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

Theorem prmdvdsprmop 15666
 Description: The primorial of a number plus an integer greater than 1 and less then or equal to the number is divisible by a prime less then or equal to the number. (Contributed by AV, 15-Aug-2020.) (Revised by AV, 28-Aug-2020.)
Assertion
Ref Expression
prmdvdsprmop ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) → ∃𝑝 ∈ ℙ (𝑝𝑁𝑝𝐼𝑝 ∥ ((#p𝑁) + 𝐼)))
Distinct variable groups:   𝐼,𝑝   𝑁,𝑝

Proof of Theorem prmdvdsprmop
Dummy variable 𝑞 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 prmdvdsfz 15336 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) → ∃𝑝 ∈ ℙ (𝑝𝑁𝑝𝐼))
2 simprl 793 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑝𝑁𝑝𝐼)) → 𝑝𝑁)
3 simprr 795 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑝𝑁𝑝𝐼)) → 𝑝𝐼)
4 prmdvdsprmo 15665 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑞 ∈ ℙ (𝑞𝑁𝑞 ∥ (#p𝑁)))
5 breq1 4621 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑞 = 𝑝 → (𝑞𝑁𝑝𝑁))
6 breq1 4621 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑞 = 𝑝 → (𝑞 ∥ (#p𝑁) ↔ 𝑝 ∥ (#p𝑁)))
75, 6imbi12d 334 . . . . . . . . . . . 12 (𝑞 = 𝑝 → ((𝑞𝑁𝑞 ∥ (#p𝑁)) ↔ (𝑝𝑁𝑝 ∥ (#p𝑁))))
87rspcv 3296 . . . . . . . . . . 11 (𝑝 ∈ ℙ → (∀𝑞 ∈ ℙ (𝑞𝑁𝑞 ∥ (#p𝑁)) → (𝑝𝑁𝑝 ∥ (#p𝑁))))
94, 8syl5com 31 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑝 ∈ ℙ → (𝑝𝑁𝑝 ∥ (#p𝑁))))
109adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) → (𝑝 ∈ ℙ → (𝑝𝑁𝑝 ∥ (#p𝑁))))
1110imp 445 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝𝑁𝑝 ∥ (#p𝑁)))
1211adantrd 484 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝𝑁𝑝𝐼) → 𝑝 ∥ (#p𝑁)))
1312imp 445 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑝𝑁𝑝𝐼)) → 𝑝 ∥ (#p𝑁))
14 prmz 15308 . . . . . . . 8 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℤ)
1514ad2antlr 762 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑝𝑁𝑝𝐼)) → 𝑝 ∈ ℤ)
16 nnnn0 11244 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
17 prmocl 15657 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ0 → (#p𝑁) ∈ ℕ)
1816, 17syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → (#p𝑁) ∈ ℕ)
1918nnzd 11425 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (#p𝑁) ∈ ℤ)
2019adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) → (#p𝑁) ∈ ℤ)
2120adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (#p𝑁) ∈ ℤ)
2221adantr 481 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑝𝑁𝑝𝐼)) → (#p𝑁) ∈ ℤ)
23 elfzelz 12281 . . . . . . . . 9 (𝐼 ∈ (2...𝑁) → 𝐼 ∈ ℤ)
2423ad2antlr 762 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐼 ∈ ℤ)
2524adantr 481 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑝𝑁𝑝𝐼)) → 𝐼 ∈ ℤ)
26 dvds2add 14934 . . . . . . 7 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ (#p𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝐼 ∈ ℤ) → ((𝑝 ∥ (#p𝑁) ∧ 𝑝𝐼) → 𝑝 ∥ ((#p𝑁) + 𝐼)))
2715, 22, 25, 26syl3anc 1323 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑝𝑁𝑝𝐼)) → ((𝑝 ∥ (#p𝑁) ∧ 𝑝𝐼) → 𝑝 ∥ ((#p𝑁) + 𝐼)))
2813, 3, 27mp2and 714 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑝𝑁𝑝𝐼)) → 𝑝 ∥ ((#p𝑁) + 𝐼))
292, 3, 283jca 1240 . . . 4 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑝𝑁𝑝𝐼)) → (𝑝𝑁𝑝𝐼𝑝 ∥ ((#p𝑁) + 𝐼)))
3029ex 450 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝𝑁𝑝𝐼) → (𝑝𝑁𝑝𝐼𝑝 ∥ ((#p𝑁) + 𝐼))))
3130reximdva 3016 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) → (∃𝑝 ∈ ℙ (𝑝𝑁𝑝𝐼) → ∃𝑝 ∈ ℙ (𝑝𝑁𝑝𝐼𝑝 ∥ ((#p𝑁) + 𝐼))))
321, 31mpd 15 1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (2...𝑁)) → ∃𝑝 ∈ ℙ (𝑝𝑁𝑝𝐼𝑝 ∥ ((#p𝑁) + 𝐼)))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 384   ∧ w3a 1036   = wceq 1480   ∈ wcel 1992  ∀wral 2912  ∃wrex 2913   class class class wbr 4618  ‘cfv 5850  (class class class)co 6605   + caddc 9884   ≤ cle 10020  ℕcn 10965  2c2 11015  ℕ0cn0 11237  ℤcz 11322  ...cfz 12265   ∥ cdvds 14902  ℙcprime 15304  #pcprmo 15654 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-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903  ax-inf2 8483  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-fal 1486  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-se 5039  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-isom 5859  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-oi 8360  df-card 8710  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-rp 11777  df-fz 12266  df-fzo 12404  df-seq 12739  df-exp 12798  df-hash 13055  df-cj 13768  df-re 13769  df-im 13770  df-sqrt 13904  df-abs 13905  df-clim 14148  df-prod 14556  df-dvds 14903  df-prm 15305  df-prmo 15655 This theorem is referenced by:  prmgapprmolem  15684
 Copyright terms: Public domain W3C validator