9 4z 11449 . . . . . . 7 4 ∈ ℤ
10 zleltp1 11466 . . . . . . 7 ((𝑃 ∈ ℤ ∧ 4 ∈ ℤ) → (𝑃 ≤ 4 ↔ 𝑃 < (4 + 1)))
118, 9, 10sylancl 695 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 ≤ 4 ↔ 𝑃 < (4 + 1)))
1211biimprd 238 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 < (4 + 1) → 𝑃 ≤ 4))
137, 12syl5bi 232 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 < 5 → 𝑃 ≤ 4))
1413imp 444 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑃 < 5) → 𝑃 ≤ 4)
15 elfz2nn0 12469 . . 3 (𝑃 ∈ (0...4) ↔ (𝑃 ∈ ℕ0 ∧ 4 ∈ ℕ0𝑃 ≤ 4))
163, 5, 14, 15syl3anbrc 1265 . 2 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑃 < 5) → 𝑃 ∈ (0...4))
17 fz0to4untppr 12481 . . . 4 (0...4) = ({0, 1, 2} ∪ {3, 4})
1817eleq2i 2722 . . 3 (𝑃 ∈ (0...4) ↔ 𝑃 ∈ ({0, 1, 2} ∪ {3, 4}))
19 elun 3786 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ({0, 1, 2} ∪ {3, 4}) ↔ (𝑃 ∈ {0, 1, 2} ∨ 𝑃 ∈ {3, 4}))
20 eltpi 4261 . . . . . . . 8 (𝑃 ∈ {0, 1, 2} → (𝑃 = 0 ∨ 𝑃 = 1 ∨ 𝑃 = 2))
21 nnne0 11091 . . . . . . . . . . 11 (𝑃 ∈ ℕ → 𝑃 ≠ 0)
22 eqneqall 2834 . . . . . . . . . . . 12 (𝑃 = 0 → (𝑃 ≠ 0 → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
2322com12 32 . . . . . . . . . . 11 (𝑃 ≠ 0 → (𝑃 = 0 → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
241, 21, 233syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 = 0 → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
2524com12 32 . . . . . . . . 9 (𝑃 = 0 → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
26 eleq1 2718 . . . . . . . . . 10 (𝑃 = 1 → (𝑃 ∈ ℙ ↔ 1 ∈ ℙ))
27 1nprm 15439 . . . . . . . . . . 11 ¬ 1 ∈ ℙ
2827pm2.21i 116 . . . . . . . . . 10 (1 ∈ ℙ → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3))
2926, 28syl6bi 243 . . . . . . . . 9 (𝑃 = 1 → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
30 orc 399 . . . . . . . . . 10 (𝑃 = 2 → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3))
3130a1d 25 . . . . . . . . 9 (𝑃 = 2 → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
3225, 29, 313jaoi 1431 . . . . . . . 8 ((𝑃 = 0 ∨ 𝑃 = 1 ∨ 𝑃 = 2) → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
3320, 32syl 17 . . . . . . 7 (𝑃 ∈ {0, 1, 2} → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
34 elpri 4230 . . . . . . . 8 (𝑃 ∈ {3, 4} → (𝑃 = 3 ∨ 𝑃 = 4))
35 olc 398 . . . . . . . . . 10 (𝑃 = 3 → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3))
3635a1d 25 . . . . . . . . 9 (𝑃 = 3 → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
37 eleq1 2718 . . . . . . . . . 10 (𝑃 = 4 → (𝑃 ∈ ℙ ↔ 4 ∈ ℙ))
38 4nprm 15454 . . . . . . . . . . 11 ¬ 4 ∈ ℙ
3938pm2.21i 116 . . . . . . . . . 10 (4 ∈ ℙ → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3))
4037, 39syl6bi 243 . . . . . . . . 9 (𝑃 = 4 → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
4136, 40jaoi 393 . . . . . . . 8 ((𝑃 = 3 ∨ 𝑃 = 4) → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
4234, 41syl 17 . . . . . . 7 (𝑃 ∈ {3, 4} → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
4333, 42jaoi 393 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ {0, 1, 2} ∨ 𝑃 ∈ {3, 4}) → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
4419, 43sylbi 207 . . . . 5 (𝑃 ∈ ({0, 1, 2} ∪ {3, 4}) → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
4544com12 32 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 ∈ ({0, 1, 2} ∪ {3, 4}) → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
4645adantr 480 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑃 < 5) → (𝑃 ∈ ({0, 1, 2} ∪ {3, 4}) → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
4718, 46syl5bi 232 . 2 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑃 < 5) → (𝑃 ∈ (0...4) → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3)))
4816, 47mpd 15 1 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑃 < 5) → (𝑃 = 2 ∨ 𝑃 = 3))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∨ wo 382   ∧ wa 383   ∨ w3o 1053   = wceq 1523   ∈ wcel 2030   ≠ wne 2823   ∪ cun 3605  {cpr 4212  {ctp 4214   class class class wbr 4685  (class class class)co 6690  0cc0 9974  1c1 9975   + caddc 9977   < clt 10112   ≤ cle 10113  ℕcn 11058  2c2 11108  3c3 11109  4c4 11110  5c5 11111  ℕ0cn0 11330  ℤcz 11415  ...cfz 12364  ℙcprime 15432 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-2o 7606  df-er 7787  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-sup 8389  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-rp 11871  df-fz 12365  df-seq 12842  df-exp 12901  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-dvds 15028  df-prm 15433 This theorem is referenced by:  prm23ge5  15567
 Copyright terms: Public domain W3C validator