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Theorem isprm5lem 12776
Description: Lemma for isprm5 12777. 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 10301 . . 3  |-  ( X  e.  ( 2 ... ( P  -  1 ) )  ->  X  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
3 exprmfct 12773 . . 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 6035 . . . . . . . 8  |-  ( z  =  y  ->  (
z ^ 2 )  =  ( y ^
2 ) )
76breq1d 4103 . . . . . . 7  |-  ( z  =  y  ->  (
( z ^ 2 )  <_  P  <->  ( y ^ 2 )  <_  P ) )
8 breq1 4096 . . . . . . . 8  |-  ( z  =  y  ->  (
z  ||  P  <->  y  ||  P ) )
98notbid 673 . . . . . . 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 537 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  ->  y  e.  Prime )
1410, 12, 13rspcdva 2916 . . . . 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 12746 . . . . . . 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 10305 . . . . . . . 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 9809 . . . . . . . 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 538 . . . . . 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 12454 . . . 4  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  /\  X  ||  P )  ->  y  ||  P )
3215, 31mtand 671 . . 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 12454 . . . . . . . 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 12745 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  e.  Prime  ->  y  e.  NN )
4241nnne0d 9230 . . . . . . . . . . . 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 12414 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( y  e.  ZZ  /\  y  =/=  0  /\  P  e.  ZZ )  ->  (
y  ||  P  <->  ( P  /  y )  e.  ZZ ) )
4740, 44, 45, 46syl3anc 1274 . . . . . . . . 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 9646 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  e.  RR )
5150recnd 8250 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  e.  CC )
5251mullidd 8240 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( 1  x.  y
)  =  y )
53 2nn 9347 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  2  e.  NN
54 fzssnn 10348 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( 2  e.  NN  ->  (
2 ... ( P  - 
1 ) )  C_  NN )
5553, 54ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( 2 ... ( P  - 
1 ) )  C_  NN
5655, 1sselid 3226 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  X  e.  NN )
5756ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  X  e.  NN )
5857nnred 9198 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  X  e.  RR )
5925zred 9646 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  P  e.  RR )
6059ad2antrr 488 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  P  e.  RR )
61 simplrr 538 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  ||  X )
62 dvdsle 12468 . . . . . . . . . . . . 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 10308 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( X  e.  ( 2 ... ( P  -  1 ) )  ->  X  <_  ( P  -  1 ) )
661, 65syl 14 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  X  <_  ( P  -  1 ) )
67 zltlem1 9581 . . . . . . . . . . . . . 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 8346 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  <  P )
7252, 71eqbrtrd 4115 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( 1  x.  y
)  <  P )
73 1red 8237 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
1  e.  RR )
7441nnrpd 9973 . . . . . . . . . . . 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 10023 . . . . . . . . 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 9879 . . . . . . 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 12773 . . . . . 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 12746 . . . . . . . 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 533 . . . . . . 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 12473 . . . . . . . 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 12454 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  w  ||  P )
9485zred 9646 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  w  e.  RR )
9594resqcld 11007 . . . . . . . 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 9844 . . . . . . . . . . . 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 9198 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( P  /  y
)  e.  RR )
101100resqcld 11007 . . . . . . . . 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 12468 . . . . . . . . . . . 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 12745 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  Prime  ->  w  e.  NN )
106105nnnn0d 9499 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( w  e.  Prime  ->  w  e. 
NN0 )
107106nn0ge0d 9502 . . . . . . . . . . . 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 8223 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
0  e.  RR )
110 1red 8237 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
1  e.  RR )
111 0le1 8703 . . . . . . . . . . . . 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 9228 . . . . . . . . . . . 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 8345 . . . . . . . . . . 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 11013 . . . . . . . . . 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 8250 . . . . . . . . . . . 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 9231 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y #  0 )
121117, 51, 120sqdivapd 10994 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( ( P  / 
y ) ^ 2 )  =  ( ( P ^ 2 )  /  ( y ^
2 ) ) )
122117sqvald 10978 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( P ^ 2 )  =  ( P  x.  P ) )
12350resqcld 11007 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( y ^ 2 )  e.  RR )
124 eluz2nn 9844 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( P  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  P  e.  NN )
12523, 124syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  P  e.  NN )
126125nnrpd 9973 . . . . . . . . . . . . . . 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 10032 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( P  x.  P
)  <  ( P  x.  ( y ^ 2 ) ) )
130122, 129eqbrtrd 4115 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( P ^ 2 )  <  ( P  x.  ( y ^
2 ) ) )
13160resqcld 11007 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( P ^ 2 )  e.  RR )
132119nnsqcld 11002 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( y ^ 2 )  e.  NN )
133132nnrpd 9973 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( y ^ 2 )  e.  RR+ )
134131, 60, 133ltdivmul2d 10028 . . . . . . . . . . . 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 4115 . . . . . . . . . 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 8346 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( w ^ 2 )  <  P )
13995, 96, 138ltled 8340 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( w ^ 2 )  <_  P )
140 oveq1 6035 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  w  ->  (
z ^ 2 )  =  ( w ^
2 ) )
141140breq1d 4103 . . . . . . . . 9  |-  ( z  =  w  ->  (
( z ^ 2 )  <_  P  <->  ( w ^ 2 )  <_  P ) )
142 breq1 4096 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  w  ->  (
z  ||  P  <->  w  ||  P
) )
143142notbid 673 . . . . . . . . 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 531 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  w  e.  Prime )
147144, 145, 146rspcdva 2916 . . . . . . 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 1418 . . . . 5  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> F.  )
15083, 149rexlimddv 2656 . . . 4  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  -> F.  )
151150inegd 1417 . . 3  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  -.  X  ||  P )
152 zsqcl 10918 . . . . 5  |-  ( y  e.  ZZ  ->  (
y ^ 2 )  e.  ZZ )
15317, 152syl 14 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  -> 
( y ^ 2 )  e.  ZZ )
154 zlelttric 9568 . . . 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 806 . 2  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  ->  -.  X  ||  P )
1574, 156rexlimddv 2656 1  |-  ( ph  ->  -.  X  ||  P
)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 104    <-> wb 105    \/ wo 716   F. wfal 1403    e. wcel 2202    =/= wne 2403   A.wral 2511   E.wrex 2512    C_ wss 3201   class class class wbr 4093   ` cfv 5333  (class class class)co 6028   RRcr 8074   0cc0 8075   1c1 8076    x. cmul 8080    < clt 8256    <_ cle 8257    - cmin 8392    / cdiv 8894   NNcn 9185   2c2 9236   ZZcz 9523   ZZ>=cuz 9799   RR+crp 9932   ...cfz 10288   ^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-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-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-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-prm 12743
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