Theorem 1arith2 12766

Description: Fundamental theorem of arithmetic, where a prime factorization is represented as a finite monotonic 1-based sequence of primes. Every positive integer has a unique prime factorization. Theorem 1.10 in [ApostolNT] p. 17. This is Metamath 100 proof #80. (Contributed by Paul Chapman, 17-Nov-2012.) (Revised by Mario Carneiro, 30-May-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
1arith.1	|- M = ( n e. NN |-> ( p e. Prime |-> ( p pCnt n ) ) )
1arith.2	|- R = { e e. ( NN0 ^m Prime ) | ( `' e " NN ) e. Fin }

Assertion

Ref	Expression
1arith2	|- A. z e. NN E! g e. R ( M ` z ) = g

Distinct variable groups:   e, g, n, p, z   e, M, g   R, g, n

Allowed substitution hints:   R( z, e, p)   M( z, n, p)

Proof of Theorem 1arith2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		1arith.1	. . . . . 6 |- M = ( n e. NN |-> ( p e. Prime |-> ( p pCnt n ) ) )
2		1arith.2	. . . . . 6 |- R = { e e. ( NN0 ^m Prime ) | ( `' e " NN ) e. Fin }
3	1, 2	1arith 12765	. . . . 5 |- M : NN -1-1-onto-> R
4		f1ocnv 5547	. . . . 5 |- ( M : NN -1-1-onto-> R -> `' M : R -1-1-onto-> NN )
5	3, 4	ax-mp 5	. . . 4 |- `' M : R -1-1-onto-> NN
6		f1ofveu 5945	. . . 4 |- ( ( `' M : R -1-1-onto-> NN /\ z e. NN ) -> E! g e. R ( `' M ` g ) = z )
7	5, 6	mpan 424	. . 3 |- ( z e. NN -> E! g e. R ( `' M ` g ) = z )
8		f1ocnvfvb 5862	. . . . 5 |- ( ( M : NN -1-1-onto-> R /\ z e. NN /\ g e. R ) -> ( ( M ` z ) = g <-> ( `' M ` g ) = z ) )
9	3, 8	mp3an1 1337	. . . 4 |- ( ( z e. NN /\ g e. R ) -> ( ( M ` z ) = g <-> ( `' M ` g ) = z ) )
10	9	reubidva 2690	. . 3 |- ( z e. NN -> ( E! g e. R ( M ` z ) = g <-> E! g e. R ( `' M ` g ) = z ) )
11	7, 10	mpbird 167	. 2 |- ( z e. NN -> E! g e. R ( M ` z ) = g )
12	11	rgen 2560	1 |- A. z e. NN E! g e. R ( M ` z ) = g

Syntax hints:   <-> wb 105   = wceq 1373   e. wcel 2177   A.wral 2485   E!wreu 2487   {crab 2489   |-> cmpt 4113   `'ccnv 4682   "cima 4686   -1-1-onto->wf1o 5279   ` cfv 5280  (class class class)co 5957   ^m cmap 6748   Fincfn 6840   NNcn 9056   NN0cn0 9315   Primecprime 12504   pCnt cpc 12682

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2179  ax-14 2180  ax-ext 2188  ax-coll 4167  ax-sep 4170  ax-nul 4178  ax-pow 4226  ax-pr 4261  ax-un 4488  ax-setind 4593  ax-iinf 4644  ax-cnex 8036  ax-resscn 8037  ax-1cn 8038  ax-1re 8039  ax-icn 8040  ax-addcl 8041  ax-addrcl 8042  ax-mulcl 8043  ax-mulrcl 8044  ax-addcom 8045  ax-mulcom 8046  ax-addass 8047  ax-mulass 8048  ax-distr 8049  ax-i2m1 8050  ax-0lt1 8051  ax-1rid 8052  ax-0id 8053  ax-rnegex 8054  ax-precex 8055  ax-cnre 8056  ax-pre-ltirr 8057  ax-pre-ltwlin 8058  ax-pre-lttrn 8059  ax-pre-apti 8060  ax-pre-ltadd 8061  ax-pre-mulgt0 8062  ax-pre-mulext 8063  ax-arch 8064  ax-caucvg 8065

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 833  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2193  df-cleq 2199  df-clel 2202  df-nfc 2338  df-ne 2378  df-nel 2473  df-ral 2490  df-rex 2491  df-reu 2492  df-rmo 2493  df-rab 2494  df-v 2775  df-sbc 3003  df-csb 3098  df-dif 3172  df-un 3174  df-in 3176  df-ss 3183  df-nul 3465  df-if 3576  df-pw 3623  df-sn 3644  df-pr 3645  df-op 3647  df-uni 3857  df-int 3892  df-iun 3935  df-br 4052  df-opab 4114  df-mpt 4115  df-tr 4151  df-id 4348  df-po 4351  df-iso 4352  df-iord 4421  df-on 4423  df-ilim 4424  df-suc 4426  df-iom 4647  df-xp 4689  df-rel 4690  df-cnv 4691  df-co 4692  df-dm 4693  df-rn 4694  df-res 4695  df-ima 4696  df-iota 5241  df-fun 5282  df-fn 5283  df-f 5284  df-f1 5285  df-fo 5286  df-f1o 5287  df-fv 5288  df-isom 5289  df-riota 5912  df-ov 5960  df-oprab 5961  df-mpo 5962  df-1st 6239  df-2nd 6240  df-recs 6404  df-frec 6490  df-1o 6515  df-2o 6516  df-er 6633  df-map 6750  df-en 6841  df-fin 6843  df-sup 7101  df-inf 7102  df-pnf 8129  df-mnf 8130  df-xr 8131  df-ltxr 8132  df-le 8133  df-sub 8265  df-neg 8266  df-reap 8668  df-ap 8675  df-div 8766  df-inn 9057  df-2 9115  df-3 9116  df-4 9117  df-n0 9316  df-xnn0 9379  df-z 9393  df-uz 9669  df-q 9761  df-rp 9796  df-fz 10151  df-fzo 10285  df-fl 10435  df-mod 10490  df-seqfrec 10615  df-exp 10706  df-cj 11228  df-re 11229  df-im 11230  df-rsqrt 11384  df-abs 11385  df-dvds 12174  df-gcd 12350  df-prm 12505  df-pc 12683

This theorem is referenced by: (None)