Theorem dvdsprmpweqnn 12244

Description: If an integer greater than 1 divides a prime power, it is a (proper) prime power. (Contributed by AV, 13-Aug-2021.)

Assertion

Ref	Expression
dvdsprmpweqnn	|- ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) -> ( A || ( P ^ N ) -> E. n e. NN A = ( P ^ n ) ) )

Distinct variable groups:   A, n   n, N   P, n

Proof of Theorem dvdsprmpweqnn

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eluz2nn 9495	. . . . 5 |- ( A e. ( ZZ>= ` 2 ) -> A e. NN )
2		dvdsprmpweq 12243	. . . . 5 |- ( ( P e. Prime /\ A e. NN /\ N e. NN0 ) -> ( A || ( P ^ N ) -> E. n e. NN0 A = ( P ^ n ) ) )
3	1, 2	syl3an2 1261	. . . 4 |- ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) -> ( A || ( P ^ N ) -> E. n e. NN0 A = ( P ^ n ) ) )
4	3	imp 123	. . 3 |- ( ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) /\ A || ( P ^ N ) ) -> E. n e. NN0 A = ( P ^ n ) )
5		df-n0 9106	. . . . . 6 |- NN0 = ( NN u. { 0 } )
6	5	rexeqi 2664	. . . . 5 |- ( E. n e. NN0 A = ( P ^ n ) <-> E. n e. ( NN u. { 0 } ) A = ( P ^ n ) )
7		rexun 3297	. . . . 5 |- ( E. n e. ( NN u. { 0 } ) A = ( P ^ n ) <-> ( E. n e. NN A = ( P ^ n ) \/ E. n e. { 0 } A = ( P ^ n ) ) )
8	6, 7	bitri 183	. . . 4 |- ( E. n e. NN0 A = ( P ^ n ) <-> ( E. n e. NN A = ( P ^ n ) \/ E. n e. { 0 } A = ( P ^ n ) ) )
9		0z 9193	. . . . . . 7 |- 0 e. ZZ
10		oveq2 5844	. . . . . . . . 9 |- ( n = 0 -> ( P ^ n ) = ( P ^ 0 ) )
11	10	eqeq2d 2176	. . . . . . . 8 |- ( n = 0 -> ( A = ( P ^ n ) <-> A = ( P ^ 0 ) ) )
12	11	rexsng 3611	. . . . . . 7 |- ( 0 e. ZZ -> ( E. n e. { 0 } A = ( P ^ n ) <-> A = ( P ^ 0 ) ) )
13	9, 12	ax-mp 5	. . . . . 6 |- ( E. n e. { 0 } A = ( P ^ n ) <-> A = ( P ^ 0 ) )
14		prmnn 12021	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( P e. Prime -> P e. NN )
15	14	nncnd 8862	. . . . . . . . . . . 12 |- ( P e. Prime -> P e. CC )
16	15	exp0d 10571	. . . . . . . . . . 11 |- ( P e. Prime -> ( P ^ 0 ) = 1 )
17	16	3ad2ant1 1007	. . . . . . . . . 10 |- ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) -> ( P ^ 0 ) = 1 )
18	17	eqeq2d 2176	. . . . . . . . 9 |- ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) -> ( A = ( P ^ 0 ) <-> A = 1 ) )
19		eluz2b3 9533	. . . . . . . . . . 11 |- ( A e. ( ZZ>= ` 2 ) <-> ( A e. NN /\ A =/= 1 ) )
20		eqneqall 2344	. . . . . . . . . . . 12 |- ( A = 1 -> ( A =/= 1 -> ( A || ( P ^ N ) -> E. n e. NN A = ( P ^ n ) ) ) )
21	20	com12 30	. . . . . . . . . . 11 |- ( A =/= 1 -> ( A = 1 -> ( A || ( P ^ N ) -> E. n e. NN A = ( P ^ n ) ) ) )
22	19, 21	simplbiim 385	. . . . . . . . . 10 |- ( A e. ( ZZ>= ` 2 ) -> ( A = 1 -> ( A || ( P ^ N ) -> E. n e. NN A = ( P ^ n ) ) ) )
23	22	3ad2ant2 1008	. . . . . . . . 9 |- ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) -> ( A = 1 -> ( A || ( P ^ N ) -> E. n e. NN A = ( P ^ n ) ) ) )
24	18, 23	sylbid 149	. . . . . . . 8 |- ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) -> ( A = ( P ^ 0 ) -> ( A || ( P ^ N ) -> E. n e. NN A = ( P ^ n ) ) ) )
25	24	com12 30	. . . . . . 7 |- ( A = ( P ^ 0 ) -> ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) -> ( A || ( P ^ N ) -> E. n e. NN A = ( P ^ n ) ) ) )
26	25	impd 252	. . . . . 6 |- ( A = ( P ^ 0 ) -> ( ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) /\ A || ( P ^ N ) ) -> E. n e. NN A = ( P ^ n ) ) )
27	13, 26	sylbi 120	. . . . 5 |- ( E. n e. { 0 } A = ( P ^ n ) -> ( ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) /\ A || ( P ^ N ) ) -> E. n e. NN A = ( P ^ n ) ) )
28	27	jao1i 786	. . . 4 |- ( ( E. n e. NN A = ( P ^ n ) \/ E. n e. { 0 } A = ( P ^ n ) ) -> ( ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) /\ A || ( P ^ N ) ) -> E. n e. NN A = ( P ^ n ) ) )
29	8, 28	sylbi 120	. . 3 |- ( E. n e. NN0 A = ( P ^ n ) -> ( ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) /\ A || ( P ^ N ) ) -> E. n e. NN A = ( P ^ n ) ) )
30	4, 29	mpcom 36	. 2 |- ( ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) /\ A || ( P ^ N ) ) -> E. n e. NN A = ( P ^ n ) )
31	30	ex 114	1 |- ( ( P e. Prime /\ A e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ N e. NN0 ) -> ( A || ( P ^ N ) -> E. n e. NN A = ( P ^ n ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   \/ wo 698   /\ w3a 967   = wceq 1342   e. wcel 2135   =/= wne 2334   E.wrex 2443   u. cun 3109   {csn 3570   class class class wbr 3976   ` cfv 5182  (class class class)co 5836   0cc0 7744   1c1 7745   NNcn 8848   2c2 8899   NN0cn0 9105   ZZcz 9182   ZZ>=cuz 9457   ^cexp 10444   || cdvds 11713   Primecprime 12018

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1434  ax-7 1435  ax-gen 1436  ax-ie1 1480  ax-ie2 1481  ax-8 1491  ax-10 1492  ax-11 1493  ax-i12 1494  ax-bndl 1496  ax-4 1497  ax-17 1513  ax-i9 1517  ax-ial 1521  ax-i5r 1522  ax-13 2137  ax-14 2138  ax-ext 2146  ax-coll 4091  ax-sep 4094  ax-nul 4102  ax-pow 4147  ax-pr 4181  ax-un 4405  ax-setind 4508  ax-iinf 4559  ax-cnex 7835  ax-resscn 7836  ax-1cn 7837  ax-1re 7838  ax-icn 7839  ax-addcl 7840  ax-addrcl 7841  ax-mulcl 7842  ax-mulrcl 7843  ax-addcom 7844  ax-mulcom 7845  ax-addass 7846  ax-mulass 7847  ax-distr 7848  ax-i2m1 7849  ax-0lt1 7850  ax-1rid 7851  ax-0id 7852  ax-rnegex 7853  ax-precex 7854  ax-cnre 7855  ax-pre-ltirr 7856  ax-pre-ltwlin 7857  ax-pre-lttrn 7858  ax-pre-apti 7859  ax-pre-ltadd 7860  ax-pre-mulgt0 7861  ax-pre-mulext 7862  ax-arch 7863  ax-caucvg 7864

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-stab 821  df-dc 825  df-3or 968  df-3an 969  df-tru 1345  df-fal 1348  df-nf 1448  df-sb 1750  df-eu 2016  df-mo 2017  df-clab 2151  df-cleq 2157  df-clel 2160  df-nfc 2295  df-ne 2335  df-nel 2430  df-ral 2447  df-rex 2448  df-reu 2449  df-rmo 2450  df-rab 2451  df-v 2723  df-sbc 2947  df-csb 3041  df-dif 3113  df-un 3115  df-in 3117  df-ss 3124  df-nul 3405  df-if 3516  df-pw 3555  df-sn 3576  df-pr 3577  df-op 3579  df-uni 3784  df-int 3819  df-iun 3862  df-br 3977  df-opab 4038  df-mpt 4039  df-tr 4075  df-id 4265  df-po 4268  df-iso 4269  df-iord 4338  df-on 4340  df-ilim 4341  df-suc 4343  df-iom 4562  df-xp 4604  df-rel 4605  df-cnv 4606  df-co 4607  df-dm 4608  df-rn 4609  df-res 4610  df-ima 4611  df-iota 5147  df-fun 5184  df-fn 5185  df-f 5186  df-f1 5187  df-fo 5188  df-f1o 5189  df-fv 5190  df-isom 5191  df-riota 5792  df-ov 5839  df-oprab 5840  df-mpo 5841  df-1st 6100  df-2nd 6101  df-recs 6264  df-frec 6350  df-1o 6375  df-2o 6376  df-er 6492  df-en 6698  df-sup 6940  df-inf 6941  df-pnf 7926  df-mnf 7927  df-xr 7928  df-ltxr 7929  df-le 7930  df-sub 8062  df-neg 8063  df-reap 8464  df-ap 8471  df-div 8560  df-inn 8849  df-2 8907  df-3 8908  df-4 8909  df-n0 9106  df-xnn0 9169  df-z 9183  df-uz 9458  df-q 9549  df-rp 9581  df-fz 9936  df-fzo 10068  df-fl 10195  df-mod 10248  df-seqfrec 10371  df-exp 10445  df-cj 10770  df-re 10771  df-im 10772  df-rsqrt 10926  df-abs 10927  df-dvds 11714  df-gcd 11861  df-prm 12019  df-pc 12194

This theorem is referenced by:  difsqpwdvds  12246