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Theorem dvdsprmpweqle 12973
Description: If a positive integer divides a prime power, it is a prime power with a smaller exponent. (Contributed by AV, 25-Jul-2021.)
Assertion
Ref Expression
dvdsprmpweqle  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  ->  ( A  ||  ( P ^ N )  ->  E. n  e.  NN0  ( n  <_  N  /\  A  =  ( P ^ n ) ) ) )
Distinct variable groups:    A, n    n, N    P, n

Proof of Theorem dvdsprmpweqle
StepHypRef Expression
1 dvdsprmpweq 12971 . . . 4  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  ->  ( A  ||  ( P ^ N )  ->  E. n  e.  NN0  A  =  ( P ^ n ) ) )
21imp 124 . . 3  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N ) )  ->  E. n  e.  NN0  A  =  ( P ^
n ) )
3 simplr 529 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N
) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^
n ) )  ->  n  e.  NN0 )
43nn0zd 9644 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N
) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^
n ) )  ->  n  e.  ZZ )
5 simp3 1026 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  ->  N  e.  NN0 )
65ad3antrrr 492 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N
) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^
n ) )  ->  N  e.  NN0 )
76nn0zd 9644 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N
) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^
n ) )  ->  N  e.  ZZ )
8 zlelttric 9568 . . . . . . . 8  |-  ( ( n  e.  ZZ  /\  N  e.  ZZ )  ->  ( n  <_  N  \/  N  <  n ) )
94, 7, 8syl2anc 411 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N
) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^
n ) )  -> 
( n  <_  N  \/  N  <  n ) )
10 breq1 4096 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( A  =  ( P ^
n )  ->  ( A  ||  ( P ^ N )  <->  ( P ^ n )  ||  ( P ^ N ) ) )
1110adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^ n ) )  ->  ( A  ||  ( P ^ N
)  <->  ( P ^
n )  ||  ( P ^ N ) ) )
12 prmnn 12745 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  NN )
1312nnnn0d 9499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e. 
NN0 )
14133ad2ant1 1045 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  ->  P  e.  NN0 )
1514adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  ->  P  e.  NN0 )
16 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  ->  n  e.  NN0 )
1715, 16nn0expcld 11004 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( P ^ n
)  e.  NN0 )
1817nn0zd 9644 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( P ^ n
)  e.  ZZ )
1912nncnd 9199 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  CC )
20193ad2ant1 1045 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  ->  P  e.  CC )
2120adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  ->  P  e.  CC )
2212nnap0d 9231 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( P  e.  Prime  ->  P #  0 )
23223ad2ant1 1045 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  ->  P #  0 )
2423adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  ->  P #  0 )
25 nn0z 9543 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( n  e.  NN0  ->  n  e.  ZZ )
2625adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  ->  n  e.  ZZ )
2721, 24, 26expap0d 10987 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( P ^ n
) #  0 )
28 0zd 9535 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
0  e.  ZZ )
29 zapne 9598 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( P ^ n
)  e.  ZZ  /\  0  e.  ZZ )  ->  ( ( P ^
n ) #  0  <->  ( P ^ n )  =/=  0 ) )
3018, 28, 29syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( ( P ^
n ) #  0  <->  ( P ^ n )  =/=  0 ) )
3127, 30mpbid 147 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( P ^ n
)  =/=  0 )
325adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  ->  N  e.  NN0 )
3315, 32nn0expcld 11004 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( P ^ N
)  e.  NN0 )
3433nn0zd 9644 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( P ^ N
)  e.  ZZ )
35 dvdsval2 12414 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( P ^ n
)  e.  ZZ  /\  ( P ^ n )  =/=  0  /\  ( P ^ N )  e.  ZZ )  ->  (
( P ^ n
)  ||  ( P ^ N )  <->  ( ( P ^ N )  / 
( P ^ n
) )  e.  ZZ ) )
3618, 31, 34, 35syl3anc 1274 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( ( P ^
n )  ||  ( P ^ N )  <->  ( ( P ^ N )  / 
( P ^ n
) )  e.  ZZ ) )
3732nn0zd 9644 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  ->  N  e.  ZZ )
3821, 24, 26, 37expsubapd 10992 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( P ^ ( N  -  n )
)  =  ( ( P ^ N )  /  ( P ^
n ) ) )
3938eqcomd 2237 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( ( P ^ N )  /  ( P ^ n ) )  =  ( P ^
( N  -  n
) ) )
4039eleq1d 2300 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( ( ( P ^ N )  / 
( P ^ n
) )  e.  ZZ  <->  ( P ^ ( N  -  n ) )  e.  ZZ ) )
4121adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  P  e.  CC )
4224adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  P #  0
)
43 nn0cn 9454 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( N  e.  NN0  ->  N  e.  CC )
44433ad2ant3 1047 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  ->  N  e.  CC )
4544adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  ->  N  e.  CC )
46 nn0cn 9454 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( n  e.  NN0  ->  n  e.  CC )
4746adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  ->  n  e.  CC )
4845, 47subcld 8532 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( N  -  n
)  e.  CC )
4948adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( N  -  n )  e.  CC )
5044, 46anim12i 338 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( N  e.  CC  /\  n  e.  CC ) )
5150adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( N  e.  CC  /\  n  e.  CC ) )
52 negsubdi2 8480 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( N  e.  CC  /\  n  e.  CC )  -> 
-u ( N  -  n )  =  ( n  -  N ) )
5351, 52syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  -u ( N  -  n )  =  ( n  -  N
) )
545anim1ci 341 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( n  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )
)
55 ltsubnn0 9591 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( n  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( N  <  n  ->  ( n  -  N
)  e.  NN0 )
)
5654, 55syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( N  <  n  ->  ( n  -  N
)  e.  NN0 )
)
5756imp 124 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( n  -  N )  e.  NN0 )
5853, 57eqeltrd 2308 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  -u ( N  -  n )  e. 
NN0 )
59 expineg2 10856 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( P  e.  CC  /\  P #  0 )  /\  ( ( N  -  n )  e.  CC  /\  -u ( N  -  n
)  e.  NN0 )
)  ->  ( P ^ ( N  -  n ) )  =  ( 1  /  ( P ^ -u ( N  -  n ) ) ) )
6041, 42, 49, 58, 59syl22anc 1275 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( P ^ ( N  -  n ) )  =  ( 1  /  ( P ^ -u ( N  -  n ) ) ) )
6160eleq1d 2300 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( ( P ^ ( N  -  n ) )  e.  ZZ  <->  ( 1  / 
( P ^ -u ( N  -  n )
) )  e.  ZZ ) )
6212nnred 9198 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  RR )
63623ad2ant1 1045 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  ->  P  e.  RR )
6463adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  ->  P  e.  RR )
6564adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  P  e.  RR )
6665, 57reexpcld 10998 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( P ^ ( n  -  N ) )  e.  RR )
67 nn0z 9543 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( N  e.  NN0  ->  N  e.  ZZ )
68673ad2ant3 1047 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  ->  N  e.  ZZ )
6968, 25anim12i 338 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( N  e.  ZZ  /\  n  e.  ZZ ) )
70 znnsub 9575 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  n  e.  ZZ )  ->  ( N  <  n  <->  ( n  -  N )  e.  NN ) )
7169, 70syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( N  <  n  <->  ( n  -  N )  e.  NN ) )
7271biimpa 296 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( n  -  N )  e.  NN )
73 prmgt1 12767 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( P  e.  Prime  ->  1  < 
P )
74733ad2ant1 1045 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  ->  1  <  P )
7574adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
1  <  P )
7675adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  1  <  P )
77 expgt1 10885 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( P  e.  RR  /\  ( n  -  N
)  e.  NN  /\  1  <  P )  -> 
1  <  ( P ^ ( n  -  N ) ) )
7865, 72, 76, 77syl3anc 1274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  1  <  ( P ^ ( n  -  N ) ) )
7966, 78jca 306 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( ( P ^ ( n  -  N ) )  e.  RR  /\  1  < 
( P ^ (
n  -  N ) ) ) )
80 oveq2 6036 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( -u ( N  -  n
)  =  ( n  -  N )  -> 
( P ^ -u ( N  -  n )
)  =  ( P ^ ( n  -  N ) ) )
8180eleq1d 2300 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( -u ( N  -  n
)  =  ( n  -  N )  -> 
( ( P ^ -u ( N  -  n
) )  e.  RR  <->  ( P ^ ( n  -  N ) )  e.  RR ) )
8280breq2d 4105 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( -u ( N  -  n
)  =  ( n  -  N )  -> 
( 1  <  ( P ^ -u ( N  -  n ) )  <->  1  <  ( P ^ ( n  -  N ) ) ) )
8381, 82anbi12d 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( -u ( N  -  n
)  =  ( n  -  N )  -> 
( ( ( P ^ -u ( N  -  n ) )  e.  RR  /\  1  <  ( P ^ -u ( N  -  n )
) )  <->  ( ( P ^ ( n  -  N ) )  e.  RR  /\  1  < 
( P ^ (
n  -  N ) ) ) ) )
8479, 83syl5ibrcom 157 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( -u ( N  -  n )  =  ( n  -  N )  ->  (
( P ^ -u ( N  -  n )
)  e.  RR  /\  1  <  ( P ^ -u ( N  -  n
) ) ) ) )
8553, 84mpd 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( ( P ^ -u ( N  -  n ) )  e.  RR  /\  1  <  ( P ^ -u ( N  -  n )
) ) )
86 recnz 9617 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( P ^ -u ( N  -  n )
)  e.  RR  /\  1  <  ( P ^ -u ( N  -  n
) ) )  ->  -.  ( 1  /  ( P ^ -u ( N  -  n ) ) )  e.  ZZ )
8785, 86syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  -.  (
1  /  ( P ^ -u ( N  -  n ) ) )  e.  ZZ )
8887pm2.21d 624 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( (
1  /  ( P ^ -u ( N  -  n ) ) )  e.  ZZ  ->  n  <_  N ) )
8961, 88sylbid 150 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( ( P ^ ( N  -  n ) )  e.  ZZ  ->  n  <_  N ) )
9089ex 115 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( N  <  n  ->  ( ( P ^
( N  -  n
) )  e.  ZZ  ->  n  <_  N )
) )
9190com23 78 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( ( P ^
( N  -  n
) )  e.  ZZ  ->  ( N  <  n  ->  n  <_  N )
) )
9240, 91sylbid 150 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( ( ( P ^ N )  / 
( P ^ n
) )  e.  ZZ  ->  ( N  <  n  ->  n  <_  N )
) )
9336, 92sylbid 150 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( ( P ^
n )  ||  ( P ^ N )  -> 
( N  <  n  ->  n  <_  N )
) )
9493adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^ n ) )  ->  ( ( P ^ n )  ||  ( P ^ N )  ->  ( N  < 
n  ->  n  <_  N ) ) )
9511, 94sylbid 150 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^ n ) )  ->  ( A  ||  ( P ^ N
)  ->  ( N  <  n  ->  n  <_  N ) ) )
9695ex 115 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( A  =  ( P ^ n )  ->  ( A  ||  ( P ^ N )  ->  ( N  < 
n  ->  n  <_  N ) ) ) )
9796com23 78 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( A  ||  ( P ^ N )  -> 
( A  =  ( P ^ n )  ->  ( N  < 
n  ->  n  <_  N ) ) ) )
9897ex 115 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  ->  (
n  e.  NN0  ->  ( A  ||  ( P ^ N )  -> 
( A  =  ( P ^ n )  ->  ( N  < 
n  ->  n  <_  N ) ) ) ) )
9998com23 78 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  ->  ( A  ||  ( P ^ N )  ->  (
n  e.  NN0  ->  ( A  =  ( P ^ n )  -> 
( N  <  n  ->  n  <_  N )
) ) ) )
10099imp41 353 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N
) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^
n ) )  -> 
( N  <  n  ->  n  <_  N )
)
101100com12 30 . . . . . . . 8  |-  ( N  <  n  ->  (
( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N
) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^
n ) )  ->  n  <_  N ) )
102101jao1i 804 . . . . . . 7  |-  ( ( n  <_  N  \/  N  <  n )  -> 
( ( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N ) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^ n ) )  ->  n  <_  N
) )
1039, 102mpcom 36 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N
) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^
n ) )  ->  n  <_  N )
104 simpr 110 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N
) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^
n ) )  ->  A  =  ( P ^ n ) )
105103, 104jca 306 . . . . 5  |-  ( ( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N
) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^
n ) )  -> 
( n  <_  N  /\  A  =  ( P ^ n ) ) )
106105ex 115 . . . 4  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N ) )  /\  n  e.  NN0 )  ->  ( A  =  ( P ^ n
)  ->  ( n  <_  N  /\  A  =  ( P ^ n
) ) ) )
107106reximdva 2635 . . 3  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N ) )  -> 
( E. n  e. 
NN0  A  =  ( P ^ n )  ->  E. n  e.  NN0  ( n  <_  N  /\  A  =  ( P ^ n ) ) ) )
1082, 107mpd 13 . 2  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N ) )  ->  E. n  e.  NN0  ( n  <_  N  /\  A  =  ( P ^ n ) ) )
109108ex 115 1  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  ->  ( A  ||  ( P ^ N )  ->  E. n  e.  NN0  ( n  <_  N  /\  A  =  ( P ^ n ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 104    <-> wb 105    \/ wo 716    /\ w3a 1005    = wceq 1398    e. wcel 2202    =/= wne 2403   E.wrex 2512   class class class wbr 4093  (class class class)co 6028   CCcc 8073   RRcr 8074   0cc0 8075   1c1 8076    < clt 8256    <_ cle 8257    - cmin 8392   -ucneg 8393   # cap 8803    / cdiv 8894   NNcn 9185   NN0cn0 9444   ZZcz 9523   ^cexp 10846    || cdvds 12411   Primecprime 12742
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 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4209  ax-sep 4212  ax-nul 4220  ax-pow 4270  ax-pr 4305  ax-un 4536  ax-setind 4641  ax-iinf 4692  ax-cnex 8166  ax-resscn 8167  ax-1cn 8168  ax-1re 8169  ax-icn 8170  ax-addcl 8171  ax-addrcl 8172  ax-mulcl 8173  ax-mulrcl 8174  ax-addcom 8175  ax-mulcom 8176  ax-addass 8177  ax-mulass 8178  ax-distr 8179  ax-i2m1 8180  ax-0lt1 8181  ax-1rid 8182  ax-0id 8183  ax-rnegex 8184  ax-precex 8185  ax-cnre 8186  ax-pre-ltirr 8187  ax-pre-ltwlin 8188  ax-pre-lttrn 8189  ax-pre-apti 8190  ax-pre-ltadd 8191  ax-pre-mulgt0 8192  ax-pre-mulext 8193  ax-arch 8194  ax-caucvg 8195
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 839  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2364  df-ne 2404  df-nel 2499  df-ral 2516  df-rex 2517  df-reu 2518  df-rmo 2519  df-rab 2520  df-v 2805  df-sbc 3033  df-csb 3129  df-dif 3203  df-un 3205  df-in 3207  df-ss 3214  df-nul 3497  df-if 3608  df-pw 3658  df-sn 3679  df-pr 3680  df-op 3682  df-uni 3899  df-int 3934  df-iun 3977  df-br 4094  df-opab 4156  df-mpt 4157  df-tr 4193  df-id 4396  df-po 4399  df-iso 4400  df-iord 4469  df-on 4471  df-ilim 4472  df-suc 4474  df-iom 4695  df-xp 4737  df-rel 4738  df-cnv 4739  df-co 4740  df-dm 4741  df-rn 4742  df-res 4743  df-ima 4744  df-iota 5293  df-fun 5335  df-fn 5336  df-f 5337  df-f1 5338  df-fo 5339  df-f1o 5340  df-fv 5341  df-isom 5342  df-riota 5981  df-ov 6031  df-oprab 6032  df-mpo 6033  df-1st 6312  df-2nd 6313  df-recs 6514  df-frec 6600  df-1o 6625  df-2o 6626  df-er 6745  df-en 6953  df-sup 7226  df-inf 7227  df-pnf 8258  df-mnf 8259  df-xr 8260  df-ltxr 8261  df-le 8262  df-sub 8394  df-neg 8395  df-reap 8797  df-ap 8804  df-div 8895  df-inn 9186  df-2 9244  df-3 9245  df-4 9246  df-n0 9445  df-xnn0 9510  df-z 9524  df-uz 9800  df-q 9898  df-rp 9933  df-fz 10289  df-fzo 10423  df-fl 10576  df-mod 10631  df-seqfrec 10756  df-exp 10847  df-cj 11465  df-re 11466  df-im 11467  df-rsqrt 11621  df-abs 11622  df-dvds 12412  df-gcd 12588  df-prm 12743  df-pc 12921
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