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Theorem 4sqlem11 13158
Description: Lemma for 4sq 13167. Use the pigeonhole principle to show that the sets  { m ^
2  |  m  e.  ( 0 ... N
) } and  { -u 1  -  n ^ 2  |  n  e.  ( 0 ... N ) } have a common element,  mod  P. Note that although the conclusion is stated in terms of  A  i^i  ran  F being nonempty, it is also inhabited by 4sqleminfi 13154 and fin0 7179. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Jul-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
4sqlem11.1  |-  S  =  { n  |  E. x  e.  ZZ  E. y  e.  ZZ  E. z  e.  ZZ  E. w  e.  ZZ  n  =  ( ( ( x ^
2 )  +  ( y ^ 2 ) )  +  ( ( z ^ 2 )  +  ( w ^
2 ) ) ) }
4sq.2  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
4sq.3  |-  ( ph  ->  P  =  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
4sq.4  |-  ( ph  ->  P  e.  Prime )
4sqlem11.5  |-  A  =  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) }
4sqlem11.6  |-  F  =  ( v  e.  A  |->  ( ( P  - 
1 )  -  v
) )
Assertion
Ref Expression
4sqlem11  |-  ( ph  ->  ( A  i^i  ran  F )  =/=  (/) )
Distinct variable groups:    v, A    m, N, u    v, P    P, m, u    ph, v    ph, m, u
Allowed substitution hints:    ph( x, y, z, w, n)    A( x, y, z, w, u, m, n)    P( x, y, z, w, n)    S( x, y, z, w, v, u, m, n)    F( x, y, z, w, v, u, m, n)    N( x, y, z, w, v, n)

Proof of Theorem 4sqlem11
Dummy variable  k is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 4sq.2 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
2 4sq.4 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  P  e.  Prime )
3 prmnn 12866 . . . . . . . 8  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  NN )
42, 3syl 14 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  P  e.  NN )
5 4sqlem11.5 . . . . . . 7  |-  A  =  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) }
61, 4, 54sqlemafi 13152 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  A  e.  Fin )
7 4sqlem11.6 . . . . . . 7  |-  F  =  ( v  e.  A  |->  ( ( P  - 
1 )  -  v
) )
81, 4, 5, 74sqlemffi 13153 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ran  F  e.  Fin )
91, 4, 5, 74sqleminfi 13154 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( A  i^i  ran  F )  e.  Fin )
10 unfiin 7223 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  ran  F  e.  Fin  /\  ( A  i^i  ran  F
)  e.  Fin )  ->  ( A  u.  ran  F )  e.  Fin )
116, 8, 9, 10syl3anc 1278 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( A  u.  ran  F )  e.  Fin )
12 hashcl 11198 . . . . 5  |-  ( ( A  u.  ran  F
)  e.  Fin  ->  ( `  ( A  u.  ran  F ) )  e.  NN0 )
1311, 12syl 14 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( `  ( A  u.  ran  F ) )  e.  NN0 )
1413nn0red 9600 . . 3  |-  ( ph  ->  ( `  ( A  u.  ran  F ) )  e.  RR )
15 prmz 12867 . . . . 5  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  ZZ )
162, 15syl 14 . . . 4  |-  ( ph  ->  P  e.  ZZ )
1716zred 9747 . . 3  |-  ( ph  ->  P  e.  RR )
18 0zd 9635 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  0  e.  ZZ )
19 peano2zm 9661 . . . . . . . 8  |-  ( P  e.  ZZ  ->  ( P  -  1 )  e.  ZZ )
2016, 19syl 14 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( P  -  1 )  e.  ZZ )
2118, 20fzfigd 10846 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( 0 ... ( P  -  1 ) )  e.  Fin )
22 elfzelz 10407 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  e.  ( 0 ... N )  ->  m  e.  ZZ )
23 zsqcl 11025 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  e.  ZZ  ->  (
m ^ 2 )  e.  ZZ )
2422, 23syl 14 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( m  e.  ( 0 ... N )  ->  (
m ^ 2 )  e.  ZZ )
25 zmodfz 10761 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( m ^ 2 )  e.  ZZ  /\  P  e.  NN )  ->  ( ( m ^
2 )  mod  P
)  e.  ( 0 ... ( P  - 
1 ) ) )
2624, 4, 25syl2anr 290 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  m  e.  ( 0 ... N
) )  ->  (
( m ^ 2 )  mod  P )  e.  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
27 eleq1a 2310 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( m ^ 2 )  mod  P )  e.  ( 0 ... ( P  -  1 ) )  ->  (
u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P )  ->  u  e.  ( 0 ... ( P  - 
1 ) ) ) )
2826, 27syl 14 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  m  e.  ( 0 ... N
) )  ->  (
u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P )  ->  u  e.  ( 0 ... ( P  - 
1 ) ) ) )
2928rexlimdva 2668 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( E. m  e.  ( 0 ... N
) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P )  ->  u  e.  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) ) )
3029abssdv 3322 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) }  C_  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
315, 30eqsstrid 3294 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  A  C_  ( 0 ... ( P  - 
1 ) ) )
3220zcnd 9748 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( P  -  1 )  e.  CC )
3332addlidd 8466 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( 0  +  ( P  -  1 ) )  =  ( P  -  1 ) )
3433oveq1d 6090 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( 0  +  ( P  -  1 ) )  -  v
)  =  ( ( P  -  1 )  -  v ) )
3534adantr 276 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  v  e.  A )  ->  (
( 0  +  ( P  -  1 ) )  -  v )  =  ( ( P  -  1 )  -  v ) )
3631sselda 3248 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  v  e.  A )  ->  v  e.  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
37 fzrev3i 10473 . . . . . . . . . . 11  |-  ( v  e.  ( 0 ... ( P  -  1 ) )  ->  (
( 0  +  ( P  -  1 ) )  -  v )  e.  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
3836, 37syl 14 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  v  e.  A )  ->  (
( 0  +  ( P  -  1 ) )  -  v )  e.  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
3935, 38eqeltrrd 2316 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  v  e.  A )  ->  (
( P  -  1 )  -  v )  e.  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
4039, 7fmptd 5853 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  F : A --> ( 0 ... ( P  - 
1 ) ) )
4140frnd 5538 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ran  F  C_  (
0 ... ( P  - 
1 ) ) )
4231, 41unssd 3405 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( A  u.  ran  F )  C_  ( 0 ... ( P  - 
1 ) ) )
43 ssdomg 7055 . . . . . 6  |-  ( ( 0 ... ( P  -  1 ) )  e.  Fin  ->  (
( A  u.  ran  F )  C_  ( 0 ... ( P  - 
1 ) )  -> 
( A  u.  ran  F )  ~<_  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) ) )
4421, 42, 43sylc 62 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( A  u.  ran  F )  ~<_  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
45 fihashdom 11221 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  u.  ran  F )  e.  Fin  /\  ( 0 ... ( P  -  1 ) )  e.  Fin )  ->  ( ( `  ( A  u.  ran  F ) )  <_  ( `  (
0 ... ( P  - 
1 ) ) )  <-> 
( A  u.  ran  F )  ~<_  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) ) )
4611, 21, 45syl2anc 415 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( `  ( A  u.  ran  F ) )  <_  ( `  (
0 ... ( P  - 
1 ) ) )  <-> 
( A  u.  ran  F )  ~<_  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) ) )
4744, 46mpbird 167 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( `  ( A  u.  ran  F ) )  <_  ( `  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) ) )
48 fz01en 10437 . . . . . . 7  |-  ( P  e.  ZZ  ->  (
0 ... ( P  - 
1 ) )  ~~  ( 1 ... P
) )
4916, 48syl 14 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( 0 ... ( P  -  1 ) )  ~~  ( 1 ... P ) )
50 1zzd 9650 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  1  e.  ZZ )
5150, 16fzfigd 10846 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( 1 ... P
)  e.  Fin )
52 hashen 11201 . . . . . . 7  |-  ( ( ( 0 ... ( P  -  1 ) )  e.  Fin  /\  ( 1 ... P
)  e.  Fin )  ->  ( ( `  (
0 ... ( P  - 
1 ) ) )  =  ( `  (
1 ... P ) )  <-> 
( 0 ... ( P  -  1 ) )  ~~  ( 1 ... P ) ) )
5321, 51, 52syl2anc 415 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( `  (
0 ... ( P  - 
1 ) ) )  =  ( `  (
1 ... P ) )  <-> 
( 0 ... ( P  -  1 ) )  ~~  ( 1 ... P ) ) )
5449, 53mpbird 167 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( `  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )  =  ( `  ( 1 ... P ) ) )
554nnnn0d 9599 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  P  e.  NN0 )
56 hashfz1 11200 . . . . . 6  |-  ( P  e.  NN0  ->  ( `  (
1 ... P ) )  =  P )
5755, 56syl 14 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( `  ( 1 ... P ) )  =  P )
5854, 57eqtrd 2271 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( `  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )  =  P )
5947, 58breqtrd 4151 . . 3  |-  ( ph  ->  ( `  ( A  u.  ran  F ) )  <_  P )
6014, 17, 59lensymd 8438 . 2  |-  ( ph  ->  -.  P  <  ( `  ( A  u.  ran  F ) ) )
6117adantr 276 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )  ->  P  e.  RR )
6261ltp1d 9250 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )  ->  P  < 
( P  +  1 ) )
631nncnd 9297 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  N  e.  CC )
64 1cnd 8332 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  1  e.  CC )
6563, 63, 64, 64add4d 8485 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( N  +  N )  +  ( 1  +  1 ) )  =  ( ( N  +  1 )  +  ( N  + 
1 ) ) )
66 4sq.3 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  P  =  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
6766oveq1d 6090 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( P  +  1 )  =  ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 )  +  1 ) )
68 2cn 9354 . . . . . . . . . . 11  |-  2  e.  CC
69 mulcl 8296 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  N  e.  CC )  ->  ( 2  x.  N
)  e.  CC )
7068, 63, 69sylancr 418 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( 2  x.  N
)  e.  CC )
7170, 64, 64addassd 8338 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  N )  +  ( 1  +  1 ) ) )
72632timesd 9527 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( 2  x.  N
)  =  ( N  +  N ) )
7372oveq1d 6090 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( 2  x.  N )  +  ( 1  +  1 ) )  =  ( ( N  +  N )  +  ( 1  +  1 ) ) )
7467, 71, 733eqtrd 2275 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( P  +  1 )  =  ( ( N  +  N )  +  ( 1  +  1 ) ) )
751nnzd 9746 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  N  e.  ZZ )
7618, 75fzfigd 10846 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( 0 ... N
)  e.  Fin )
7726ex 115 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( m  e.  ( 0 ... N )  ->  ( ( m ^ 2 )  mod 
P )  e.  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) ) )
784adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  P  e.  NN )
7922ad2antrl 494 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  m  e.  ZZ )
8079, 23syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m ^ 2 )  e.  ZZ )
81 elfzelz 10407 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( u  e.  ( 0 ... N )  ->  u  e.  ZZ )
8281ad2antll 495 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  u  e.  ZZ )
83 zsqcl 11025 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( u  e.  ZZ  ->  (
u ^ 2 )  e.  ZZ )
8482, 83syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( u ^ 2 )  e.  ZZ )
85 moddvds 12544 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( P  e.  NN  /\  ( m ^ 2 )  e.  ZZ  /\  ( u ^ 2 )  e.  ZZ )  ->  ( ( ( m ^ 2 )  mod  P )  =  ( ( u ^
2 )  mod  P
)  <->  P  ||  ( ( m ^ 2 )  -  ( u ^
2 ) ) ) )
8678, 80, 84, 85syl3anc 1278 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( ( m ^ 2 )  mod 
P )  =  ( ( u ^ 2 )  mod  P )  <-> 
P  ||  ( (
m ^ 2 )  -  ( u ^
2 ) ) ) )
8779zcnd 9748 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  m  e.  CC )
8882zcnd 9748 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  u  e.  CC )
89 subsq 11061 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( m  e.  CC  /\  u  e.  CC )  ->  ( ( m ^
2 )  -  (
u ^ 2 ) )  =  ( ( m  +  u )  x.  ( m  -  u ) ) )
9087, 88, 89syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( m ^
2 )  -  (
u ^ 2 ) )  =  ( ( m  +  u )  x.  ( m  -  u ) ) )
9190breq2d 4137 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( P  ||  (
( m ^ 2 )  -  ( u ^ 2 ) )  <-> 
P  ||  ( (
m  +  u )  x.  ( m  -  u ) ) ) )
922adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  P  e.  Prime )
9379, 82zaddcld 9751 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  +  u
)  e.  ZZ )
9479, 82zsubcld 9752 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  -  u
)  e.  ZZ )
95 euclemma 12902 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  (
m  +  u )  e.  ZZ  /\  (
m  -  u )  e.  ZZ )  -> 
( P  ||  (
( m  +  u
)  x.  ( m  -  u ) )  <-> 
( P  ||  (
m  +  u )  \/  P  ||  (
m  -  u ) ) ) )
9692, 93, 94, 95syl3anc 1278 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( P  ||  (
( m  +  u
)  x.  ( m  -  u ) )  <-> 
( P  ||  (
m  +  u )  \/  P  ||  (
m  -  u ) ) ) )
9786, 91, 963bitrd 214 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( ( m ^ 2 )  mod 
P )  =  ( ( u ^ 2 )  mod  P )  <-> 
( P  ||  (
m  +  u )  \/  P  ||  (
m  -  u ) ) ) )
98 zdceq 9699 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( m  e.  ZZ  /\  u  e.  ZZ )  -> DECID  m  =  u )
9979, 82, 98syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> DECID  m  =  u )
10093zred 9747 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  +  u
)  e.  RR )
101 2re 9353 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  2  e.  RR
1021nnred 9296 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ph  ->  N  e.  RR )
103 remulcl 8297 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( 2  e.  RR  /\  N  e.  RR )  ->  ( 2  x.  N
)  e.  RR )
104101, 102, 103sylancr 418 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ph  ->  ( 2  x.  N
)  e.  RR )
105104adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( 2  x.  N
)  e.  RR )
10692, 15syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  P  e.  ZZ )
107106zred 9747 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  P  e.  RR )
10879zred 9747 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  m  e.  RR )
10982zred 9747 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  u  e.  RR )
110102adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  N  e.  RR )
111 elfzle2 10411 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( m  e.  ( 0 ... N )  ->  m  <_  N )
112111ad2antrl 494 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  m  <_  N )
113 elfzle2 10411 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( u  e.  ( 0 ... N )  ->  u  <_  N )
114113ad2antll 495 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  u  <_  N )
115108, 109, 110, 110, 112, 114le2addd 8881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  +  u
)  <_  ( N  +  N ) )
11663adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  N  e.  CC )
1171162timesd 9527 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( 2  x.  N
)  =  ( N  +  N ) )
118115, 117breqtrrd 4153 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  +  u
)  <_  ( 2  x.  N ) )
119104ltp1d 9250 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ph  ->  ( 2  x.  N
)  <  ( (
2  x.  N )  +  1 ) )
120119, 66breqtrrd 4153 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ph  ->  ( 2  x.  N
)  <  P )
121120adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( 2  x.  N
)  <  P )
122100, 105, 107, 118, 121lelttrd 8441 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  +  u
)  <  P )
123 zltnle 9669 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( m  +  u
)  e.  ZZ  /\  P  e.  ZZ )  ->  ( ( m  +  u )  <  P  <->  -.  P  <_  ( m  +  u ) ) )
12493, 106, 123syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( m  +  u )  <  P  <->  -.  P  <_  ( m  +  u ) ) )
125122, 124mpbid 147 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  -.  P  <_  ( m  +  u ) )
126125adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  -.  P  <_  ( m  +  u ) )
12716ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  P  e.  ZZ )
12893adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  (
m  +  u )  e.  ZZ )
129 1red 8331 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  1  e.  RR )
130 nn0abscl 11829 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( ( m  -  u )  e.  ZZ  ->  ( abs `  ( m  -  u ) )  e. 
NN0 )
13194, 130syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
m  -  u ) )  e.  NN0 )
132131nn0red 9600 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
m  -  u ) )  e.  RR )
133132adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  RR )
134128zred 9747 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  (
m  +  u )  e.  RR )
135131adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  ( abs `  ( m  -  u ) )  e. 
NN0 )
136135nn0zd 9745 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  ZZ )
13794zcnd 9748 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  -  u
)  e.  CC )
138137adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  (
m  -  u )  e.  CC )
13987, 88subeq0ad 8637 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( m  -  u )  =  0  <-> 
m  =  u ) )
140139necon3bid 2461 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( m  -  u )  =/=  0  <->  m  =/=  u ) )
141140biimpar 297 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  (
m  -  u )  =/=  0 )
142 0zd 9635 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  0  e.  ZZ )
143 zapne 9698 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( ( ( m  -  u
)  e.  ZZ  /\  0  e.  ZZ )  ->  ( ( m  -  u ) #  0  <->  ( m  -  u )  =/=  0
) )
14494, 142, 143syl2an2r 603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  (
( m  -  u
) #  0  <->  ( m  -  u )  =/=  0
) )
145141, 144mpbird 167 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  (
m  -  u ) #  0 )
146138, 145absrpclapd 11932 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  RR+ )
147146rpgt0d 10079 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  0  <  ( abs `  (
m  -  u ) ) )
148 elnnz 9633 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  NN  <->  ( ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  ZZ  /\  0  < 
( abs `  (
m  -  u ) ) ) )
149136, 147, 148sylanbrc 421 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  NN )
150149nnge1d 9326 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  1  <_  ( abs `  (
m  -  u ) ) )
151 0cnd 8309 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
0  e.  CC )
15287, 88, 151abs3difd 11944 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
m  -  u ) )  <_  ( ( abs `  ( m  - 
0 ) )  +  ( abs `  (
0  -  u ) ) ) )
15387subid1d 8616 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  -  0 )  =  m )
154153fveq2d 5694 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
m  -  0 ) )  =  ( abs `  m ) )
155 elfzle1 10410 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( m  e.  ( 0 ... N )  ->  0  <_  m )
156155ad2antrl 494 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
0  <_  m )
157108, 156absidd 11911 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  m
)  =  m )
158154, 157eqtrd 2271 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
m  -  0 ) )  =  m )
159 0cn 8308 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  0  e.  CC
160 abssub 11845 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( ( 0  e.  CC  /\  u  e.  CC )  ->  ( abs `  (
0  -  u ) )  =  ( abs `  ( u  -  0 ) ) )
161159, 88, 160sylancr 418 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
0  -  u ) )  =  ( abs `  ( u  -  0 ) ) )
16288subid1d 8616 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( u  -  0 )  =  u )
163162fveq2d 5694 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
u  -  0 ) )  =  ( abs `  u ) )
164 elfzle1 10410 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( u  e.  ( 0 ... N )  ->  0  <_  u )
165164ad2antll 495 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
0  <_  u )
166109, 165absidd 11911 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  u
)  =  u )
167161, 163, 1663eqtrd 2275 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
0  -  u ) )  =  u )
168158, 167oveq12d 6093 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( abs `  (
m  -  0 ) )  +  ( abs `  ( 0  -  u
) ) )  =  ( m  +  u
) )
169152, 168breqtrd 4151 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
m  -  u ) )  <_  ( m  +  u ) )
170169adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  ( abs `  ( m  -  u ) )  <_ 
( m  +  u
) )
171129, 133, 134, 150, 170letrd 8440 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  1  <_  ( m  +  u
) )
172 elnnz1 9646 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( m  +  u )  e.  NN  <->  ( (
m  +  u )  e.  ZZ  /\  1  <_  ( m  +  u
) ) )
173128, 171, 172sylanbrc 421 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  (
m  +  u )  e.  NN )
174 dvdsle 12589 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  ( m  +  u
)  e.  NN )  ->  ( P  ||  ( m  +  u
)  ->  P  <_  ( m  +  u ) ) )
175127, 173, 174syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  ( P  ||  ( m  +  u )  ->  P  <_  ( m  +  u
) ) )
176126, 175mtod 673 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  -.  P  ||  ( m  +  u ) )
177176ex 115 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  =/=  u  ->  -.  P  ||  (
m  +  u ) ) )
178177a1d 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
(DECID  m  =  u  -> 
( m  =/=  u  ->  -.  P  ||  (
m  +  u ) ) ) )
179178necon4addc 2490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
(DECID  m  =  u  -> 
( P  ||  (
m  +  u )  ->  m  =  u ) ) )
18099, 179mpd 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( P  ||  (
m  +  u )  ->  m  =  u ) )
181 dvdsabsb 12555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  ( m  -  u
)  e.  ZZ )  ->  ( P  ||  ( m  -  u
)  <->  P  ||  ( abs `  ( m  -  u
) ) ) )
182106, 94, 181syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( P  ||  (
m  -  u )  <-> 
P  ||  ( abs `  ( m  -  u
) ) ) )
183 letr 8398 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( P  e.  RR  /\  ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  RR  /\  (
m  +  u )  e.  RR )  -> 
( ( P  <_ 
( abs `  (
m  -  u ) )  /\  ( abs `  ( m  -  u
) )  <_  (
m  +  u ) )  ->  P  <_  ( m  +  u ) ) )
184107, 132, 100, 183syl3anc 1278 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( P  <_ 
( abs `  (
m  -  u ) )  /\  ( abs `  ( m  -  u
) )  <_  (
m  +  u ) )  ->  P  <_  ( m  +  u ) ) )
185169, 184mpan2d 432 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( P  <_  ( abs `  ( m  -  u ) )  ->  P  <_  ( m  +  u ) ) )
186125, 185mtod 673 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  -.  P  <_  ( abs `  ( m  -  u
) ) )
187186adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  -.  P  <_  ( abs `  (
m  -  u ) ) )
188 dvdsle 12589 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  NN )  -> 
( P  ||  ( abs `  ( m  -  u ) )  ->  P  <_  ( abs `  (
m  -  u ) ) ) )
189106, 149, 188syl2an2r 603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  ( P  ||  ( abs `  (
m  -  u ) )  ->  P  <_  ( abs `  ( m  -  u ) ) ) )
190187, 189mtod 673 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  -.  P  ||  ( abs `  (
m  -  u ) ) )
191190ex 115 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  =/=  u  ->  -.  P  ||  ( abs `  ( m  -  u ) ) ) )
192191a1d 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
(DECID  m  =  u  -> 
( m  =/=  u  ->  -.  P  ||  ( abs `  ( m  -  u ) ) ) ) )
193192necon4addc 2490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
(DECID  m  =  u  -> 
( P  ||  ( abs `  ( m  -  u ) )  ->  m  =  u )
) )
19499, 193mpd 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( P  ||  ( abs `  ( m  -  u ) )  ->  m  =  u )
)
195182, 194sylbid 150 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( P  ||  (
m  -  u )  ->  m  =  u ) )
196180, 195jaod 729 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( P  ||  ( m  +  u
)  \/  P  ||  ( m  -  u
) )  ->  m  =  u ) )
19797, 196sylbid 150 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( ( m ^ 2 )  mod 
P )  =  ( ( u ^ 2 )  mod  P )  ->  m  =  u ) )
198 oveq1 6082 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( m  =  u  ->  (
m ^ 2 )  =  ( u ^
2 ) )
199198oveq1d 6090 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( m  =  u  ->  (
( m ^ 2 )  mod  P )  =  ( ( u ^ 2 )  mod 
P ) )
200197, 199impbid1 142 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( ( m ^ 2 )  mod 
P )  =  ( ( u ^ 2 )  mod  P )  <-> 
m  =  u ) )
201200ex 115 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) )  ->  (
( ( m ^
2 )  mod  P
)  =  ( ( u ^ 2 )  mod  P )  <->  m  =  u ) ) )
20277, 201dom2lem 7048 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( m  e.  ( 0 ... N ) 
|->  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) : ( 0 ... N )
-1-1-> ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
203 f1f1orn 5645 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( m  e.  ( 0 ... N )  |->  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) ) : ( 0 ... N ) -1-1-> ( 0 ... ( P  -  1 ) )  ->  ( m  e.  ( 0 ... N
)  |->  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) ) : ( 0 ... N
)
-1-1-onto-> ran  ( m  e.  ( 0 ... N ) 
|->  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) )
204202, 203syl 14 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( m  e.  ( 0 ... N ) 
|->  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) : ( 0 ... N ) -1-1-onto-> ran  ( m  e.  ( 0 ... N ) 
|->  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) )
205 eqid 2238 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( m  e.  ( 0 ... N )  |->  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) )  =  ( m  e.  ( 0 ... N
)  |->  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) )
206205rnmpt 5025 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ran  (
m  e.  ( 0 ... N )  |->  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) )  =  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) }
2075, 206eqtr4i 2262 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  A  =  ran  ( m  e.  ( 0 ... N
)  |->  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) )
208 f1oeq3 5624 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( A  =  ran  ( m  e.  ( 0 ... N )  |->  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) )  ->  ( ( m  e.  ( 0 ... N )  |->  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) ) : ( 0 ... N ) -1-1-onto-> A  <->  ( m  e.  ( 0 ... N
)  |->  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) ) : ( 0 ... N
)
-1-1-onto-> ran  ( m  e.  ( 0 ... N ) 
|->  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) ) )
209207, 208ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( m  e.  ( 0 ... N )  |->  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) ) : ( 0 ... N ) -1-1-onto-> A  <->  ( m  e.  ( 0 ... N
)  |->  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) ) : ( 0 ... N
)
-1-1-onto-> ran  ( m  e.  ( 0 ... N ) 
|->  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) )
210204, 209sylibr 134 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( m  e.  ( 0 ... N ) 
|->  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) : ( 0 ... N ) -1-1-onto-> A )
211 f1oeng 7033 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( 0 ... N
)  e.  Fin  /\  ( m  e.  (
0 ... N )  |->  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) ) : ( 0 ... N ) -1-1-onto-> A )  ->  ( 0 ... N )  ~~  A
)
21276, 210, 211syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( 0 ... N
)  ~~  A )
213212ensymd 7060 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  A  ~~  ( 0 ... N ) )
214 ax-1cn 8262 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  1  e.  CC
215 pncan 8522 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  ( ( N  + 
1 )  -  1 )  =  N )
21663, 214, 215sylancl 417 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( N  + 
1 )  -  1 )  =  N )
217216oveq2d 6091 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( 0 ... (
( N  +  1 )  -  1 ) )  =  ( 0 ... N ) )
2181nnnn0d 9599 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  N  e.  NN0 )
219 peano2nn0 9582 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( N  +  1 )  e. 
NN0 )
220218, 219syl 14 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( N  +  1 )  e.  NN0 )
221220nn0zd 9745 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( N  +  1 )  e.  ZZ )
222 fz01en 10437 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  +  1 )  e.  ZZ  ->  (
0 ... ( ( N  +  1 )  - 
1 ) )  ~~  ( 1 ... ( N  +  1 ) ) )
223221, 222syl 14 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( 0 ... (
( N  +  1 )  -  1 ) )  ~~  ( 1 ... ( N  + 
1 ) ) )
224217, 223eqbrtrrd 4149 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( 0 ... N
)  ~~  ( 1 ... ( N  + 
1 ) ) )
225 entr 7061 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( A  ~~  ( 0 ... N )  /\  ( 0 ... N
)  ~~  ( 1 ... ( N  + 
1 ) ) )  ->  A  ~~  (
1 ... ( N  + 
1 ) ) )
226213, 224, 225syl2anc 415 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  A  ~~  ( 1 ... ( N  + 
1 ) ) )
22750, 221fzfigd 10846 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( 1 ... ( N  +  1 ) )  e.  Fin )
228 hashen 11201 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  ( 1 ... ( N  +  1 ) )  e.  Fin )  ->  ( ( `  A
)  =  ( `  (
1 ... ( N  + 
1 ) ) )  <-> 
A  ~~  ( 1 ... ( N  + 
1 ) ) ) )
2296, 227, 228syl2anc 415 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( `  A
)  =  ( `  (
1 ... ( N  + 
1 ) ) )  <-> 
A  ~~  ( 1 ... ( N  + 
1 ) ) ) )
230226, 229mpbird 167 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( `  A )  =  ( `  ( 1 ... ( N  +  1 ) ) ) )
231 hashfz1 11200 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  +  1 )  e.  NN0  ->  ( `  (
1 ... ( N  + 
1 ) ) )  =  ( N  + 
1 ) )
232220, 231syl 14 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( `  ( 1 ... ( N  +  1 ) ) )  =  ( N  +  1 ) )
233230, 232eqtrd 2271 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( `  A )  =  ( N  + 
1 ) )
23439ex 115 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( v  e.  A  ->  ( ( P  - 
1 )  -  v
)  e.  ( 0 ... ( P  - 
1 ) ) ) )
23532adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( v  e.  A  /\  k  e.  A ) )  -> 
( P  -  1 )  e.  CC )
236 fzssuz 10449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( 0 ... ( P  - 
1 ) )  C_  ( ZZ>= `  0 )
237 uzssz 9921 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ZZ>= ` 
0 )  C_  ZZ
238 zsscn 9631 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ZZ  C_  CC
239237, 238sstri 3257 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ZZ>= ` 
0 )  C_  CC
240236, 239sstri 3257 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( 0 ... ( P  - 
1 ) )  C_  CC
24131, 240sstrdi 3260 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  A  C_  CC )
242241sselda 3248 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  v  e.  A )  ->  v  e.  CC )
243242adantrr 483 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( v  e.  A  /\  k  e.  A ) )  -> 
v  e.  CC )
244241sselda 3248 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  k  e.  A )  ->  k  e.  CC )
245244adantrl 482 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( v  e.  A  /\  k  e.  A ) )  -> 
k  e.  CC )
246235, 243, 245subcanad 8670 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( v  e.  A  /\  k  e.  A ) )  -> 
( ( ( P  -  1 )  -  v )  =  ( ( P  -  1 )  -  k )  <-> 
v  =  k ) )
247246ex 115 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( v  e.  A  /\  k  e.  A )  ->  (
( ( P  - 
1 )  -  v
)  =  ( ( P  -  1 )  -  k )  <->  v  =  k ) ) )
248234, 247dom2lem 7048 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( v  e.  A  |->  ( ( P  - 
1 )  -  v
) ) : A -1-1-> ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
249 f1eq1 5588 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( F  =  ( v  e.  A  |->  ( ( P  -  1 )  -  v ) )  -> 
( F : A -1-1-> ( 0 ... ( P  -  1 ) )  <-> 
( v  e.  A  |->  ( ( P  - 
1 )  -  v
) ) : A -1-1-> ( 0 ... ( P  -  1 ) ) ) )
2507, 249ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( F : A -1-1-> ( 0 ... ( P  - 
1 ) )  <->  ( v  e.  A  |->  ( ( P  -  1 )  -  v ) ) : A -1-1-> ( 0 ... ( P  - 
1 ) ) )
251248, 250sylibr 134 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  F : A -1-1-> ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
252 f1f1orn 5645 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( F : A -1-1-> ( 0 ... ( P  - 
1 ) )  ->  F : A -1-1-onto-> ran  F )
253251, 252syl 14 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  F : A -1-1-onto-> ran  F
)
2546, 253fihasheqf1od 11206 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( `  A )  =  ( `  ran  F ) )
255254, 233eqtr3d 2273 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( `  ran  F )  =  ( N  + 
1 ) )
256233, 255oveq12d 6093 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( `  A
)  +  ( `  ran  F ) )  =  ( ( N  +  1 )  +  ( N  +  1 ) ) )
25765, 74, 2563eqtr4d 2281 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( P  +  1 )  =  ( ( `  A )  +  ( `  ran  F ) ) )
258257adantr 276 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )  ->  ( P  +  1 )  =  ( ( `  A
)  +  ( `  ran  F ) ) )
2596adantr 276 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )  ->  A  e. 
Fin )
2608adantr 276 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )  ->  ran  F  e.  Fin )
261 simpr 110 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )  ->  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )
262 hashun 11223 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  ran  F  e.  Fin  /\  ( A  i^i  ran  F
)  =  (/) )  -> 
( `  ( A  u.  ran  F ) )  =  ( ( `  A
)  +  ( `  ran  F ) ) )
263259, 260, 261, 262syl3anc 1278 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )  ->  ( `  ( A  u.  ran  F ) )  =  ( ( `  A )  +  ( `  ran  F ) ) )
264258, 263eqtr4d 2274 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )  ->  ( P  +  1 )  =  ( `  ( A  u.  ran  F ) ) )
26562, 264breqtrd 4151 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )  ->  P  < 
( `  ( A  u.  ran  F ) ) )
266265ex 115 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( A  i^i  ran 
F )  =  (/)  ->  P  <  ( `  ( A  u.  ran  F ) ) ) )
267266necon3bd 2463 . 2  |-  ( ph  ->  ( -.  P  < 
( `  ( A  u.  ran  F ) )  -> 
( A  i^i  ran  F )  =/=  (/) ) )
26860, 267mpd 13 1  |-  ( ph  ->  ( A  i^i  ran  F )  =/=  (/) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 104    <-> wb 105    \/ wo 720  DECID wdc 846    = wceq 1402    e. wcel 2209   {cab 2224    =/= wne 2420   E.wrex 2529    u. cun 3218    i^i cin 3219    C_ wss 3220   (/)c0 3520   class class class wbr 4125    |-> cmpt 4187   ran crn 4770   -1-1->wf1 5369   -1-1-onto->wf1o 5371   ` cfv 5372  (class class class)co 6075    ~~ cen 7010    ~<_ cdom 7011   Fincfn 7012   CCcc 8167   RRcr 8168   0cc0 8169   1c1 8170    + caddc 8172    x. cmul 8174    < clt 8350    <_ cle 8351    - cmin 8487   # cap 8899   NNcn 9283   2c2 9334   NN0cn0 9542   ZZcz 9623   ZZ>=cuz 9900   ...cfz 10390    mod cmo 10737   ^cexp 10953  ♯chash 11192   abscabs 11741    || cdvds 12532   Primecprime 12863
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 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4241  ax-sep 4244  ax-nul 4254  ax-pow 4306  ax-pr 4341  ax-un 4573  ax-setind 4679  ax-iinf 4730  ax-cnex 8260  ax-resscn 8261  ax-1cn 8262  ax-1re 8263  ax-icn 8264  ax-addcl 8265  ax-addrcl 8266  ax-mulcl 8267  ax-mulrcl 8268  ax-addcom 8269  ax-mulcom 8270  ax-addass 8271  ax-mulass 8272  ax-distr 8273  ax-i2m1 8274  ax-0lt1 8275  ax-1rid 8276  ax-0id 8277  ax-rnegex 8278  ax-precex 8279  ax-cnre 8280  ax-pre-ltirr 8281  ax-pre-ltwlin 8282  ax-pre-lttrn 8283  ax-pre-apti 8284  ax-pre-ltadd 8285  ax-pre-mulgt0 8286  ax-pre-mulext 8287  ax-arch 8288  ax-caucvg 8289
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 843  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3636  df-pw 3687  df-sn 3711  df-pr 3712  df-op 3714  df-uni 3931  df-int 3966  df-iun 4009  df-br 4126  df-opab 4188  df-mpt 4189  df-tr 4225  df-id 4433  df-po 4436  df-iso 4437  df-iord 4506  df-on 4508  df-ilim 4509  df-suc 4511  df-iom 4733  df-xp 4775  df-rel 4776  df-cnv 4777  df-co 4778  df-dm 4779  df-rn 4780  df-res 4781  df-ima 4782  df-iota 5332  df-fun 5374  df-fn 5375  df-f 5376  df-f1 5377  df-fo 5378  df-f1o 5379  df-fv 5380  df-riota 6028  df-ov 6078  df-oprab 6079  df-mpo 6080  df-1st 6364  df-2nd 6365  df-recs 6566  df-irdg 6631  df-frec 6652  df-1o 6677  df-2o 6678  df-oadd 6681  df-er 6797  df-en 7013  df-dom 7014  df-fin 7015  df-sup 7314  df-pnf 8352  df-mnf 8353  df-xr 8354  df-ltxr 8355  df-le 8356  df-sub 8489  df-neg 8490  df-reap 8893  df-ap 8900  df-div 8993  df-inn 9284  df-2 9342  df-3 9343  df-4 9344  df-n0 9543  df-z 9624  df-uz 9901  df-q 9999  df-rp 10034  df-fz 10391  df-fzo 10528  df-fl 10683  df-mod 10738  df-seqfrec 10863  df-exp 10954  df-ihash 11193  df-cj 11585  df-re 11586  df-im 11587  df-rsqrt 11742  df-abs 11743  df-dvds 12533  df-gcd 12709  df-prm 12864
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