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Theorem isprm5lem 12658
Description: Lemma for isprm5 12659. 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 10213 . . 3  |-  ( X  e.  ( 2 ... ( P  -  1 ) )  ->  X  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
3 exprmfct 12655 . . 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 6007 . . . . . . . 8  |-  ( z  =  y  ->  (
z ^ 2 )  =  ( y ^
2 ) )
76breq1d 4092 . . . . . . 7  |-  ( z  =  y  ->  (
( z ^ 2 )  <_  P  <->  ( y ^ 2 )  <_  P ) )
8 breq1 4085 . . . . . . . 8  |-  ( z  =  y  ->  (
z  ||  P  <->  y  ||  P ) )
98notbid 671 . . . . . . 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 2912 . . . . 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 12628 . . . . . . 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 10217 . . . . . . . 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 9727 . . . . . . . 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 12336 . . . 4  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  ( y ^ 2 )  <_  P )  /\  X  ||  P )  ->  y  ||  P )
3215, 31mtand 669 . . 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 12336 . . . . . . . 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 12627 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  e.  Prime  ->  y  e.  NN )
4241nnne0d 9151 . . . . . . . . . . . 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 12296 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( y  e.  ZZ  /\  y  =/=  0  /\  P  e.  ZZ )  ->  (
y  ||  P  <->  ( P  /  y )  e.  ZZ ) )
4740, 44, 45, 46syl3anc 1271 . . . . . . . . 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 9565 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  e.  RR )
5150recnd 8171 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  e.  CC )
5251mulid2d 8161 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( 1  x.  y
)  =  y )
53 2nn 9268 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  2  e.  NN
54 fzssnn 10260 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( 2  e.  NN  ->  (
2 ... ( P  - 
1 ) )  C_  NN )
5553, 54ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( 2 ... ( P  - 
1 ) )  C_  NN
5655, 1sselid 3222 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  X  e.  NN )
5756ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  X  e.  NN )
5857nnred 9119 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  X  e.  RR )
5925zred 9565 . . . . . . . . . . . 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 12350 . . . . . . . . . . . . 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 10220 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( X  e.  ( 2 ... ( P  -  1 ) )  ->  X  <_  ( P  -  1 ) )
661, 65syl 14 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  X  <_  ( P  -  1 ) )
67 zltlem1 9500 . . . . . . . . . . . . . 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 8267 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y  <  P )
7252, 71eqbrtrd 4104 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( 1  x.  y
)  <  P )
73 1red 8157 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
1  e.  RR )
7441nnrpd 9886 . . . . . . . . . . . 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 9936 . . . . . . . . 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 9792 . . . . . . 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 12655 . . . . . 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 12628 . . . . . . . 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 12355 . . . . . . . 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 12336 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  w  ||  P )
9485zred 9565 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  ->  w  e.  RR )
9594resqcld 10916 . . . . . . . 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 9757 . . . . . . . . . . . 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 9119 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( P  /  y
)  e.  RR )
101100resqcld 10916 . . . . . . . . 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 12350 . . . . . . . . . . . 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 12627 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  Prime  ->  w  e.  NN )
106105nnnn0d 9418 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( w  e.  Prime  ->  w  e. 
NN0 )
107106nn0ge0d 9421 . . . . . . . . . . . 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 8143 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
0  e.  RR )
110 1red 8157 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
1  e.  RR )
111 0le1 8624 . . . . . . . . . . . . 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 9149 . . . . . . . . . . . 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 8266 . . . . . . . . . . 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 10922 . . . . . . . . . 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 8171 . . . . . . . . . . . 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 9152 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
y #  0 )
121117, 51, 120sqdivapd 10903 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( ( P  / 
y ) ^ 2 )  =  ( ( P ^ 2 )  /  ( y ^
2 ) ) )
122117sqvald 10887 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( P ^ 2 )  =  ( P  x.  P ) )
12350resqcld 10916 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( y ^ 2 )  e.  RR )
124 eluz2nn 9757 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( P  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  P  e.  NN )
12523, 124syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  P  e.  NN )
126125nnrpd 9886 . . . . . . . . . . . . . . 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 9945 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( P  x.  P
)  <  ( P  x.  ( y ^ 2 ) ) )
130122, 129eqbrtrd 4104 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( P ^ 2 )  <  ( P  x.  ( y ^
2 ) ) )
13160resqcld 10916 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( P ^ 2 )  e.  RR )
132119nnsqcld 10911 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( y ^ 2 )  e.  NN )
133132nnrpd 9886 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  -> 
( y ^ 2 )  e.  RR+ )
134131, 60, 133ltdivmul2d 9941 . . . . . . . . . . . 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 4104 . . . . . . . . . 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 8267 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( w ^ 2 )  <  P )
13995, 96, 138ltled 8261 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> 
( w ^ 2 )  <_  P )
140 oveq1 6007 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  w  ->  (
z ^ 2 )  =  ( w ^
2 ) )
141140breq1d 4092 . . . . . . . . 9  |-  ( z  =  w  ->  (
( z ^ 2 )  <_  P  <->  ( w ^ 2 )  <_  P ) )
142 breq1 4085 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  w  ->  (
z  ||  P  <->  w  ||  P
) )
143142notbid 671 . . . . . . . . 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 2912 . . . . . . 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 1415 . . . . 5  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  /\  (
w  e.  Prime  /\  w  ||  ( P  /  y
) ) )  -> F.  )
15083, 149rexlimddv 2653 . . . 4  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  < 
( y ^ 2 ) )  /\  X  ||  P )  -> F.  )
151150inegd 1414 . . 3  |-  ( ( ( ph  /\  (
y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  /\  P  <  ( y ^
2 ) )  ->  -.  X  ||  P )
152 zsqcl 10827 . . . . 5  |-  ( y  e.  ZZ  ->  (
y ^ 2 )  e.  ZZ )
15317, 152syl 14 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  -> 
( y ^ 2 )  e.  ZZ )
154 zlelttric 9487 . . . 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 803 . 2  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  Prime  /\  y  ||  X ) )  ->  -.  X  ||  P )
1574, 156rexlimddv 2653 1  |-  ( ph  ->  -.  X  ||  P
)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 104    <-> wb 105    \/ wo 713   F. wfal 1400    e. wcel 2200    =/= wne 2400   A.wral 2508   E.wrex 2509    C_ wss 3197   class class class wbr 4082   ` cfv 5317  (class class class)co 6000   RRcr 7994   0cc0 7995   1c1 7996    x. cmul 8000    < clt 8177    <_ cle 8178    - cmin 8313    / cdiv 8815   NNcn 9106   2c2 9157   ZZcz 9442   ZZ>=cuz 9718   RR+crp 9845   ...cfz 10200   ^cexp 10755    || cdvds 12293   Primecprime 12624
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 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4198  ax-sep 4201  ax-nul 4209  ax-pow 4257  ax-pr 4292  ax-un 4523  ax-setind 4628  ax-iinf 4679  ax-cnex 8086  ax-resscn 8087  ax-1cn 8088  ax-1re 8089  ax-icn 8090  ax-addcl 8091  ax-addrcl 8092  ax-mulcl 8093  ax-mulrcl 8094  ax-addcom 8095  ax-mulcom 8096  ax-addass 8097  ax-mulass 8098  ax-distr 8099  ax-i2m1 8100  ax-0lt1 8101  ax-1rid 8102  ax-0id 8103  ax-rnegex 8104  ax-precex 8105  ax-cnre 8106  ax-pre-ltirr 8107  ax-pre-ltwlin 8108  ax-pre-lttrn 8109  ax-pre-apti 8110  ax-pre-ltadd 8111  ax-pre-mulgt0 8112  ax-pre-mulext 8113  ax-arch 8114  ax-caucvg 8115
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 836  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-if 3603  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3888  df-int 3923  df-iun 3966  df-br 4083  df-opab 4145  df-mpt 4146  df-tr 4182  df-id 4383  df-po 4386  df-iso 4387  df-iord 4456  df-on 4458  df-ilim 4459  df-suc 4461  df-iom 4682  df-xp 4724  df-rel 4725  df-cnv 4726  df-co 4727  df-dm 4728  df-rn 4729  df-res 4730  df-ima 4731  df-iota 5277  df-fun 5319  df-fn 5320  df-f 5321  df-f1 5322  df-fo 5323  df-f1o 5324  df-fv 5325  df-riota 5953  df-ov 6003  df-oprab 6004  df-mpo 6005  df-1st 6284  df-2nd 6285  df-recs 6449  df-frec 6535  df-1o 6560  df-2o 6561  df-er 6678  df-en 6886  df-pnf 8179  df-mnf 8180  df-xr 8181  df-ltxr 8182  df-le 8183  df-sub 8315  df-neg 8316  df-reap 8718  df-ap 8725  df-div 8816  df-inn 9107  df-2 9165  df-3 9166  df-4 9167  df-n0 9366  df-z 9443  df-uz 9719  df-q 9811  df-rp 9846  df-fz 10201  df-fzo 10335  df-fl 10485  df-mod 10540  df-seqfrec 10665  df-exp 10756  df-cj 11348  df-re 11349  df-im 11350  df-rsqrt 11504  df-abs 11505  df-dvds 12294  df-prm 12625
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