Theorem 2lgslem1c 15415

Description: Lemma 3 for 2lgslem1 15416. (Contributed by AV, 19-Jun-2021.)

Assertion

Ref	Expression
2lgslem1c	|- ( ( P e. Prime /\ -. 2 || P ) -> ( |_ ` ( P / 4 ) ) <_ ( ( P - 1 ) / 2 ) )

Proof of Theorem 2lgslem1c

Dummy variable n is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		prmnn 12303	. . . 4 |- ( P e. Prime -> P e. NN )
2		nnnn0 9273	. . . 4 |- ( P e. NN -> P e. NN0 )
3		oddnn02np1 12062	. . . 4 |- ( P e. NN0 -> ( -. 2 || P <-> E. n e. NN0 ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P ) )
4	1, 2, 3	3syl 17	. . 3 |- ( P e. Prime -> ( -. 2 || P <-> E. n e. NN0 ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P ) )
5		iftrue 3567	. . . . . . . . . 10 |- ( 2 || n -> if ( 2 || n , ( n / 2 ) , ( ( n - 1 ) / 2 ) ) = ( n / 2 ) )
6	5	adantr 276	. . . . . . . . 9 |- ( ( 2 || n /\ n e. NN0 ) -> if ( 2 || n , ( n / 2 ) , ( ( n - 1 ) / 2 ) ) = ( n / 2 ) )
7		2nn 9169	. . . . . . . . . . 11 |- 2 e. NN
8		nn0ledivnn 9859	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( n e. NN0 /\ 2 e. NN ) -> ( n / 2 ) <_ n )
9	7, 8	mpan2 425	. . . . . . . . . 10 |- ( n e. NN0 -> ( n / 2 ) <_ n )
10	9	adantl 277	. . . . . . . . 9 |- ( ( 2 || n /\ n e. NN0 ) -> ( n / 2 ) <_ n )
11	6, 10	eqbrtrd 4056	. . . . . . . 8 |- ( ( 2 || n /\ n e. NN0 ) -> if ( 2 || n , ( n / 2 ) , ( ( n - 1 ) / 2 ) ) <_ n )
12	11	expcom 116	. . . . . . 7 |- ( n e. NN0 -> ( 2 || n -> if ( 2 || n , ( n / 2 ) , ( ( n - 1 ) / 2 ) ) <_ n ) )
13		iffalse 3570	. . . . . . . . . 10 |- ( -. 2 || n -> if ( 2 || n , ( n / 2 ) , ( ( n - 1 ) / 2 ) ) = ( ( n - 1 ) / 2 ) )
14	13	adantr 276	. . . . . . . . 9 |- ( ( -. 2 || n /\ n e. NN0 ) -> if ( 2 || n , ( n / 2 ) , ( ( n - 1 ) / 2 ) ) = ( ( n - 1 ) / 2 ) )
15		nn0re 9275	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n e. NN0 -> n e. RR )
16		peano2rem 8310	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( n e. RR -> ( n - 1 ) e. RR )
17	16	rehalfcld 9255	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n e. RR -> ( ( n - 1 ) / 2 ) e. RR )
18	15, 17	syl 14	. . . . . . . . . . 11 |- ( n e. NN0 -> ( ( n - 1 ) / 2 ) e. RR )
19	15	rehalfcld 9255	. . . . . . . . . . 11 |- ( n e. NN0 -> ( n / 2 ) e. RR )
20	15	lem1d 8977	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n e. NN0 -> ( n - 1 ) <_ n )
21	15, 16	syl 14	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( n e. NN0 -> ( n - 1 ) e. RR )
22		2re 9077	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- 2 e. RR
23		2pos 9098	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- 0 < 2
24	22, 23	pm3.2i 272	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( 2 e. RR /\ 0 < 2 )
25	24	a1i 9	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( n e. NN0 -> ( 2 e. RR /\ 0 < 2 ) )
26		lediv1 8913	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( n - 1 ) e. RR /\ n e. RR /\ ( 2 e. RR /\ 0 < 2 ) ) -> ( ( n - 1 ) <_ n <-> ( ( n - 1 ) / 2 ) <_ ( n / 2 ) ) )
27	21, 15, 25, 26	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n e. NN0 -> ( ( n - 1 ) <_ n <-> ( ( n - 1 ) / 2 ) <_ ( n / 2 ) ) )
28	20, 27	mpbid 147	. . . . . . . . . . 11 |- ( n e. NN0 -> ( ( n - 1 ) / 2 ) <_ ( n / 2 ) )
29	18, 19, 15, 28, 9	letrd 8167	. . . . . . . . . 10 |- ( n e. NN0 -> ( ( n - 1 ) / 2 ) <_ n )
30	29	adantl 277	. . . . . . . . 9 |- ( ( -. 2 || n /\ n e. NN0 ) -> ( ( n - 1 ) / 2 ) <_ n )
31	14, 30	eqbrtrd 4056	. . . . . . . 8 |- ( ( -. 2 || n /\ n e. NN0 ) -> if ( 2 || n , ( n / 2 ) , ( ( n - 1 ) / 2 ) ) <_ n )
32	31	expcom 116	. . . . . . 7 |- ( n e. NN0 -> ( -. 2 || n -> if ( 2 || n , ( n / 2 ) , ( ( n - 1 ) / 2 ) ) <_ n ) )
33		nn0z 9363	. . . . . . . 8 |- ( n e. NN0 -> n e. ZZ )
34		zeo3 12050	. . . . . . . 8 |- ( n e. ZZ -> ( 2 || n \/ -. 2 || n ) )
35	33, 34	syl 14	. . . . . . 7 |- ( n e. NN0 -> ( 2 || n \/ -. 2 || n ) )
36	12, 32, 35	mpjaod 719	. . . . . 6 |- ( n e. NN0 -> if ( 2 || n , ( n / 2 ) , ( ( n - 1 ) / 2 ) ) <_ n )
37	36	ad2antlr 489	. . . . 5 |- ( ( ( P e. Prime /\ n e. NN0 ) /\ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P ) -> if ( 2 || n , ( n / 2 ) , ( ( n - 1 ) / 2 ) ) <_ n )
38	33	adantl 277	. . . . . 6 |- ( ( P e. Prime /\ n e. NN0 ) -> n e. ZZ )
39		eqcom 2198	. . . . . . 7 |- ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P <-> P = ( ( 2 x. n ) + 1 ) )
40	39	biimpi 120	. . . . . 6 |- ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P -> P = ( ( 2 x. n ) + 1 ) )
41		flodddiv4 12118	. . . . . 6 |- ( ( n e. ZZ /\ P = ( ( 2 x. n ) + 1 ) ) -> ( |_ ` ( P / 4 ) ) = if ( 2 || n , ( n / 2 ) , ( ( n - 1 ) / 2 ) ) )
42	38, 40, 41	syl2an 289	. . . . 5 |- ( ( ( P e. Prime /\ n e. NN0 ) /\ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P ) -> ( |_ ` ( P / 4 ) ) = if ( 2 || n , ( n / 2 ) , ( ( n - 1 ) / 2 ) ) )
43		oveq1 5932	. . . . . . . . . 10 |- ( P = ( ( 2 x. n ) + 1 ) -> ( P - 1 ) = ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) - 1 ) )
44	43	eqcoms 2199	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P -> ( P - 1 ) = ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) - 1 ) )
45	44	adantl 277	. . . . . . . 8 |- ( ( ( P e. Prime /\ n e. NN0 ) /\ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P ) -> ( P - 1 ) = ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) - 1 ) )
46		2nn0 9283	. . . . . . . . . . . . 13 |- 2 e. NN0
47	46	a1i 9	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n e. NN0 -> 2 e. NN0 )
48		id 19	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n e. NN0 -> n e. NN0 )
49	47, 48	nn0mulcld 9324	. . . . . . . . . . 11 |- ( n e. NN0 -> ( 2 x. n ) e. NN0 )
50	49	nn0cnd 9321	. . . . . . . . . 10 |- ( n e. NN0 -> ( 2 x. n ) e. CC )
51		pncan1 8420	. . . . . . . . . 10 |- ( ( 2 x. n ) e. CC -> ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) - 1 ) = ( 2 x. n ) )
52	50, 51	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( n e. NN0 -> ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) - 1 ) = ( 2 x. n ) )
53	52	ad2antlr 489	. . . . . . . 8 |- ( ( ( P e. Prime /\ n e. NN0 ) /\ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P ) -> ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) - 1 ) = ( 2 x. n ) )
54	45, 53	eqtrd 2229	. . . . . . 7 |- ( ( ( P e. Prime /\ n e. NN0 ) /\ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P ) -> ( P - 1 ) = ( 2 x. n ) )
55	54	oveq1d 5940	. . . . . 6 |- ( ( ( P e. Prime /\ n e. NN0 ) /\ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P ) -> ( ( P - 1 ) / 2 ) = ( ( 2 x. n ) / 2 ) )
56		nn0cn 9276	. . . . . . . 8 |- ( n e. NN0 -> n e. CC )
57		2cnd 9080	. . . . . . . 8 |- ( n e. NN0 -> 2 e. CC )
58		2ap0 9100	. . . . . . . . 9 |- 2 # 0
59	58	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( n e. NN0 -> 2 # 0 )
60	56, 57, 59	divcanap3d 8839	. . . . . . 7 |- ( n e. NN0 -> ( ( 2 x. n ) / 2 ) = n )
61	60	ad2antlr 489	. . . . . 6 |- ( ( ( P e. Prime /\ n e. NN0 ) /\ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P ) -> ( ( 2 x. n ) / 2 ) = n )
62	55, 61	eqtrd 2229	. . . . 5 |- ( ( ( P e. Prime /\ n e. NN0 ) /\ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P ) -> ( ( P - 1 ) / 2 ) = n )
63	37, 42, 62	3brtr4d 4066	. . . 4 |- ( ( ( P e. Prime /\ n e. NN0 ) /\ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P ) -> ( |_ ` ( P / 4 ) ) <_ ( ( P - 1 ) / 2 ) )
64	63	rexlimdva2 2617	. . 3 |- ( P e. Prime -> ( E. n e. NN0 ( ( 2 x. n ) + 1 ) = P -> ( |_ ` ( P / 4 ) ) <_ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) )
65	4, 64	sylbid 150	. 2 |- ( P e. Prime -> ( -. 2 || P -> ( |_ ` ( P / 4 ) ) <_ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) )
66	65	imp 124	1 |- ( ( P e. Prime /\ -. 2 || P ) -> ( |_ ` ( P / 4 ) ) <_ ( ( P - 1 ) / 2 ) )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   \/ wo 709   = wceq 1364   e. wcel 2167   E.wrex 2476   ifcif 3562   class class class wbr 4034   ` cfv 5259  (class class class)co 5925   CCcc 7894   RRcr 7895   0cc0 7896   1c1 7897   + caddc 7899   x. cmul 7901   < clt 8078   <_ cle 8079   - cmin 8214   # cap 8625   / cdiv 8716   NNcn 9007   2c2 9058   4c4 9060   NN0cn0 9266   ZZcz 9343   |_cfl 10375   || cdvds 11969   Primecprime 12300

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-sep 4152  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-cnex 7987  ax-resscn 7988  ax-1cn 7989  ax-1re 7990  ax-icn 7991  ax-addcl 7992  ax-addrcl 7993  ax-mulcl 7994  ax-mulrcl 7995  ax-addcom 7996  ax-mulcom 7997  ax-addass 7998  ax-mulass 7999  ax-distr 8000  ax-i2m1 8001  ax-0lt1 8002  ax-1rid 8003  ax-0id 8004  ax-rnegex 8005  ax-precex 8006  ax-cnre 8007  ax-pre-ltirr 8008  ax-pre-ltwlin 8009  ax-pre-lttrn 8010  ax-pre-apti 8011  ax-pre-ltadd 8012  ax-pre-mulgt0 8013  ax-pre-mulext 8014  ax-arch 8015

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-xor 1387  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-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-id 4329  df-po 4332  df-iso 4333  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-fv 5267  df-riota 5880  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-1st 6207  df-2nd 6208  df-pnf 8080  df-mnf 8081  df-xr 8082  df-ltxr 8083  df-le 8084  df-sub 8216  df-neg 8217  df-reap 8619  df-ap 8626  df-div 8717  df-inn 9008  df-2 9066  df-3 9067  df-4 9068  df-n0 9267  df-z 9344  df-q 9711  df-rp 9746  df-fl 10377  df-dvds 11970  df-prm 12301

This theorem is referenced by:  2lgslem1  15416