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Theorem isprm5lem 12154
Description: Lemma for isprm5 12155. The interesting direction (showing that one only needs to check prime divisors up to the square root of  P). (Contributed by Jim Kingdon, 20-Oct-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
isprm5lem.p  |-  ( ph  ->  P  e.  ( ZZ>= ` 
2 ) )
isprm5lem.z  |-  ( ph  ->  A. z  e.  Prime  ( ( z ^ 2 )  <_  P  ->  -.  z  ||  P ) )
isprm5lem.x  |-  ( ph  ->  X  e.  ( 2 ... ( P  - 
1 ) ) )
Assertion
Ref Expression
isprm5lem  |-  ( ph  ->  -.  X  ||  P
)
Distinct variable groups:    z, P    z, X
Allowed substitution hint:    ph( z)

Proof of Theorem isprm5lem
Dummy variables  w  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isprm5lem.x . . 3  |-  ( ph  ->  X  e.  ( 2 ... ( P  - 
1 ) ) )
2 elfzuz 10034 . . 3  |-  ( X  e.  ( 2 ... ( P  -  1 ) )  ->  X  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
3 exprmfct 12151 . . 3  |-  ( X  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  E. y  e.  Prime  y  ||  X
)
41, 2, 33syl 17 . 2  |-  ( ph  ->  E. y  e.  Prime  y 
||  X )
5 simpr 110 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  ->  ( y ^ 2 )  <_  P )
6 oveq1 5895 . . . . . . . 8  |-  ( z  =  y  ->  (
z ^ 2 )  =  ( y ^
2 ) )
76breq1d 4025 . . . . . . 7  |-  ( z  =  y  ->  (
( z ^ 2 )  <_  P  <->  ( y ^ 2 )  <_  P ) )
8 breq1 4018 . . . . . . . 8  |-  ( z  =  y  ->  (
z  ||  P  <->  y  ||  P ) )
98notbid 668 . . . . . . 7  |-  ( z  =  y  ->  ( -.  z  ||  P  <->  -.  y  ||  P ) )
107, 9imbi12d 234 . . . . . 6  |-  ( z  =  y  ->  (
( ( z ^
2 )  <_  P  ->  -.  z  ||  P
)  <->  ( ( y ^ 2 )  <_  P  ->  -.  y  ||  P ) ) )
11 isprm5lem.z . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  A. z  e.  Prime  ( ( z ^ 2 )  <_  P  ->  -.  z  ||  P ) )
1211ad2antrr 488 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  ->  A. z  e.  Prime  ( ( z ^ 2 )  <_  P  ->  -.  z  ||  P ) )
13 simplrl 535 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  ->  y  e.  Prime )
1410, 12, 13rspcdva 2858 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  ->  ( ( y ^
2 )  <_  P  ->  -.  y  ||  P
) )
155, 14mpd 13 . . . 4  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  ->  -.  y  ||  P
)
16 prmz 12124 . . . . . . 7  |-  ( y  e.  Prime  ->  y  e.  ZZ )
1716ad2antrl 490 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  -> 
y  e.  ZZ )
1817ad2antrr 488 . . . . 5  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  /\  X  ||  P )  ->  y  e.  ZZ )
19 elfzelz 10038 . . . . . . . 8  |-  ( X  e.  ( 2 ... ( P  -  1 ) )  ->  X  e.  ZZ )
201, 19syl 14 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  X  e.  ZZ )
2120ad2antrr 488 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  X  ||  P )  ->  X  e.  ZZ )
2221adantlr 477 . . . . 5  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  /\  X  ||  P )  ->  X  e.  ZZ )
23 isprm5lem.p . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  P  e.  ( ZZ>= ` 
2 ) )
24 eluzelz 9550 . . . . . . . 8  |-  ( P  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  P  e.  ZZ )
2523, 24syl 14 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  P  e.  ZZ )
2625ad2antrr 488 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  X  ||  P )  ->  P  e.  ZZ )
2726adantlr 477 . . . . 5  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  /\  X  ||  P )  ->  P  e.  ZZ )
28 simplrr 536 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  X  ||  P )  -> 
y  ||  X )
2928adantlr 477 . . . . 5  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  /\  X  ||  P )  ->  y  ||  X )
30 simpr 110 . . . . 5  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  /\  X  ||  P )  ->  X  ||  P )
3118, 22, 27, 29, 30dvdstrd 11850 . . . 4  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  /\  X  ||  P )  ->  y  ||  P )
3215, 31mtand 666 . . 3  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  ->  -.  X  ||  P
)
3317ad2antrr 488 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  ->  y  e.  ZZ )
3421adantlr 477 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  ->  X  e.  ZZ )
3525adantr 276 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  ->  P  e.  ZZ )
3635ad2antrr 488 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  ->  P  e.  ZZ )
3728adantlr 477 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  ->  y  ||  X )
38 simpr 110 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  ->  X  ||  P )
3933, 34, 36, 37, 38dvdstrd 11850 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  ->  y  ||  P )
4017adantr 276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  e.  ZZ )
41 prmnn 12123 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  e.  Prime  ->  y  e.  NN )
4241nnne0d 8977 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  e.  Prime  ->  y  =/=  0 )
4342ad2antrl 490 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  -> 
y  =/=  0 )
4443adantr 276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  =/=  0 )
4525ad2antrr 488 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  P  e.  ZZ )
46 dvdsval2 11810 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( y  e.  ZZ  /\  y  =/=  0  /\  P  e.  ZZ )  ->  (
y  ||  P  <->  ( P  /  y )  e.  ZZ ) )
4740, 44, 45, 46syl3anc 1248 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( y  ||  P  <->  ( P  /  y )  e.  ZZ ) )
4847adantr 276 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  ->  (
y  ||  P  <->  ( P  /  y )  e.  ZZ ) )
4939, 48mpbid 147 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  ->  ( P  /  y )  e.  ZZ )
5040zred 9388 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  e.  RR )
5150recnd 7999 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  e.  CC )
5251mulid2d 7989 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( 1  x.  y
)  =  y )
53 2nn 9093 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  2  e.  NN
54 fzssnn 10081 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( 2  e.  NN  ->  (
2 ... ( P  - 
1 ) )  C_  NN )
5553, 54ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( 2 ... ( P  - 
1 ) )  C_  NN
5655, 1sselid 3165 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  X  e.  NN )
5756ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  X  e.  NN )
5857nnred 8945 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  X  e.  RR )
5925zred 9388 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  P  e.  RR )
6059ad2antrr 488 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  P  e.  RR )
61 simplrr 536 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  ||  X )
62 dvdsle 11863 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( y  e.  ZZ  /\  X  e.  NN )  ->  ( y  ||  X  ->  y  <_  X )
)
6340, 57, 62syl2anc 411 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( y  ||  X  ->  y  <_  X )
)
6461, 63mpd 13 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  <_  X )
65 elfzle2 10041 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( X  e.  ( 2 ... ( P  -  1 ) )  ->  X  <_  ( P  -  1 ) )
661, 65syl 14 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  X  <_  ( P  -  1 ) )
67 zltlem1 9323 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( X  e.  ZZ  /\  P  e.  ZZ )  ->  ( X  <  P  <->  X  <_  ( P  - 
1 ) ) )
6820, 25, 67syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( X  <  P  <->  X  <_  ( P  - 
1 ) ) )
6966, 68mpbird 167 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  X  <  P )
7069ad2antrr 488 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  X  <  P )
7150, 58, 60, 64, 70lelttrd 8095 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  <  P )
7252, 71eqbrtrd 4037 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( 1  x.  y
)  <  P )
73 1red 7985 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
1  e.  RR )
7441nnrpd 9707 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  e.  Prime  ->  y  e.  RR+ )
7574ad2antrl 490 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  -> 
y  e.  RR+ )
7675adantr 276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  e.  RR+ )
7773, 60, 76ltmuldivd 9757 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( ( 1  x.  y )  <  P  <->  1  <  ( P  / 
y ) ) )
7872, 77mpbid 147 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
1  <  ( P  /  y ) )
7978adantr 276 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  ->  1  <  ( P  /  y
) )
80 eluz2b1 9614 . . . . . . 7  |-  ( ( P  /  y )  e.  ( ZZ>= `  2
)  <->  ( ( P  /  y )  e.  ZZ  /\  1  < 
( P  /  y
) ) )
8149, 79, 80sylanbrc 417 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  ->  ( P  /  y )  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
82 exprmfct 12151 . . . . . 6  |-  ( ( P  /  y )  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  E. w  e.  Prime  w  ||  ( P  /  y ) )
8381, 82syl 14 . . . . 5  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  ->  E. w  e.  Prime  w  ||  ( P  /  y ) )
84 prmz 12124 . . . . . . . 8  |-  ( w  e.  Prime  ->  w  e.  ZZ )
8584ad2antrl 490 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  w  e.  ZZ )
8649adantr 276 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( P  /  y
)  e.  ZZ )
8745ad2antrr 488 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  P  e.  ZZ )
88 simprr 531 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  w  ||  ( P  / 
y ) )
8939adantr 276 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
y  ||  P )
9044ad2antrr 488 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
y  =/=  0 )
91 divconjdvds 11868 . . . . . . . 8  |-  ( ( y  ||  P  /\  y  =/=  0 )  -> 
( P  /  y
)  ||  P )
9289, 90, 91syl2anc 411 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( P  /  y
)  ||  P )
9385, 86, 87, 88, 92dvdstrd 11850 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  w  ||  P )
9485zred 9388 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  w  e.  RR )
9594resqcld 10693 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( w ^ 2 )  e.  RR )
9660ad2antrr 488 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  P  e.  RR )
9781adantr 276 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( P  /  y
)  e.  ( ZZ>= ` 
2 ) )
98 eluz2nn 9579 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( P  /  y )  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  ( P  /  y )  e.  NN )
9997, 98syl 14 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( P  /  y
)  e.  NN )
10099nnred 8945 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( P  /  y
)  e.  RR )
101100resqcld 10693 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( ( P  / 
y ) ^ 2 )  e.  RR )
102 dvdsle 11863 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( w  e.  ZZ  /\  ( P  /  y
)  e.  NN )  ->  ( w  ||  ( P  /  y
)  ->  w  <_  ( P  /  y ) ) )
10385, 99, 102syl2anc 411 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( w  ||  ( P  /  y )  ->  w  <_  ( P  / 
y ) ) )
10488, 103mpd 13 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  w  <_  ( P  / 
y ) )
105 prmnn 12123 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  Prime  ->  w  e.  NN )
106105nnnn0d 9242 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( w  e.  Prime  ->  w  e. 
NN0 )
107106nn0ge0d 9245 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( w  e.  Prime  ->  0  <_  w )
108107ad2antrl 490 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
0  <_  w )
109 0red 7971 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
0  e.  RR )
110 1red 7985 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
1  e.  RR )
111 0le1 8451 . . . . . . . . . . . . 13  |-  0  <_  1
112111a1i 9 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
0  <_  1 )
11399nnge1d 8975 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
1  <_  ( P  /  y ) )
114109, 110, 100, 112, 113letrd 8094 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
0  <_  ( P  /  y ) )
11594, 100, 108, 114le2sqd 10699 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( w  <_  ( P  /  y )  <->  ( w ^ 2 )  <_ 
( ( P  / 
y ) ^ 2 ) ) )
116104, 115mpbid 147 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( w ^ 2 )  <_  ( ( P  /  y ) ^
2 ) )
11760recnd 7999 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  P  e.  CC )
11841ad2antrl 490 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  -> 
y  e.  NN )
119118adantr 276 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  e.  NN )
120119nnap0d 8978 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y #  0 )
121117, 51, 120sqdivapd 10680 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( ( P  / 
y ) ^ 2 )  =  ( ( P ^ 2 )  /  ( y ^
2 ) ) )
122117sqvald 10664 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( P ^ 2 )  =  ( P  x.  P ) )
12350resqcld 10693 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( y ^ 2 )  e.  RR )
124 eluz2nn 9579 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( P  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  P  e.  NN )
12523, 124syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  P  e.  NN )
126125nnrpd 9707 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  P  e.  RR+ )
127126ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  P  e.  RR+ )
128 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  P  <  ( y ^
2 ) )
12960, 123, 127, 128ltmul2dd 9766 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( P  x.  P
)  <  ( P  x.  ( y ^ 2 ) ) )
130122, 129eqbrtrd 4037 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( P ^ 2 )  <  ( P  x.  ( y ^
2 ) ) )
13160resqcld 10693 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( P ^ 2 )  e.  RR )
132119nnsqcld 10688 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( y ^ 2 )  e.  NN )
133132nnrpd 9707 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( y ^ 2 )  e.  RR+ )
134131, 60, 133ltdivmul2d 9762 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( ( ( P ^ 2 )  / 
( y ^ 2 ) )  <  P  <->  ( P ^ 2 )  <  ( P  x.  ( y ^ 2 ) ) ) )
135130, 134mpbird 167 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( ( P ^
2 )  /  (
y ^ 2 ) )  <  P )
136121, 135eqbrtrd 4037 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( ( P  / 
y ) ^ 2 )  <  P )
137136ad2antrr 488 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( ( P  / 
y ) ^ 2 )  <  P )
13895, 101, 96, 116, 137lelttrd 8095 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( w ^ 2 )  <  P )
13995, 96, 138ltled 8089 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( w ^ 2 )  <_  P )
140 oveq1 5895 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  w  ->  (
z ^ 2 )  =  ( w ^
2 ) )
141140breq1d 4025 . . . . . . . . 9  |-  ( z  =  w  ->  (
( z ^ 2 )  <_  P  <->  ( w ^ 2 )  <_  P ) )
142 breq1 4018 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  w  ->  (
z  ||  P  <->  w  ||  P
) )
143142notbid 668 . . . . . . . . 9  |-  ( z  =  w  ->  ( -.  z  ||  P  <->  -.  w  ||  P ) )
144141, 143imbi12d 234 . . . . . . . 8  |-  ( z  =  w  ->  (
( ( z ^
2 )  <_  P  ->  -.  z  ||  P
)  <->  ( ( w ^ 2 )  <_  P  ->  -.  w  ||  P
) ) )
14511ad4antr 494 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  A. z  e.  Prime  ( ( z ^ 2 )  <_  P  ->  -.  z  ||  P ) )
146 simprl 529 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  w  e.  Prime )
147144, 145, 146rspcdva 2858 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( ( w ^
2 )  <_  P  ->  -.  w  ||  P
) )
148139, 147mpd 13 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  -.  w  ||  P )
14993, 148pm2.21fal 1383 . . . . 5  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> F.  )
15083, 149rexlimddv 2609 . . . 4  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  -> F.  )
151150inegd 1382 . . 3  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  -.  X  ||  P )
152 zsqcl 10604 . . . . 5  |-  ( y  e.  ZZ  ->  (
y ^ 2 )  e.  ZZ )
15317, 152syl 14 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  -> 
( y ^ 2 )  e.  ZZ )
154 zlelttric 9311 . . . 4  |-  ( ( ( y ^ 2 )  e.  ZZ  /\  P  e.  ZZ )  ->  ( ( y ^
2 )  <_  P  \/  P  <  ( y ^ 2 ) ) )
155153, 35, 154syl2anc 411 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  -> 
( ( y ^
2 )  <_  P  \/  P  <  ( y ^ 2 ) ) )
15632, 151, 155mpjaodan 799 . 2  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  ->  -.  X  ||  P )
1574, 156rexlimddv 2609 1  |-  ( ph  ->  -.  X  ||  P
)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 104    <-> wb 105    \/ wo 709   F. wfal 1368    e. wcel 2158    =/= wne 2357   A.wral 2465   E.wrex 2466    C_ wss 3141   class class class wbr 4015   ` cfv 5228  (class class class)co 5888   RRcr 7823   0cc0 7824   1c1 7825    x. cmul 7829    < clt 8005    <_ cle 8006    - cmin 8141    / cdiv 8642   NNcn 8932   2c2 8983   ZZcz 9266   ZZ>=cuz 9541   RR+crp 9666   ...cfz 10021   ^cexp 10532    || cdvds 11807   Primecprime 12120
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 1457  ax-7 1458  ax-gen 1459  ax-ie1 1503  ax-ie2 1504  ax-8 1514  ax-10 1515  ax-11 1516  ax-i12 1517  ax-bndl 1519  ax-4 1520  ax-17 1536  ax-i9 1540  ax-ial 1544  ax-i5r 1545  ax-13 2160  ax-14 2161  ax-ext 2169  ax-coll 4130  ax-sep 4133  ax-nul 4141  ax-pow 4186  ax-pr 4221  ax-un 4445  ax-setind 4548  ax-iinf 4599  ax-cnex 7915  ax-resscn 7916  ax-1cn 7917  ax-1re 7918  ax-icn 7919  ax-addcl 7920  ax-addrcl 7921  ax-mulcl 7922  ax-mulrcl 7923  ax-addcom 7924  ax-mulcom 7925  ax-addass 7926  ax-mulass 7927  ax-distr 7928  ax-i2m1 7929  ax-0lt1 7930  ax-1rid 7931  ax-0id 7932  ax-rnegex 7933  ax-precex 7934  ax-cnre 7935  ax-pre-ltirr 7936  ax-pre-ltwlin 7937  ax-pre-lttrn 7938  ax-pre-apti 7939  ax-pre-ltadd 7940  ax-pre-mulgt0 7941  ax-pre-mulext 7942  ax-arch 7943  ax-caucvg 7944
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 832  df-dc 836  df-3or 980  df-3an 981  df-tru 1366  df-fal 1369  df-nf 1471  df-sb 1773  df-eu 2039  df-mo 2040  df-clab 2174  df-cleq 2180  df-clel 2183  df-nfc 2318  df-ne 2358  df-nel 2453  df-ral 2470  df-rex 2471  df-reu 2472  df-rmo 2473  df-rab 2474  df-v 2751  df-sbc 2975  df-csb 3070  df-dif 3143  df-un 3145  df-in 3147  df-ss 3154  df-nul 3435  df-if 3547  df-pw 3589  df-sn 3610  df-pr 3611  df-op 3613  df-uni 3822  df-int 3857  df-iun 3900  df-br 4016  df-opab 4077  df-mpt 4078  df-tr 4114  df-id 4305  df-po 4308  df-iso 4309  df-iord 4378  df-on 4380  df-ilim 4381  df-suc 4383  df-iom 4602  df-xp 4644  df-rel 4645  df-cnv 4646  df-co 4647  df-dm 4648  df-rn 4649  df-res 4650  df-ima 4651  df-iota 5190  df-fun 5230  df-fn 5231  df-f 5232  df-f1 5233  df-fo 5234  df-f1o 5235  df-fv 5236  df-riota 5844  df-ov 5891  df-oprab 5892  df-mpo 5893  df-1st 6154  df-2nd 6155  df-recs 6319  df-frec 6405  df-1o 6430  df-2o 6431  df-er 6548  df-en 6754  df-pnf 8007  df-mnf 8008  df-xr 8009  df-ltxr 8010  df-le 8011  df-sub 8143  df-neg 8144  df-reap 8545  df-ap 8552  df-div 8643  df-inn 8933  df-2 8991  df-3 8992  df-4 8993  df-n0 9190  df-z 9267  df-uz 9542  df-q 9633  df-rp 9667  df-fz 10022  df-fzo 10156  df-fl 10283  df-mod 10336  df-seqfrec 10459  df-exp 10533  df-cj 10864  df-re 10865  df-im 10866  df-rsqrt 11020  df-abs 11021  df-dvds 11808  df-prm 12121
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