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Theorem dvdsprmpweqle 12631
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 12629 . . . 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 528 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N
) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^
n ) )  ->  n  e.  NN0 )
43nn0zd 9492 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N
) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^
n ) )  ->  n  e.  ZZ )
5 simp3 1001 . . . . . . . . . 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 9492 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e. 
NN0 )  /\  A  ||  ( P ^ N
) )  /\  n  e.  NN0 )  /\  A  =  ( P ^
n ) )  ->  N  e.  ZZ )
8 zlelttric 9416 . . . . . . . 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 4046 . . . . . . . . . . . . . . . 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 12403 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  NN )
1312nnnn0d 9347 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e. 
NN0 )
14133ad2ant1 1020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10839 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( P ^ n
)  e.  NN0 )
1817nn0zd 9492 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( P ^ n
)  e.  ZZ )
1912nncnd 9049 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  CC )
20193ad2ant1 1020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9081 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( P  e.  Prime  ->  P #  0 )
23223ad2ant1 1020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9391 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10822 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( P ^ n
) #  0 )
28 0zd 9383 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
0  e.  ZZ )
29 zapne 9446 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10839 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( P ^ N
)  e.  NN0 )
3433nn0zd 9492 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( P ^ N
)  e.  ZZ )
35 dvdsval2 12072 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1249 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( ( P ^
n )  ||  ( P ^ N )  <->  ( ( P ^ N )  / 
( P ^ n
) )  e.  ZZ ) )
3732nn0zd 9492 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  ->  N  e.  ZZ )
3821, 24, 26, 37expsubapd 10827 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( P ^ ( N  -  n )
)  =  ( ( P ^ N )  /  ( P ^
n ) ) )
3938eqcomd 2210 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( P  e.  Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  -> 
( ( P ^ N )  /  ( P ^ n ) )  =  ( P ^
( N  -  n
) ) )
4039eleq1d 2273 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9304 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( N  e.  NN0  ->  N  e.  CC )
44433ad2ant3 1022 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9304 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8382 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8330 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9439 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2281 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  -u ( N  -  n )  e. 
NN0 )
59 expineg2 10691 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1250 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( P ^ ( N  -  n ) )  =  ( 1  /  ( P ^ -u ( N  -  n ) ) ) )
6160eleq1d 2273 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9048 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  RR )
63623ad2ant1 1020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10833 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ( P  e. 
Prime  /\  A  e.  NN  /\  N  e.  NN0 )  /\  n  e.  NN0 )  /\  N  <  n
)  ->  ( P ^ ( n  -  N ) )  e.  RR )
67 nn0z 9391 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( N  e.  NN0  ->  N  e.  ZZ )
68673ad2ant3 1022 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9423 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 12425 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( P  e.  Prime  ->  1  < 
P )
74733ad2ant1 1020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10720 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( P  e.  RR  /\  ( n  -  N
)  e.  NN  /\  1  <  P )  -> 
1  <  ( P ^ ( n  -  N ) ) )
7865, 72, 76, 77syl3anc 1249 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 5951 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( -u ( N  -  n
)  =  ( n  -  N )  -> 
( P ^ -u ( N  -  n )
)  =  ( P ^ ( n  -  N ) ) )
8180eleq1d 2273 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( -u ( N  -  n
)  =  ( n  -  N )  -> 
( ( P ^ -u ( N  -  n
) )  e.  RR  <->  ( P ^ ( n  -  N ) )  e.  RR ) )
8280breq2d 4055 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9465 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 620 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 797 . . . . . . 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 2607 . . 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 709    /\ w3a 980    = wceq 1372    e. wcel 2175    =/= wne 2375   E.wrex 2484   class class class wbr 4043  (class class class)co 5943   CCcc 7922   RRcr 7923   0cc0 7924   1c1 7925    < clt 8106    <_ cle 8107    - cmin 8242   -ucneg 8243   # cap 8653    / cdiv 8744   NNcn 9035   NN0cn0 9294   ZZcz 9371   ^cexp 10681    || cdvds 12069   Primecprime 12400
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 1469  ax-7 1470  ax-gen 1471  ax-ie1 1515  ax-ie2 1516  ax-8 1526  ax-10 1527  ax-11 1528  ax-i12 1529  ax-bndl 1531  ax-4 1532  ax-17 1548  ax-i9 1552  ax-ial 1556  ax-i5r 1557  ax-13 2177  ax-14 2178  ax-ext 2186  ax-coll 4158  ax-sep 4161  ax-nul 4169  ax-pow 4217  ax-pr 4252  ax-un 4479  ax-setind 4584  ax-iinf 4635  ax-cnex 8015  ax-resscn 8016  ax-1cn 8017  ax-1re 8018  ax-icn 8019  ax-addcl 8020  ax-addrcl 8021  ax-mulcl 8022  ax-mulrcl 8023  ax-addcom 8024  ax-mulcom 8025  ax-addass 8026  ax-mulass 8027  ax-distr 8028  ax-i2m1 8029  ax-0lt1 8030  ax-1rid 8031  ax-0id 8032  ax-rnegex 8033  ax-precex 8034  ax-cnre 8035  ax-pre-ltirr 8036  ax-pre-ltwlin 8037  ax-pre-lttrn 8038  ax-pre-apti 8039  ax-pre-ltadd 8040  ax-pre-mulgt0 8041  ax-pre-mulext 8042  ax-arch 8043  ax-caucvg 8044
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 832  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1375  df-fal 1378  df-nf 1483  df-sb 1785  df-eu 2056  df-mo 2057  df-clab 2191  df-cleq 2197  df-clel 2200  df-nfc 2336  df-ne 2376  df-nel 2471  df-ral 2488  df-rex 2489  df-reu 2490  df-rmo 2491  df-rab 2492  df-v 2773  df-sbc 2998  df-csb 3093  df-dif 3167  df-un 3169  df-in 3171  df-ss 3178  df-nul 3460  df-if 3571  df-pw 3617  df-sn 3638  df-pr 3639  df-op 3641  df-uni 3850  df-int 3885  df-iun 3928  df-br 4044  df-opab 4105  df-mpt 4106  df-tr 4142  df-id 4339  df-po 4342  df-iso 4343  df-iord 4412  df-on 4414  df-ilim 4415  df-suc 4417  df-iom 4638  df-xp 4680  df-rel 4681  df-cnv 4682  df-co 4683  df-dm 4684  df-rn 4685  df-res 4686  df-ima 4687  df-iota 5231  df-fun 5272  df-fn 5273  df-f 5274  df-f1 5275  df-fo 5276  df-f1o 5277  df-fv 5278  df-isom 5279  df-riota 5898  df-ov 5946  df-oprab 5947  df-mpo 5948  df-1st 6225  df-2nd 6226  df-recs 6390  df-frec 6476  df-1o 6501  df-2o 6502  df-er 6619  df-en 6827  df-sup 7085  df-inf 7086  df-pnf 8108  df-mnf 8109  df-xr 8110  df-ltxr 8111  df-le 8112  df-sub 8244  df-neg 8245  df-reap 8647  df-ap 8654  df-div 8745  df-inn 9036  df-2 9094  df-3 9095  df-4 9096  df-n0 9295  df-xnn0 9358  df-z 9372  df-uz 9648  df-q 9740  df-rp 9775  df-fz 10130  df-fzo 10264  df-fl 10411  df-mod 10466  df-seqfrec 10591  df-exp 10682  df-cj 11124  df-re 11125  df-im 11126  df-rsqrt 11280  df-abs 11281  df-dvds 12070  df-gcd 12246  df-prm 12401  df-pc 12579
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