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Theorem 4sqlem11 12570
Description: Lemma for 4sq 12579. 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 12566 and fin0 6946. (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 12278 . . . . . . . 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 12564 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  A  e.  Fin )
7 4sqlem11.6 . . . . . . 7  |-  F  =  ( v  e.  A  |->  ( ( P  - 
1 )  -  v
) )
81, 4, 5, 74sqlemffi 12565 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ran  F  e.  Fin )
91, 4, 5, 74sqleminfi 12566 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( A  i^i  ran  F )  e.  Fin )
10 unfiin 6987 . . . . . 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 1249 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( A  u.  ran  F )  e.  Fin )
12 hashcl 10873 . . . . 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 9303 . . 3  |-  ( ph  ->  ( `  ( A  u.  ran  F ) )  e.  RR )
15 prmz 12279 . . . . 5  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  ZZ )
162, 15syl 14 . . . 4  |-  ( ph  ->  P  e.  ZZ )
1716zred 9448 . . 3  |-  ( ph  ->  P  e.  RR )
18 0zd 9338 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  0  e.  ZZ )
19 peano2zm 9364 . . . . . . . 8  |-  ( P  e.  ZZ  ->  ( P  -  1 )  e.  ZZ )
2016, 19syl 14 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( P  -  1 )  e.  ZZ )
2118, 20fzfigd 10523 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( 0 ... ( P  -  1 ) )  e.  Fin )
22 elfzelz 10100 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  e.  ( 0 ... N )  ->  m  e.  ZZ )
23 zsqcl 10702 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  e.  ZZ  ->  (
m ^ 2 )  e.  ZZ )
2422, 23syl 14 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( m  e.  ( 0 ... N )  ->  (
m ^ 2 )  e.  ZZ )
25 zmodfz 10438 . . . . . . . . . . . 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 2268 . . . . . . . . . . 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 2614 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( E. m  e.  ( 0 ... N
) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P )  ->  u  e.  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) ) )
3029abssdv 3257 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) }  C_  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
315, 30eqsstrid 3229 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  A  C_  ( 0 ... ( P  - 
1 ) ) )
3220zcnd 9449 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( P  -  1 )  e.  CC )
3332addlidd 8176 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( 0  +  ( P  -  1 ) )  =  ( P  -  1 ) )
3433oveq1d 5937 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( 0  +  ( P  -  1 ) )  -  v
)  =  ( ( P  -  1 )  -  v ) )
3534adantr 276 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  v  e.  A )  ->  (
( 0  +  ( P  -  1 ) )  -  v )  =  ( ( P  -  1 )  -  v ) )
3631sselda 3183 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  v  e.  A )  ->  v  e.  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
37 fzrev3i 10163 . . . . . . . . . . 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 2274 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  v  e.  A )  ->  (
( P  -  1 )  -  v )  e.  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
4039, 7fmptd 5716 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  F : A --> ( 0 ... ( P  - 
1 ) ) )
4140frnd 5417 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ran  F  C_  (
0 ... ( P  - 
1 ) ) )
4231, 41unssd 3339 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( A  u.  ran  F )  C_  ( 0 ... ( P  - 
1 ) ) )
43 ssdomg 6837 . . . . . 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 10895 . . . . . 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 411 . . . . 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 10128 . . . . . . 7  |-  ( P  e.  ZZ  ->  (
0 ... ( P  - 
1 ) )  ~~  ( 1 ... P
) )
4916, 48syl 14 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( 0 ... ( P  -  1 ) )  ~~  ( 1 ... P ) )
50 1zzd 9353 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  1  e.  ZZ )
5150, 16fzfigd 10523 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( 1 ... P
)  e.  Fin )
52 hashen 10876 . . . . . . 7  |-  ( ( ( 0 ... ( P  -  1 ) )  e.  Fin  /\  ( 1 ... P
)  e.  Fin )  ->  ( ( `  (
0 ... ( P  - 
1 ) ) )  =  ( `  (
1 ... P ) )  <-> 
( 0 ... ( P  -  1 ) )  ~~  ( 1 ... P ) ) )
5321, 51, 52syl2anc 411 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( `  (
0 ... ( P  - 
1 ) ) )  =  ( `  (
1 ... P ) )  <-> 
( 0 ... ( P  -  1 ) )  ~~  ( 1 ... P ) ) )
5449, 53mpbird 167 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( `  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )  =  ( `  ( 1 ... P ) ) )
554nnnn0d 9302 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  P  e.  NN0 )
56 hashfz1 10875 . . . . . 6  |-  ( P  e.  NN0  ->  ( `  (
1 ... P ) )  =  P )
5755, 56syl 14 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( `  ( 1 ... P ) )  =  P )
5854, 57eqtrd 2229 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( `  ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )  =  P )
5947, 58breqtrd 4059 . . 3  |-  ( ph  ->  ( `  ( A  u.  ran  F ) )  <_  P )
6014, 17, 59lensymd 8148 . 2  |-  ( ph  ->  -.  P  <  ( `  ( A  u.  ran  F ) ) )
6117adantr 276 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )  ->  P  e.  RR )
6261ltp1d 8957 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )  ->  P  < 
( P  +  1 ) )
631nncnd 9004 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  N  e.  CC )
64 1cnd 8042 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  1  e.  CC )
6563, 63, 64, 64add4d 8195 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( N  +  N )  +  ( 1  +  1 ) )  =  ( ( N  +  1 )  +  ( N  + 
1 ) ) )
66 4sq.3 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  P  =  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
6766oveq1d 5937 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( P  +  1 )  =  ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 )  +  1 ) )
68 2cn 9061 . . . . . . . . . . 11  |-  2  e.  CC
69 mulcl 8006 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  N  e.  CC )  ->  ( 2  x.  N
)  e.  CC )
7068, 63, 69sylancr 414 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( 2  x.  N
)  e.  CC )
7170, 64, 64addassd 8049 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  N )  +  ( 1  +  1 ) ) )
72632timesd 9234 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( 2  x.  N
)  =  ( N  +  N ) )
7372oveq1d 5937 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( 2  x.  N )  +  ( 1  +  1 ) )  =  ( ( N  +  N )  +  ( 1  +  1 ) ) )
7467, 71, 733eqtrd 2233 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( P  +  1 )  =  ( ( N  +  N )  +  ( 1  +  1 ) ) )
751nnzd 9447 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  N  e.  ZZ )
7618, 75fzfigd 10523 . . . . . . . . . . . . . 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 490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( u  e.  ( 0 ... N )  ->  u  e.  ZZ )
8281ad2antll 491 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  u  e.  ZZ )
83 zsqcl 10702 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11964 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1249 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( ( m ^ 2 )  mod 
P )  =  ( ( u ^ 2 )  mod  P )  <-> 
P  ||  ( (
m ^ 2 )  -  ( u ^
2 ) ) ) )
8779zcnd 9449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  m  e.  CC )
8882zcnd 9449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  u  e.  CC )
89 subsq 10738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( m  e.  CC  /\  u  e.  CC )  ->  ( ( m ^
2 )  -  (
u ^ 2 ) )  =  ( ( m  +  u )  x.  ( m  -  u ) ) )
9087, 88, 89syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( m ^
2 )  -  (
u ^ 2 ) )  =  ( ( m  +  u )  x.  ( m  -  u ) ) )
9190breq2d 4045 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9452 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  +  u
)  e.  ZZ )
9479, 82zsubcld 9453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  -  u
)  e.  ZZ )
95 euclemma 12314 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1249 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9401 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( m  e.  ZZ  /\  u  e.  ZZ )  -> DECID  m  =  u )
9979, 82, 98syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> DECID  m  =  u )
10093zred 9448 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  +  u
)  e.  RR )
101 2re 9060 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  2  e.  RR
1021nnred 9003 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ph  ->  N  e.  RR )
103 remulcl 8007 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( 2  e.  RR  /\  N  e.  RR )  ->  ( 2  x.  N
)  e.  RR )
104101, 102, 103sylancr 414 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9448 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  P  e.  RR )
10879zred 9448 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  m  e.  RR )
10982zred 9448 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10103 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( m  e.  ( 0 ... N )  ->  m  <_  N )
112111ad2antrl 490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  m  <_  N )
113 elfzle2 10103 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( u  e.  ( 0 ... N )  ->  u  <_  N )
114113ad2antll 491 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  ->  u  <_  N )
115108, 109, 110, 110, 112, 114le2addd 8590 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9234 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( 2  x.  N
)  =  ( N  +  N ) )
118115, 117breqtrrd 4061 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  +  u
)  <_  ( 2  x.  N ) )
119104ltp1d 8957 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ph  ->  ( 2  x.  N
)  <  ( (
2  x.  N )  +  1 ) )
120119, 66breqtrrd 4061 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8151 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  +  u
)  <  P )
123 zltnle 9372 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( m  +  u
)  e.  ZZ  /\  P  e.  ZZ )  ->  ( ( m  +  u )  <  P  <->  -.  P  <_  ( m  +  u ) ) )
12493, 106, 123syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 488 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8041 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  1  e.  RR )
130 nn0abscl 11250 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9303 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9448 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9446 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  ZZ )
13794zcnd 9449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8347 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( m  -  u )  =  0  <-> 
m  =  u ) )
140139necon3bid 2408 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9338 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  0  e.  ZZ )
143 zapne 9400 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( ( ( m  -  u
)  e.  ZZ  /\  0  e.  ZZ )  ->  ( ( m  -  u ) #  0  <->  ( m  -  u )  =/=  0
) )
14494, 142, 143syl2an2r 595 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11353 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  RR+ )
147146rpgt0d 9774 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  0  <  ( abs `  (
m  -  u ) ) )
148 elnnz 9336 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  NN  <->  ( ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  ZZ  /\  0  < 
( abs `  (
m  -  u ) ) ) )
149136, 147, 148sylanbrc 417 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  NN )
150149nnge1d 9033 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  1  <_  ( abs `  (
m  -  u ) ) )
151 0cnd 8019 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
0  e.  CC )
15287, 88, 151abs3difd 11365 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
m  -  u ) )  <_  ( ( abs `  ( m  - 
0 ) )  +  ( abs `  (
0  -  u ) ) ) )
15387subid1d 8326 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( m  -  0 )  =  m )
154153fveq2d 5562 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
m  -  0 ) )  =  ( abs `  m ) )
155 elfzle1 10102 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( m  e.  ( 0 ... N )  ->  0  <_  m )
156155ad2antrl 490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
0  <_  m )
157108, 156absidd 11332 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  m
)  =  m )
158154, 157eqtrd 2229 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
m  -  0 ) )  =  m )
159 0cn 8018 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  0  e.  CC
160 abssub 11266 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( ( 0  e.  CC  /\  u  e.  CC )  ->  ( abs `  (
0  -  u ) )  =  ( abs `  ( u  -  0 ) ) )
161159, 88, 160sylancr 414 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
0  -  u ) )  =  ( abs `  ( u  -  0 ) ) )
16288subid1d 8326 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( u  -  0 )  =  u )
163162fveq2d 5562 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
u  -  0 ) )  =  ( abs `  u ) )
164 elfzle1 10102 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( u  e.  ( 0 ... N )  ->  0  <_  u )
165164ad2antll 491 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
0  <_  u )
166109, 165absidd 11332 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  u
)  =  u )
167161, 163, 1663eqtrd 2233 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( abs `  (
0  -  u ) )  =  u )
168158, 167oveq12d 5940 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( abs `  (
m  -  0 ) )  +  ( abs `  ( 0  -  u
) ) )  =  ( m  +  u
) )
169152, 168breqtrd 4059 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8150 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  1  <_  ( m  +  u
) )
172 elnnz1 9349 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( m  +  u )  e.  NN  <->  ( (
m  +  u )  e.  ZZ  /\  1  <_  ( m  +  u
) ) )
173128, 171, 172sylanbrc 417 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  (
m  +  u )  e.  NN )
174 dvdsle 12009 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  ( m  +  u
)  e.  NN )  ->  ( P  ||  ( m  +  u
)  ->  P  <_  ( m  +  u ) ) )
175127, 173, 174syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  ( P  ||  ( m  +  u )  ->  P  <_  ( m  +  u
) ) )
176126, 175mtod 664 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2437 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11975 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  ( m  -  u
)  e.  ZZ )  ->  ( P  ||  ( m  -  u
)  <->  P  ||  ( abs `  ( m  -  u
) ) ) )
182106, 94, 181syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( P  ||  (
m  -  u )  <-> 
P  ||  ( abs `  ( m  -  u
) ) ) )
183 letr 8109 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1249 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( ( P  <_ 
( abs `  (
m  -  u ) )  /\  ( abs `  ( m  -  u
) )  <_  (
m  +  u ) )  ->  P  <_  ( m  +  u ) ) )
185169, 184mpan2d 428 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  e.  ( 0 ... N
) ) )  -> 
( P  <_  ( abs `  ( m  -  u ) )  ->  P  <_  ( m  +  u ) ) )
186125, 185mtod 664 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 12009 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( P  e.  ZZ  /\  ( abs `  ( m  -  u ) )  e.  NN )  -> 
( P  ||  ( abs `  ( m  -  u ) )  ->  P  <_  ( abs `  (
m  -  u ) ) ) )
189106, 149, 188syl2an2r 595 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( ph  /\  (
m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  e.  ( 0 ... N ) ) )  /\  m  =/=  u )  ->  ( P  ||  ( abs `  (
m  -  u ) )  ->  P  <_  ( abs `  ( m  -  u ) ) ) )
190187, 189mtod 664 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2437 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 718 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 5929 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( m  =  u  ->  (
m ^ 2 )  =  ( u ^
2 ) )
199198oveq1d 5937 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 6831 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( m  e.  ( 0 ... N ) 
|->  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) : ( 0 ... N )
-1-1-> ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
203 f1f1orn 5515 . . . . . . . . . . . . . . . 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 2196 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( m  e.  ( 0 ... N )  |->  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) )  =  ( m  e.  ( 0 ... N
)  |->  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) )
206205rnmpt 4914 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ran  (
m  e.  ( 0 ... N )  |->  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) )  =  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) }
2075, 206eqtr4i 2220 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  A  =  ran  ( m  e.  ( 0 ... N
)  |->  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) )
208 f1oeq3 5494 . . . . . . . . . . . . . . . 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 6816 . . . . . . . . . . . . . 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 411 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( 0 ... N
)  ~~  A )
213212ensymd 6842 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  A  ~~  ( 0 ... N ) )
214 ax-1cn 7972 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  1  e.  CC
215 pncan 8232 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  ( ( N  + 
1 )  -  1 )  =  N )
21663, 214, 215sylancl 413 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( N  + 
1 )  -  1 )  =  N )
217216oveq2d 5938 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( 0 ... (
( N  +  1 )  -  1 ) )  =  ( 0 ... N ) )
2181nnnn0d 9302 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  N  e.  NN0 )
219 peano2nn0 9289 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( N  +  1 )  e. 
NN0 )
220218, 219syl 14 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( N  +  1 )  e.  NN0 )
221220nn0zd 9446 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( N  +  1 )  e.  ZZ )
222 fz01en 10128 . . . . . . . . . . . . . 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 4057 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( 0 ... N
)  ~~  ( 1 ... ( N  + 
1 ) ) )
225 entr 6843 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( A  ~~  ( 0 ... N )  /\  ( 0 ... N
)  ~~  ( 1 ... ( N  + 
1 ) ) )  ->  A  ~~  (
1 ... ( N  + 
1 ) ) )
226213, 224, 225syl2anc 411 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  A  ~~  ( 1 ... ( N  + 
1 ) ) )
22750, 221fzfigd 10523 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( 1 ... ( N  +  1 ) )  e.  Fin )
228 hashen 10876 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  ( 1 ... ( N  +  1 ) )  e.  Fin )  ->  ( ( `  A
)  =  ( `  (
1 ... ( N  + 
1 ) ) )  <-> 
A  ~~  ( 1 ... ( N  + 
1 ) ) ) )
2296, 227, 228syl2anc 411 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( `  A
)  =  ( `  (
1 ... ( N  + 
1 ) ) )  <-> 
A  ~~  ( 1 ... ( N  + 
1 ) ) ) )
230226, 229mpbird 167 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( `  A )  =  ( `  ( 1 ... ( N  +  1 ) ) ) )
231 hashfz1 10875 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  +  1 )  e.  NN0  ->  ( `  (
1 ... ( N  + 
1 ) ) )  =  ( N  + 
1 ) )
232220, 231syl 14 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( `  ( 1 ... ( N  +  1 ) ) )  =  ( N  +  1 ) )
233230, 232eqtrd 2229 . . . . . . . . 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 10140 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( 0 ... ( P  - 
1 ) )  C_  ( ZZ>= `  0 )
237 uzssz 9621 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ZZ>= ` 
0 )  C_  ZZ
238 zsscn 9334 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ZZ  C_  CC
239237, 238sstri 3192 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ZZ>= ` 
0 )  C_  CC
240236, 239sstri 3192 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( 0 ... ( P  - 
1 ) )  C_  CC
24131, 240sstrdi 3195 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  A  C_  CC )
242241sselda 3183 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  v  e.  A )  ->  v  e.  CC )
243242adantrr 479 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( v  e.  A  /\  k  e.  A ) )  -> 
v  e.  CC )
244241sselda 3183 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  k  e.  A )  ->  k  e.  CC )
245244adantrl 478 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( v  e.  A  /\  k  e.  A ) )  -> 
k  e.  CC )
246235, 243, 245subcanad 8380 . . . . . . . . . . . . . . 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 6831 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( v  e.  A  |->  ( ( P  - 
1 )  -  v
) ) : A -1-1-> ( 0 ... ( P  -  1 ) ) )
249 f1eq1 5458 . . . . . . . . . . . . . 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 5515 . . . . . . . . . . . 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 10881 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( `  A )  =  ( `  ran  F ) )
255254, 233eqtr3d 2231 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( `  ran  F )  =  ( N  + 
1 ) )
256233, 255oveq12d 5940 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( `  A
)  +  ( `  ran  F ) )  =  ( ( N  +  1 )  +  ( N  +  1 ) ) )
25765, 74, 2563eqtr4d 2239 . . . . . . 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 10897 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  ran  F  e.  Fin  /\  ( A  i^i  ran  F
)  =  (/) )  -> 
( `  ( A  u.  ran  F ) )  =  ( ( `  A
)  +  ( `  ran  F ) ) )
263259, 260, 261, 262syl3anc 1249 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )  ->  ( `  ( A  u.  ran  F ) )  =  ( ( `  A )  +  ( `  ran  F ) ) )
264258, 263eqtr4d 2232 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( A  i^i  ran  F )  =  (/) )  ->  ( P  +  1 )  =  ( `  ( A  u.  ran  F ) ) )
26562, 264breqtrd 4059 . . . 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 2410 . 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 709  DECID wdc 835    = wceq 1364    e. wcel 2167   {cab 2182    =/= wne 2367   E.wrex 2476    u. cun 3155    i^i cin 3156    C_ wss 3157   (/)c0 3450   class class class wbr 4033    |-> cmpt 4094   ran crn 4664   -1-1->wf1 5255   -1-1-onto->wf1o 5257   ` cfv 5258  (class class class)co 5922    ~~ cen 6797    ~<_ cdom 6798   Fincfn 6799   CCcc 7877   RRcr 7878   0cc0 7879   1c1 7880    + caddc 7882    x. cmul 7884    < clt 8061    <_ cle 8062    - cmin 8197   # cap 8608   NNcn 8990   2c2 9041   NN0cn0 9249   ZZcz 9326   ZZ>=cuz 9601   ...cfz 10083    mod cmo 10414   ^cexp 10630  ♯chash 10867   abscabs 11162    || cdvds 11952   Primecprime 12275
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 4148  ax-sep 4151  ax-nul 4159  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573  ax-iinf 4624  ax-cnex 7970  ax-resscn 7971  ax-1cn 7972  ax-1re 7973  ax-icn 7974  ax-addcl 7975  ax-addrcl 7976  ax-mulcl 7977  ax-mulrcl 7978  ax-addcom 7979  ax-mulcom 7980  ax-addass 7981  ax-mulass 7982  ax-distr 7983  ax-i2m1 7984  ax-0lt1 7985  ax-1rid 7986  ax-0id 7987  ax-rnegex 7988  ax-precex 7989  ax-cnre 7990  ax-pre-ltirr 7991  ax-pre-ltwlin 7992  ax-pre-lttrn 7993  ax-pre-apti 7994  ax-pre-ltadd 7995  ax-pre-mulgt0 7996  ax-pre-mulext 7997  ax-arch 7998  ax-caucvg 7999
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 3451  df-if 3562  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-int 3875  df-iun 3918  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-tr 4132  df-id 4328  df-po 4331  df-iso 4332  df-iord 4401  df-on 4403  df-ilim 4404  df-suc 4406  df-iom 4627  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-ima 4676  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-f 5262  df-f1 5263  df-fo 5264  df-f1o 5265  df-fv 5266  df-riota 5877  df-ov 5925  df-oprab 5926  df-mpo 5927  df-1st 6198  df-2nd 6199  df-recs 6363  df-irdg 6428  df-frec 6449  df-1o 6474  df-2o 6475  df-oadd 6478  df-er 6592  df-en 6800  df-dom 6801  df-fin 6802  df-sup 7050  df-pnf 8063  df-mnf 8064  df-xr 8065  df-ltxr 8066  df-le 8067  df-sub 8199  df-neg 8200  df-reap 8602  df-ap 8609  df-div 8700  df-inn 8991  df-2 9049  df-3 9050  df-4 9051  df-n0 9250  df-z 9327  df-uz 9602  df-q 9694  df-rp 9729  df-fz 10084  df-fzo 10218  df-fl 10360  df-mod 10415  df-seqfrec 10540  df-exp 10631  df-ihash 10868  df-cj 11007  df-re 11008  df-im 11009  df-rsqrt 11163  df-abs 11164  df-dvds 11953  df-gcd 12121  df-prm 12276
This theorem is referenced by:  4sqlem12  12571
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