Theorem 1arith2 12547

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 12546	. . . . 5 |- M : NN -1-1-onto-> R
4		f1ocnv 5518	. . . . 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 5911	. . . 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 5828	. . . . 5 |- ( ( M : NN -1-1-onto-> R /\ z e. NN /\ g e. R ) -> ( ( M ` z ) = g <-> ( `' M ` g ) = z ) )
9	3, 8	mp3an1 1335	. . . 4 |- ( ( z e. NN /\ g e. R ) -> ( ( M ` z ) = g <-> ( `' M ` g ) = z ) )
10	9	reubidva 2680	. . 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 2550	1 |- A. z e. NN E! g e. R ( M ` z ) = g

Syntax hints:   <-> wb 105   = wceq 1364   e. wcel 2167   A.wral 2475   E!wreu 2477   {crab 2479   |-> cmpt 4095   `'ccnv 4663   "cima 4667   -1-1-onto->wf1o 5258   ` cfv 5259  (class class class)co 5923   ^m cmap 6708   Fincfn 6800   NNcn 8992   NN0cn0 9251   Primecprime 12285   pCnt cpc 12463

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 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4149  ax-sep 4152  ax-nul 4160  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-iinf 4625  ax-cnex 7972  ax-resscn 7973  ax-1cn 7974  ax-1re 7975  ax-icn 7976  ax-addcl 7977  ax-addrcl 7978  ax-mulcl 7979  ax-mulrcl 7980  ax-addcom 7981  ax-mulcom 7982  ax-addass 7983  ax-mulass 7984  ax-distr 7985  ax-i2m1 7986  ax-0lt1 7987  ax-1rid 7988  ax-0id 7989  ax-rnegex 7990  ax-precex 7991  ax-cnre 7992  ax-pre-ltirr 7993  ax-pre-ltwlin 7994  ax-pre-lttrn 7995  ax-pre-apti 7996  ax-pre-ltadd 7997  ax-pre-mulgt0 7998  ax-pre-mulext 7999  ax-arch 8000  ax-caucvg 8001

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 832  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3452  df-if 3563  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-iun 3919  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-tr 4133  df-id 4329  df-po 4332  df-iso 4333  df-iord 4402  df-on 4404  df-ilim 4405  df-suc 4407  df-iom 4628  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-f1 5264  df-fo 5265  df-f1o 5266  df-fv 5267  df-isom 5268  df-riota 5878  df-ov 5926  df-oprab 5927  df-mpo 5928  df-1st 6199  df-2nd 6200  df-recs 6364  df-frec 6450  df-1o 6475  df-2o 6476  df-er 6593  df-map 6710  df-en 6801  df-fin 6803  df-sup 7051  df-inf 7052  df-pnf 8065  df-mnf 8066  df-xr 8067  df-ltxr 8068  df-le 8069  df-sub 8201  df-neg 8202  df-reap 8604  df-ap 8611  df-div 8702  df-inn 8993  df-2 9051  df-3 9052  df-4 9053  df-n0 9252  df-xnn0 9315  df-z 9329  df-uz 9604  df-q 9696  df-rp 9731  df-fz 10086  df-fzo 10220  df-fl 10362  df-mod 10417  df-seqfrec 10542  df-exp 10633  df-cj 11009  df-re 11010  df-im 11011  df-rsqrt 11165  df-abs 11166  df-dvds 11955  df-gcd 12131  df-prm 12286  df-pc 12464

This theorem is referenced by: (None)