Theorem proththdlem 43798

Description: Lemma for proththd 43799. (Contributed by AV, 4-Jul-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
proththd.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
proththd.k	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℕ)
proththd.p	⊢ (𝜑 → 𝑃 = ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1))

Assertion

Ref	Expression
proththdlem	⊢ (𝜑 → (𝑃 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑃 ∧ ((𝑃 − 1) / 2) ∈ ℕ))

Proof of Theorem proththdlem

Step	Hyp	Ref	Expression
1		proththd.p	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑃 = ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1))
2		proththd.k	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℕ)
3		2nn 11711	. . . . . . . 8 ⊢ 2 ∈ ℕ
4	3	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℕ)
5		proththd.n	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
6	5	nnnn0d 11956	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
7	4, 6	nnexpcld 13607	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (2↑𝑁) ∈ ℕ)
8	2, 7	nnmulcld 11691	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐾 · (2↑𝑁)) ∈ ℕ)
9	8	peano2nnd 11655	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) ∈ ℕ)
10		1m1e0 11710	. . . . . 6 ⊢ (1 − 1) = 0
11	8	nngt0d 11687	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 0 < (𝐾 · (2↑𝑁)))
12	10, 11	eqbrtrid 5101	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (1 − 1) < (𝐾 · (2↑𝑁)))
13		1red 10642	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
14	8	nnred 11653	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐾 · (2↑𝑁)) ∈ ℝ)
15	13, 13, 14	ltsubaddd 11236	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((1 − 1) < (𝐾 · (2↑𝑁)) ↔ 1 < ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1)))
16	12, 15	mpbid 234	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 1 < ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1))
17	8	nncnd 11654	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐾 · (2↑𝑁)) ∈ ℂ)
18		pncan1 11064	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐾 · (2↑𝑁)) ∈ ℂ → (((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) − 1) = (𝐾 · (2↑𝑁)))
19	17, 18	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) − 1) = (𝐾 · (2↑𝑁)))
20	19	oveq1d 7171	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) − 1) / 2) = ((𝐾 · (2↑𝑁)) / 2))
21		2z 12015	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ∈ ℤ
22	21	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℤ)
23	2	nnzd 12087	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℤ)
24	7	nnzd 12087	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (2↑𝑁) ∈ ℤ)
25	22, 23, 24	3jca 1124	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (2 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ∧ (2↑𝑁) ∈ ℤ))
26		iddvdsexp 15633	. . . . . . . 8 ⊢ ((2 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 2 ∥ (2↑𝑁))
27	22, 5, 26	syl2anc 586	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 2 ∥ (2↑𝑁))
28		dvdsmultr2 15649	. . . . . . 7 ⊢ ((2 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ∧ (2↑𝑁) ∈ ℤ) → (2 ∥ (2↑𝑁) → 2 ∥ (𝐾 · (2↑𝑁))))
29	25, 27, 28	sylc 65	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 2 ∥ (𝐾 · (2↑𝑁)))
30		nndivdvds 15616	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐾 · (2↑𝑁)) ∈ ℕ ∧ 2 ∈ ℕ) → (2 ∥ (𝐾 · (2↑𝑁)) ↔ ((𝐾 · (2↑𝑁)) / 2) ∈ ℕ))
31	8, 4, 30	syl2anc 586	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (2 ∥ (𝐾 · (2↑𝑁)) ↔ ((𝐾 · (2↑𝑁)) / 2) ∈ ℕ))
32	29, 31	mpbid 234	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐾 · (2↑𝑁)) / 2) ∈ ℕ)
33	20, 32	eqeltrd 2913	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) − 1) / 2) ∈ ℕ)
34	9, 16, 33	3jca 1124	. . 3 ⊢ (𝜑 → (((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) ∈ ℕ ∧ 1 < ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) ∧ ((((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) − 1) / 2) ∈ ℕ))
35		eleq1 2900	. . . 4 ⊢ (𝑃 = ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) → (𝑃 ∈ ℕ ↔ ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) ∈ ℕ))
36		breq2 5070	. . . 4 ⊢ (𝑃 = ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) → (1 < 𝑃 ↔ 1 < ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1)))
37		oveq1 7163	. . . . . 6 ⊢ (𝑃 = ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) → (𝑃 − 1) = (((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) − 1))
38	37	oveq1d 7171	. . . . 5 ⊢ (𝑃 = ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) → ((𝑃 − 1) / 2) = ((((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) − 1) / 2))
39	38	eleq1d 2897	. . . 4 ⊢ (𝑃 = ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) → (((𝑃 − 1) / 2) ∈ ℕ ↔ ((((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) − 1) / 2) ∈ ℕ))
40	35, 36, 39	3anbi123d 1432	. . 3 ⊢ (𝑃 = ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) → ((𝑃 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑃 ∧ ((𝑃 − 1) / 2) ∈ ℕ) ↔ (((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) ∈ ℕ ∧ 1 < ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) ∧ ((((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) − 1) / 2) ∈ ℕ)))
41	34, 40	syl5ibrcom 249	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑃 = ((𝐾 · (2↑𝑁)) + 1) → (𝑃 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑃 ∧ ((𝑃 − 1) / 2) ∈ ℕ)))
42	1, 41	mpd 15	1 ⊢ (𝜑 → (𝑃 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑃 ∧ ((𝑃 − 1) / 2) ∈ ℕ))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ w3a 1083   = wceq 1537   ∈ wcel 2114   class class class wbr 5066  (class class class)co 7156  ℂcc 10535  0cc0 10537  1c1 10538   + caddc 10540   · cmul 10542   < clt 10675   − cmin 10870   / cdiv 11297  ℕcn 11638  2c2 11693  ℤcz 11982  ↑cexp 13430   ∥ cdvds 15607

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-sep 5203  ax-nul 5210  ax-pow 5266  ax-pr 5330  ax-un 7461  ax-cnex 10593  ax-resscn 10594  ax-1cn 10595  ax-icn 10596  ax-addcl 10597  ax-addrcl 10598  ax-mulcl 10599  ax-mulrcl 10600  ax-mulcom 10601  ax-addass 10602  ax-mulass 10603  ax-distr 10604  ax-i2m1 10605  ax-1ne0 10606  ax-1rid 10607  ax-rnegex 10608  ax-rrecex 10609  ax-cnre 10610  ax-pre-lttri 10611  ax-pre-lttrn 10612  ax-pre-ltadd 10613  ax-pre-mulgt0 10614

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4839  df-iun 4921  df-br 5067  df-opab 5129  df-mpt 5147  df-tr 5173  df-id 5460  df-eprel 5465  df-po 5474  df-so 5475  df-fr 5514  df-we 5516  df-xp 5561  df-rel 5562  df-cnv 5563  df-co 5564  df-dm 5565  df-rn 5566  df-res 5567  df-ima 5568  df-pred 6148  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6314  df-fun 6357  df-fn 6358  df-f 6359  df-f1 6360  df-fo 6361  df-f1o 6362  df-fv 6363  df-riota 7114  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-om 7581  df-2nd 7690  df-wrecs 7947  df-recs 8008  df-rdg 8046  df-er 8289  df-en 8510  df-dom 8511  df-sdom 8512  df-pnf 10677  df-mnf 10678  df-xr 10679  df-ltxr 10680  df-le 10681  df-sub 10872  df-neg 10873  df-div 11298  df-nn 11639  df-2 11701  df-n0 11899  df-z 11983  df-uz 12245  df-seq 13371  df-exp 13431  df-dvds 15608

This theorem is referenced by:  proththd  43799