ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  4sqlemafi Unicode version

Theorem 4sqlemafi 12575
Description: Lemma for 4sq 12590.  A is finite. (Contributed by Jim Kingdon, 24-May-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
4sqlemafi.n  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
4sqlemafi.p  |-  ( ph  ->  P  e.  NN )
4sqlemafi.a  |-  A  =  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) }
Assertion
Ref Expression
4sqlemafi  |-  ( ph  ->  A  e.  Fin )
Distinct variable groups:    m, N, u    P, m, u    ph, m, u
Allowed substitution hints:    A( u, m)

Proof of Theorem 4sqlemafi
Dummy variable  x is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 4sqlemafi.a . 2  |-  A  =  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) }
2 0zd 9341 . . . 4  |-  ( ph  ->  0  e.  ZZ )
3 4sqlemafi.p . . . . 5  |-  ( ph  ->  P  e.  NN )
43nnzd 9450 . . . 4  |-  ( ph  ->  P  e.  ZZ )
5 fzofig 10527 . . . 4  |-  ( ( 0  e.  ZZ  /\  P  e.  ZZ )  ->  ( 0..^ P )  e.  Fin )
62, 4, 5syl2anc 411 . . 3  |-  ( ph  ->  ( 0..^ P )  e.  Fin )
7 df-rex 2481 . . . . 5  |-  ( E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P )  <->  E. m
( m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) ) )
87abbii 2312 . . . 4  |-  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) }  =  { u  |  E. m ( m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) ) }
9 simprr 531 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  =  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) )  ->  u  =  ( (
m ^ 2 )  mod  P ) )
10 elfzelz 10103 . . . . . . . . . . 11  |-  ( m  e.  ( 0 ... N )  ->  m  e.  ZZ )
1110ad2antrl 490 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  =  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) )  ->  m  e.  ZZ )
12 zsqcl 10705 . . . . . . . . . 10  |-  ( m  e.  ZZ  ->  (
m ^ 2 )  e.  ZZ )
1311, 12syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  =  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) )  -> 
( m ^ 2 )  e.  ZZ )
143adantr 276 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  =  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) )  ->  P  e.  NN )
15 zmodfzo 10442 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( m ^ 2 )  e.  ZZ  /\  P  e.  NN )  ->  ( ( m ^
2 )  mod  P
)  e.  ( 0..^ P ) )
1613, 14, 15syl2anc 411 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  =  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) )  -> 
( ( m ^
2 )  mod  P
)  e.  ( 0..^ P ) )
179, 16eqeltrd 2273 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  =  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) )  ->  u  e.  ( 0..^ P ) )
1817ex 115 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  =  ( ( m ^
2 )  mod  P
) )  ->  u  e.  ( 0..^ P ) ) )
1918exlimdv 1833 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( E. m ( m  e.  ( 0 ... N )  /\  u  =  ( (
m ^ 2 )  mod  P ) )  ->  u  e.  ( 0..^ P ) ) )
2019abssdv 3258 . . . 4  |-  ( ph  ->  { u  |  E. m ( m  e.  ( 0 ... N
)  /\  u  =  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) }  C_  ( 0..^ P ) )
218, 20eqsstrid 3230 . . 3  |-  ( ph  ->  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) }  C_  ( 0..^ P ) )
22 0zd 9341 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 0..^ P ) )  ->  0  e.  ZZ )
23 4sqlemafi.n . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
2423nnzd 9450 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  N  e.  ZZ )
2524adantr 276 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 0..^ P ) )  ->  N  e.  ZZ )
26 elfzoelz 10225 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  ( 0..^ P )  ->  x  e.  ZZ )
2726ad2antlr 489 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  ( 0..^ P ) )  /\  m  e.  ( 0 ... N
) )  ->  x  e.  ZZ )
2810adantl 277 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  ( 0..^ P ) )  /\  m  e.  ( 0 ... N
) )  ->  m  e.  ZZ )
2928, 12syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  ( 0..^ P ) )  /\  m  e.  ( 0 ... N
) )  ->  (
m ^ 2 )  e.  ZZ )
303ad2antrr 488 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  ( 0..^ P ) )  /\  m  e.  ( 0 ... N
) )  ->  P  e.  NN )
3129, 30zmodcld 10440 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  ( 0..^ P ) )  /\  m  e.  ( 0 ... N
) )  ->  (
( m ^ 2 )  mod  P )  e.  NN0 )
3231nn0zd 9449 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  ( 0..^ P ) )  /\  m  e.  ( 0 ... N
) )  ->  (
( m ^ 2 )  mod  P )  e.  ZZ )
33 zdceq 9404 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  ZZ  /\  ( ( m ^
2 )  mod  P
)  e.  ZZ )  -> DECID 
x  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) )
3427, 32, 33syl2anc 411 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  ( 0..^ P ) )  /\  m  e.  ( 0 ... N
) )  -> DECID  x  =  (
( m ^ 2 )  mod  P ) )
3522, 25, 34exfzdc 10319 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 0..^ P ) )  -> DECID  E. m  e.  (
0 ... N ) x  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) )
36 vex 2766 . . . . . . 7  |-  x  e. 
_V
37 eqeq1 2203 . . . . . . . 8  |-  ( u  =  x  ->  (
u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P )  <->  x  =  ( ( m ^
2 )  mod  P
) ) )
3837rexbidv 2498 . . . . . . 7  |-  ( u  =  x  ->  ( E. m  e.  (
0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P )  <->  E. m  e.  ( 0 ... N
) x  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) ) )
3936, 38elab 2908 . . . . . 6  |-  ( x  e.  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) }  <->  E. m  e.  (
0 ... N ) x  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) )
4039dcbii 841 . . . . 5  |-  (DECID  x  e. 
{ u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) }  <-> DECID  E. m  e.  ( 0 ... N ) x  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) )
4135, 40sylibr 134 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 0..^ P ) )  -> DECID 
x  e.  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) } )
4241ralrimiva 2570 . . 3  |-  ( ph  ->  A. x  e.  ( 0..^ P )DECID  x  e. 
{ u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) } )
43 ssfidc 7000 . . 3  |-  ( ( ( 0..^ P )  e.  Fin  /\  {
u  |  E. m  e.  ( 0 ... N
) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) }  C_  ( 0..^ P )  /\  A. x  e.  ( 0..^ P )DECID  x  e.  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) } )  ->  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod  P ) }  e.  Fin )
446, 21, 42, 43syl3anc 1249 . 2  |-  ( ph  ->  { u  |  E. m  e.  ( 0 ... N ) u  =  ( ( m ^ 2 )  mod 
P ) }  e.  Fin )
451, 44eqeltrid 2283 1  |-  ( ph  ->  A  e.  Fin )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 104  DECID wdc 835    = wceq 1364   E.wex 1506    e. wcel 2167   {cab 2182   A.wral 2475   E.wrex 2476    C_ wss 3157  (class class class)co 5923   Fincfn 6801   0cc0 7882   NNcn 8993   2c2 9044   ZZcz 9329   ...cfz 10086  ..^cfzo 10220    mod cmo 10417   ^cexp 10633
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4149  ax-sep 4152  ax-nul 4160  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-iinf 4625  ax-cnex 7973  ax-resscn 7974  ax-1cn 7975  ax-1re 7976  ax-icn 7977  ax-addcl 7978  ax-addrcl 7979  ax-mulcl 7980  ax-mulrcl 7981  ax-addcom 7982  ax-mulcom 7983  ax-addass 7984  ax-mulass 7985  ax-distr 7986  ax-i2m1 7987  ax-0lt1 7988  ax-1rid 7989  ax-0id 7990  ax-rnegex 7991  ax-precex 7992  ax-cnre 7993  ax-pre-ltirr 7994  ax-pre-ltwlin 7995  ax-pre-lttrn 7996  ax-pre-apti 7997  ax-pre-ltadd 7998  ax-pre-mulgt0 7999  ax-pre-mulext 8000  ax-arch 8001
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3452  df-if 3563  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-iun 3919  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-tr 4133  df-id 4329  df-po 4332  df-iso 4333  df-iord 4402  df-on 4404  df-ilim 4405  df-suc 4407  df-iom 4628  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-f1 5264  df-fo 5265  df-f1o 5266  df-fv 5267  df-riota 5878  df-ov 5926  df-oprab 5927  df-mpo 5928  df-1st 6200  df-2nd 6201  df-recs 6365  df-frec 6451  df-1o 6476  df-er 6594  df-en 6802  df-fin 6804  df-pnf 8066  df-mnf 8067  df-xr 8068  df-ltxr 8069  df-le 8070  df-sub 8202  df-neg 8203  df-reap 8605  df-ap 8612  df-div 8703  df-inn 8994  df-2 9052  df-n0 9253  df-z 9330  df-uz 9605  df-q 9697  df-rp 9732  df-fz 10087  df-fzo 10221  df-fl 10363  df-mod 10418  df-seqfrec 10543  df-exp 10634
This theorem is referenced by:  4sqlemffi  12576  4sqleminfi  12577  4sqlem11  12581
  Copyright terms: Public domain W3C validator