Theorem lgslem1 15241

Description: When a is coprime to the prime p, a ^ ( ( p - 1 ) / 2 ) is equivalent mod p to 1 or -u 1, and so adding 1 makes it equivalent to 0 or 2. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Feb-2015.)

Assertion

Ref	Expression
lgslem1	|- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) e. { 0 , 2 } )

Proof of Theorem lgslem1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eldifi 3285	. . . . . . . . 9 |- ( P e. ( Prime \ { 2 } ) -> P e. Prime )
2	1	3ad2ant2 1021	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> P e. Prime )
3		prmnn 12278	. . . . . . . 8 |- ( P e. Prime -> P e. NN )
4	2, 3	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> P e. NN )
5		simp1 999	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> A e. ZZ )
6		prmz 12279	. . . . . . . . . 10 |- ( P e. Prime -> P e. ZZ )
7	2, 6	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> P e. ZZ )
8	5, 7	gcdcomd 12141	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( A gcd P ) = ( P gcd A ) )
9		simp3 1001	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> -. P || A )
10		coprm 12312	. . . . . . . . . 10 |- ( ( P e. Prime /\ A e. ZZ ) -> ( -. P || A <-> ( P gcd A ) = 1 ) )
11	2, 5, 10	syl2anc 411	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( -. P || A <-> ( P gcd A ) = 1 ) )
12	9, 11	mpbid 147	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( P gcd A ) = 1 )
13	8, 12	eqtrd 2229	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( A gcd P ) = 1 )
14		eulerth 12401	. . . . . . 7 |- ( ( P e. NN /\ A e. ZZ /\ ( A gcd P ) = 1 ) -> ( ( A ^ ( phi ` P ) ) mod P ) = ( 1 mod P ) )
15	4, 5, 13, 14	syl3anc 1249	. . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( A ^ ( phi ` P ) ) mod P ) = ( 1 mod P ) )
16		phiprm 12391	. . . . . . . . . 10 |- ( P e. Prime -> ( phi ` P ) = ( P - 1 ) )
17	2, 16	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( phi ` P ) = ( P - 1 ) )
18		nnm1nn0 9290	. . . . . . . . . 10 |- ( P e. NN -> ( P - 1 ) e. NN0 )
19	4, 18	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( P - 1 ) e. NN0 )
20	17, 19	eqeltrd 2273	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( phi ` P ) e. NN0 )
21		zexpcl 10646	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ ( phi ` P ) e. NN0 ) -> ( A ^ ( phi ` P ) ) e. ZZ )
22	5, 20, 21	syl2anc 411	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( A ^ ( phi ` P ) ) e. ZZ )
23		1zzd 9353	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 1 e. ZZ )
24		moddvds 11964	. . . . . . 7 |- ( ( P e. NN /\ ( A ^ ( phi ` P ) ) e. ZZ /\ 1 e. ZZ ) -> ( ( ( A ^ ( phi ` P ) ) mod P ) = ( 1 mod P ) <-> P || ( ( A ^ ( phi ` P ) ) - 1 ) ) )
25	4, 22, 23, 24	syl3anc 1249	. . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( A ^ ( phi ` P ) ) mod P ) = ( 1 mod P ) <-> P || ( ( A ^ ( phi ` P ) ) - 1 ) ) )
26	15, 25	mpbid 147	. . . . 5 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> P || ( ( A ^ ( phi ` P ) ) - 1 ) )
27	19	nn0cnd 9304	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( P - 1 ) e. CC )
28		2cnd 9063	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 2 e. CC )
29		2ap0 9083	. . . . . . . . . . . . 13 |- 2 # 0
30	29	a1i 9	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 2 # 0 )
31	27, 28, 30	divcanap1d 8818	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( P - 1 ) / 2 ) x. 2 ) = ( P - 1 ) )
32	17, 31	eqtr4d 2232	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( phi ` P ) = ( ( ( P - 1 ) / 2 ) x. 2 ) )
33	32	oveq2d 5938	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( A ^ ( phi ` P ) ) = ( A ^ ( ( ( P - 1 ) / 2 ) x. 2 ) ) )
34	5	zcnd 9449	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> A e. CC )
35		2nn0 9266	. . . . . . . . . . 11 |- 2 e. NN0
36	35	a1i 9	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 2 e. NN0 )
37		oddprm 12428	. . . . . . . . . . . 12 |- ( P e. ( Prime \ { 2 } ) -> ( ( P - 1 ) / 2 ) e. NN )
38	37	3ad2ant2 1021	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( P - 1 ) / 2 ) e. NN )
39	38	nnnn0d 9302	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( P - 1 ) / 2 ) e. NN0 )
40	34, 36, 39	expmuld 10768	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( A ^ ( ( ( P - 1 ) / 2 ) x. 2 ) ) = ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ^ 2 ) )
41	33, 40	eqtrd 2229	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( A ^ ( phi ` P ) ) = ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ^ 2 ) )
42	41	oveq1d 5937	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( A ^ ( phi ` P ) ) - 1 ) = ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ^ 2 ) - 1 ) )
43		sq1 10725	. . . . . . . 8 |- ( 1 ^ 2 ) = 1
44	43	oveq2i 5933	. . . . . . 7 |- ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ^ 2 ) - ( 1 ^ 2 ) ) = ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ^ 2 ) - 1 )
45	42, 44	eqtr4di 2247	. . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( A ^ ( phi ` P ) ) - 1 ) = ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ^ 2 ) - ( 1 ^ 2 ) ) )
46		zexpcl 10646	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ ( ( P - 1 ) / 2 ) e. NN0 ) -> ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) e. ZZ )
47	5, 39, 46	syl2anc 411	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) e. ZZ )
48	47	zcnd 9449	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) e. CC )
49		ax-1cn 7972	. . . . . . 7 |- 1 e. CC
50		subsq 10738	. . . . . . 7 |- ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) e. CC /\ 1 e. CC ) -> ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ^ 2 ) - ( 1 ^ 2 ) ) = ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) x. ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) ) )
51	48, 49, 50	sylancl 413	. . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ^ 2 ) - ( 1 ^ 2 ) ) = ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) x. ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) ) )
52	45, 51	eqtrd 2229	. . . . 5 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( A ^ ( phi ` P ) ) - 1 ) = ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) x. ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) ) )
53	26, 52	breqtrd 4059	. . . 4 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> P || ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) x. ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) ) )
54	47	peano2zd 9451	. . . . 5 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) e. ZZ )
55		peano2zm 9364	. . . . . 6 |- ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) e. ZZ -> ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) e. ZZ )
56	47, 55	syl 14	. . . . 5 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) e. ZZ )
57		euclemma 12314	. . . . 5 |- ( ( P e. Prime /\ ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) e. ZZ /\ ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) e. ZZ ) -> ( P || ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) x. ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) ) <-> ( P || ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) \/ P || ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) ) ) )
58	2, 54, 56, 57	syl3anc 1249	. . . 4 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( P || ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) x. ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) ) <-> ( P || ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) \/ P || ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) ) ) )
59	53, 58	mpbid 147	. . 3 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( P || ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) \/ P || ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) ) )
60		dvdsval3 11956	. . . . 5 |- ( ( P e. NN /\ ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) e. ZZ ) -> ( P || ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) <-> ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = 0 ) )
61	4, 54, 60	syl2anc 411	. . . 4 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( P || ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) <-> ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = 0 ) )
62		2z 9354	. . . . . . 7 |- 2 e. ZZ
63	62	a1i 9	. . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 2 e. ZZ )
64		moddvds 11964	. . . . . 6 |- ( ( P e. NN /\ ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) e. ZZ /\ 2 e. ZZ ) -> ( ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = ( 2 mod P ) <-> P || ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) - 2 ) ) )
65	4, 54, 63, 64	syl3anc 1249	. . . . 5 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = ( 2 mod P ) <-> P || ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) - 2 ) ) )
66		zq 9700	. . . . . . . 8 |- ( 2 e. ZZ -> 2 e. QQ )
67	62, 66	mp1i 10	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 2 e. QQ )
68		zq 9700	. . . . . . . 8 |- ( P e. ZZ -> P e. QQ )
69	7, 68	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> P e. QQ )
70		0le2 9080	. . . . . . . 8 |- 0 <_ 2
71	70	a1i 9	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 0 <_ 2 )
72		eldifsni 3751	. . . . . . . . . 10 |- ( P e. ( Prime \ { 2 } ) -> P =/= 2 )
73	72	3ad2ant2 1021	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> P =/= 2 )
74		zapne 9400	. . . . . . . . . 10 |- ( ( P e. ZZ /\ 2 e. ZZ ) -> ( P # 2 <-> P =/= 2 ) )
75	7, 62, 74	sylancl 413	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( P # 2 <-> P =/= 2 ) )
76	73, 75	mpbird 167	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> P # 2 )
77		2re 9060	. . . . . . . . . 10 |- 2 e. RR
78	77	a1i 9	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 2 e. RR )
79	4	nnred 9003	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> P e. RR )
80		prmuz2 12299	. . . . . . . . . . 11 |- ( P e. Prime -> P e. ( ZZ>= ` 2 ) )
81	2, 80	syl 14	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> P e. ( ZZ>= ` 2 ) )
82		eluzle 9613	. . . . . . . . . 10 |- ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) -> 2 <_ P )
83	81, 82	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 2 <_ P )
84	78, 79, 83	leltapd 8666	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( 2 < P <-> P # 2 ) )
85	76, 84	mpbird 167	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 2 < P )
86		modqid 10441	. . . . . . 7 |- ( ( ( 2 e. QQ /\ P e. QQ ) /\ ( 0 <_ 2 /\ 2 < P ) ) -> ( 2 mod P ) = 2 )
87	67, 69, 71, 85, 86	syl22anc 1250	. . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( 2 mod P ) = 2 )
88	87	eqeq2d 2208	. . . . 5 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = ( 2 mod P ) <-> ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = 2 ) )
89		df-2 9049	. . . . . . . 8 |- 2 = ( 1 + 1 )
90	89	oveq2i 5933	. . . . . . 7 |- ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) - 2 ) = ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) - ( 1 + 1 ) )
91	49	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 1 e. CC )
92	48, 91, 91	pnpcan2d 8375	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) - ( 1 + 1 ) ) = ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) )
93	90, 92	eqtrid 2241	. . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) - 2 ) = ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) )
94	93	breq2d 4045	. . . . 5 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( P || ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) - 2 ) <-> P || ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) ) )
95	65, 88, 94	3bitr3rd 219	. . . 4 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( P || ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) <-> ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = 2 ) )
96	61, 95	orbi12d 794	. . 3 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( P || ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) \/ P || ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) ) <-> ( ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = 0 \/ ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = 2 ) ) )
97	59, 96	mpbid 147	. 2 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = 0 \/ ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = 2 ) )
98	54, 4	zmodcld 10437	. . 3 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) e. NN0 )
99		elprg 3642	. . 3 |- ( ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) e. NN0 -> ( ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) e. { 0 , 2 } <-> ( ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = 0 \/ ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = 2 ) ) )
100	98, 99	syl 14	. 2 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) e. { 0 , 2 } <-> ( ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = 0 \/ ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = 2 ) ) )
101	97, 100	mpbird 167	1 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) e. { 0 , 2 } )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   <-> wb 105   \/ wo 709   /\ w3a 980   = wceq 1364   e. wcel 2167   =/= wne 2367   \ cdif 3154   {csn 3622   {cpr 3623   class class class wbr 4033   ` cfv 5258  (class class class)co 5922   CCcc 7877   RRcr 7878   0cc0 7879   1c1 7880   + caddc 7882   x. cmul 7884   < clt 8061   <_ cle 8062   - cmin 8197   # cap 8608   / cdiv 8699   NNcn 8990   2c2 9041   NN0cn0 9249   ZZcz 9326   ZZ>=cuz 9601   QQcq 9693   mod cmo 10414   ^cexp 10630   || cdvds 11952   gcd cgcd 12120   Primecprime 12275   phicphi 12377

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 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4148  ax-sep 4151  ax-nul 4159  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573  ax-iinf 4624  ax-cnex 7970  ax-resscn 7971  ax-1cn 7972  ax-1re 7973  ax-icn 7974  ax-addcl 7975  ax-addrcl 7976  ax-mulcl 7977  ax-mulrcl 7978  ax-addcom 7979  ax-mulcom 7980  ax-addass 7981  ax-mulass 7982  ax-distr 7983  ax-i2m1 7984  ax-0lt1 7985  ax-1rid 7986  ax-0id 7987  ax-rnegex 7988  ax-precex 7989  ax-cnre 7990  ax-pre-ltirr 7991  ax-pre-ltwlin 7992  ax-pre-lttrn 7993  ax-pre-apti 7994  ax-pre-ltadd 7995  ax-pre-mulgt0 7996  ax-pre-mulext 7997  ax-arch 7998  ax-caucvg 7999

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 832  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-xor 1387  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3451  df-if 3562  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-int 3875  df-iun 3918  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-tr 4132  df-id 4328  df-po 4331  df-iso 4332  df-iord 4401  df-on 4403  df-ilim 4404  df-suc 4406  df-iom 4627  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-ima 4676  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-f 5262  df-f1 5263  df-fo 5264  df-f1o 5265  df-fv 5266  df-isom 5267  df-riota 5877  df-ov 5925  df-oprab 5926  df-mpo 5927  df-1st 6198  df-2nd 6199  df-recs 6363  df-irdg 6428  df-frec 6449  df-1o 6474  df-2o 6475  df-oadd 6478  df-er 6592  df-en 6800  df-dom 6801  df-fin 6802  df-sup 7050  df-pnf 8063  df-mnf 8064  df-xr 8065  df-ltxr 8066  df-le 8067  df-sub 8199  df-neg 8200  df-reap 8602  df-ap 8609  df-div 8700  df-inn 8991  df-2 9049  df-3 9050  df-4 9051  df-n0 9250  df-z 9327  df-uz 9602  df-q 9694  df-rp 9729  df-fz 10084  df-fzo 10218  df-fl 10360  df-mod 10415  df-seqfrec 10540  df-exp 10631  df-ihash 10868  df-cj 11007  df-re 11008  df-im 11009  df-rsqrt 11163  df-abs 11164  df-clim 11444  df-proddc 11716  df-dvds 11953  df-gcd 12121  df-prm 12276  df-phi 12379

This theorem is referenced by:  lgslem4  15244