Theorem gausslemma2dlem0c 15578

Description: Auxiliary lemma 3 for gausslemma2d 15596. (Contributed by AV, 13-Jul-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
gausslemma2dlem0a.p	|- ( ph -> P e. ( Prime \ { 2 } ) )
gausslemma2dlem0b.h	|- H = ( ( P - 1 ) / 2 )

Assertion

Ref	Expression
gausslemma2dlem0c	|- ( ph -> ( ( ! ` H ) gcd P ) = 1 )

Proof of Theorem gausslemma2dlem0c

Step	Hyp	Ref	Expression
1		gausslemma2dlem0a.p	. . . . 5 |- ( ph -> P e. ( Prime \ { 2 } ) )
2		eldifi 3297	. . . . 5 |- ( P e. ( Prime \ { 2 } ) -> P e. Prime )
3	1, 2	syl 14	. . . 4 |- ( ph -> P e. Prime )
4		gausslemma2dlem0b.h	. . . . . 6 |- H = ( ( P - 1 ) / 2 )
5	1, 4	gausslemma2dlem0b 15577	. . . . 5 |- ( ph -> H e. NN )
6	5	nnnn0d 9361	. . . 4 |- ( ph -> H e. NN0 )
7	3, 6	jca 306	. . 3 |- ( ph -> ( P e. Prime /\ H e. NN0 ) )
8		prmnn 12482	. . . . 5 |- ( P e. Prime -> P e. NN )
9		nnre 9056	. . . . . . . 8 |- ( P e. NN -> P e. RR )
10		peano2rem 8352	. . . . . . . 8 |- ( P e. RR -> ( P - 1 ) e. RR )
11	9, 10	syl 14	. . . . . . 7 |- ( P e. NN -> ( P - 1 ) e. RR )
12		2re 9119	. . . . . . . . 9 |- 2 e. RR
13	12	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( P e. NN -> 2 e. RR )
14	13, 9	remulcld 8116	. . . . . . 7 |- ( P e. NN -> ( 2 x. P ) e. RR )
15	9	ltm1d 9018	. . . . . . 7 |- ( P e. NN -> ( P - 1 ) < P )
16		nnnn0 9315	. . . . . . . . 9 |- ( P e. NN -> P e. NN0 )
17	16	nn0ge0d 9364	. . . . . . . 8 |- ( P e. NN -> 0 <_ P )
18		1le2 9258	. . . . . . . . 9 |- 1 <_ 2
19	18	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( P e. NN -> 1 <_ 2 )
20	9, 13, 17, 19	lemulge12d 9024	. . . . . . 7 |- ( P e. NN -> P <_ ( 2 x. P ) )
21	11, 9, 14, 15, 20	ltletrd 8509	. . . . . 6 |- ( P e. NN -> ( P - 1 ) < ( 2 x. P ) )
22		2pos 9140	. . . . . . . . 9 |- 0 < 2
23	12, 22	pm3.2i 272	. . . . . . . 8 |- ( 2 e. RR /\ 0 < 2 )
24	23	a1i 9	. . . . . . 7 |- ( P e. NN -> ( 2 e. RR /\ 0 < 2 ) )
25		ltdivmul 8962	. . . . . . 7 |- ( ( ( P - 1 ) e. RR /\ P e. RR /\ ( 2 e. RR /\ 0 < 2 ) ) -> ( ( ( P - 1 ) / 2 ) < P <-> ( P - 1 ) < ( 2 x. P ) ) )
26	11, 9, 24, 25	syl3anc 1250	. . . . . 6 |- ( P e. NN -> ( ( ( P - 1 ) / 2 ) < P <-> ( P - 1 ) < ( 2 x. P ) ) )
27	21, 26	mpbird 167	. . . . 5 |- ( P e. NN -> ( ( P - 1 ) / 2 ) < P )
28	1, 2, 8, 27	4syl 18	. . . 4 |- ( ph -> ( ( P - 1 ) / 2 ) < P )
29	4, 28	eqbrtrid 4083	. . 3 |- ( ph -> H < P )
30		prmndvdsfaclt 12528	. . 3 |- ( ( P e. Prime /\ H e. NN0 ) -> ( H < P -> -. P || ( ! ` H ) ) )
31	7, 29, 30	sylc 62	. 2 |- ( ph -> -. P || ( ! ` H ) )
32	6	faccld 10894	. . . . . 6 |- ( ph -> ( ! ` H ) e. NN )
33	32	nnzd 9507	. . . . 5 |- ( ph -> ( ! ` H ) e. ZZ )
34		nnz 9404	. . . . . 6 |- ( P e. NN -> P e. ZZ )
35	1, 2, 8, 34	4syl 18	. . . . 5 |- ( ph -> P e. ZZ )
36	33, 35	gcdcomd 12345	. . . 4 |- ( ph -> ( ( ! ` H ) gcd P ) = ( P gcd ( ! ` H ) ) )
37	36	eqeq1d 2215	. . 3 |- ( ph -> ( ( ( ! ` H ) gcd P ) = 1 <-> ( P gcd ( ! ` H ) ) = 1 ) )
38		coprm 12516	. . . 4 |- ( ( P e. Prime /\ ( ! ` H ) e. ZZ ) -> ( -. P || ( ! ` H ) <-> ( P gcd ( ! ` H ) ) = 1 ) )
39	3, 33, 38	syl2anc 411	. . 3 |- ( ph -> ( -. P || ( ! ` H ) <-> ( P gcd ( ! ` H ) ) = 1 ) )
40	37, 39	bitr4d 191	. 2 |- ( ph -> ( ( ( ! ` H ) gcd P ) = 1 <-> -. P || ( ! ` H ) ) )
41	31, 40	mpbird 167	1 |- ( ph -> ( ( ! ` H ) gcd P ) = 1 )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   = wceq 1373   e. wcel 2177   \ cdif 3165   {csn 3635   class class class wbr 4048   ` cfv 5277  (class class class)co 5954   RRcr 7937   0cc0 7938   1c1 7939   x. cmul 7943   < clt 8120   <_ cle 8121   - cmin 8256   / cdiv 8758   NNcn 9049   2c2 9100   NN0cn0 9308   ZZcz 9385   !cfa 10883   || cdvds 12148   gcd cgcd 12324   Primecprime 12479

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 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2179  ax-14 2180  ax-ext 2188  ax-coll 4164  ax-sep 4167  ax-nul 4175  ax-pow 4223  ax-pr 4258  ax-un 4485  ax-setind 4590  ax-iinf 4641  ax-cnex 8029  ax-resscn 8030  ax-1cn 8031  ax-1re 8032  ax-icn 8033  ax-addcl 8034  ax-addrcl 8035  ax-mulcl 8036  ax-mulrcl 8037  ax-addcom 8038  ax-mulcom 8039  ax-addass 8040  ax-mulass 8041  ax-distr 8042  ax-i2m1 8043  ax-0lt1 8044  ax-1rid 8045  ax-0id 8046  ax-rnegex 8047  ax-precex 8048  ax-cnre 8049  ax-pre-ltirr 8050  ax-pre-ltwlin 8051  ax-pre-lttrn 8052  ax-pre-apti 8053  ax-pre-ltadd 8054  ax-pre-mulgt0 8055  ax-pre-mulext 8056  ax-arch 8057  ax-caucvg 8058

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-xor 1396  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2193  df-cleq 2199  df-clel 2202  df-nfc 2338  df-ne 2378  df-nel 2473  df-ral 2490  df-rex 2491  df-reu 2492  df-rmo 2493  df-rab 2494  df-v 2775  df-sbc 3001  df-csb 3096  df-dif 3170  df-un 3172  df-in 3174  df-ss 3181  df-nul 3463  df-if 3574  df-pw 3620  df-sn 3641  df-pr 3642  df-op 3644  df-uni 3854  df-int 3889  df-iun 3932  df-br 4049  df-opab 4111  df-mpt 4112  df-tr 4148  df-id 4345  df-po 4348  df-iso 4349  df-iord 4418  df-on 4420  df-ilim 4421  df-suc 4423  df-iom 4644  df-xp 4686  df-rel 4687  df-cnv 4688  df-co 4689  df-dm 4690  df-rn 4691  df-res 4692  df-ima 4693  df-iota 5238  df-fun 5279  df-fn 5280  df-f 5281  df-f1 5282  df-fo 5283  df-f1o 5284  df-fv 5285  df-riota 5909  df-ov 5957  df-oprab 5958  df-mpo 5959  df-1st 6236  df-2nd 6237  df-recs 6401  df-frec 6487  df-1o 6512  df-2o 6513  df-er 6630  df-en 6838  df-sup 7098  df-pnf 8122  df-mnf 8123  df-xr 8124  df-ltxr 8125  df-le 8126  df-sub 8258  df-neg 8259  df-reap 8661  df-ap 8668  df-div 8759  df-inn 9050  df-2 9108  df-3 9109  df-4 9110  df-n0 9309  df-z 9386  df-uz 9662  df-q 9754  df-rp 9789  df-fz 10144  df-fzo 10278  df-fl 10426  df-mod 10481  df-seqfrec 10606  df-exp 10697  df-fac 10884  df-cj 11203  df-re 11204  df-im 11205  df-rsqrt 11359  df-abs 11360  df-dvds 12149  df-gcd 12325  df-prm 12480

This theorem is referenced by:  gausslemma2dlem7  15595