Theorem lgslem1 14440

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 3259	. . . . . . . . 9 |- ( P e. ( Prime \ { 2 } ) -> P e. Prime )
2	1	3ad2ant2 1019	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> P e. Prime )
3		prmnn 12112	. . . . . . . 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 997	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> A e. ZZ )
6		prmz 12113	. . . . . . . . . 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 11977	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( A gcd P ) = ( P gcd A ) )
9		simp3 999	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> -. P || A )
10		coprm 12146	. . . . . . . . . 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 2210	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( A gcd P ) = 1 )
14		eulerth 12235	. . . . . . 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 1238	. . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( A ^ ( phi ` P ) ) mod P ) = ( 1 mod P ) )
16		phiprm 12225	. . . . . . . . . 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 9219	. . . . . . . . . 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 2254	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( phi ` P ) e. NN0 )
21		zexpcl 10537	. . . . . . . 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 9282	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 1 e. ZZ )
24		moddvds 11808	. . . . . . 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 1238	. . . . . 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 9233	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( P - 1 ) e. CC )
28		2cnd 8994	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 2 e. CC )
29		2ap0 9014	. . . . . . . . . . . . 13 |- 2 # 0
30	29	a1i 9	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 2 # 0 )
31	27, 28, 30	divcanap1d 8750	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( P - 1 ) / 2 ) x. 2 ) = ( P - 1 ) )
32	17, 31	eqtr4d 2213	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( phi ` P ) = ( ( ( P - 1 ) / 2 ) x. 2 ) )
33	32	oveq2d 5893	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( A ^ ( phi ` P ) ) = ( A ^ ( ( ( P - 1 ) / 2 ) x. 2 ) ) )
34	5	zcnd 9378	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> A e. CC )
35		2nn0 9195	. . . . . . . . . . 11 |- 2 e. NN0
36	35	a1i 9	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 2 e. NN0 )
37		oddprm 12261	. . . . . . . . . . . 12 |- ( P e. ( Prime \ { 2 } ) -> ( ( P - 1 ) / 2 ) e. NN )
38	37	3ad2ant2 1019	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( P - 1 ) / 2 ) e. NN )
39	38	nnnn0d 9231	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( P - 1 ) / 2 ) e. NN0 )
40	34, 36, 39	expmuld 10659	. . . . . . . . 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 2210	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( A ^ ( phi ` P ) ) = ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ^ 2 ) )
42	41	oveq1d 5892	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( A ^ ( phi ` P ) ) - 1 ) = ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ^ 2 ) - 1 ) )
43		sq1 10616	. . . . . . . 8 |- ( 1 ^ 2 ) = 1
44	43	oveq2i 5888	. . . . . . 7 |- ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ^ 2 ) - ( 1 ^ 2 ) ) = ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ^ 2 ) - 1 )
45	42, 44	eqtr4di 2228	. . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( A ^ ( phi ` P ) ) - 1 ) = ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ^ 2 ) - ( 1 ^ 2 ) ) )
46		zexpcl 10537	. . . . . . . . 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 9378	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) e. CC )
49		ax-1cn 7906	. . . . . . 7 |- 1 e. CC
50		subsq 10629	. . . . . . 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 2210	. . . . 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 4031	. . . 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 9380	. . . . 5 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) e. ZZ )
55		peano2zm 9293	. . . . . 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 12148	. . . . 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 1238	. . . 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 11800	. . . . 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 9283	. . . . . . 7 |- 2 e. ZZ
63	62	a1i 9	. . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 2 e. ZZ )
64		moddvds 11808	. . . . . 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 1238	. . . . 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 9628	. . . . . . . 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 9628	. . . . . . . 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 9011	. . . . . . . 8 |- 0 <_ 2
71	70	a1i 9	. . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 0 <_ 2 )
72		eldifsni 3723	. . . . . . . . . 10 |- ( P e. ( Prime \ { 2 } ) -> P =/= 2 )
73	72	3ad2ant2 1019	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> P =/= 2 )
74		zapne 9329	. . . . . . . . . 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 8991	. . . . . . . . . 10 |- 2 e. RR
78	77	a1i 9	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> 2 e. RR )
79	4	nnred 8934	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> P e. RR )
80		prmuz2 12133	. . . . . . . . . . 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 9542	. . . . . . . . . 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 8598	. . . . . . . 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 10351	. . . . . . 7 |- ( ( ( 2 e. QQ /\ P e. QQ ) /\ ( 0 <_ 2 /\ 2 < P ) ) -> ( 2 mod P ) = 2 )
87	67, 69, 71, 85, 86	syl22anc 1239	. . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( 2 mod P ) = 2 )
88	87	eqeq2d 2189	. . . . 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 8980	. . . . . . . 8 |- 2 = ( 1 + 1 )
90	89	oveq2i 5888	. . . . . . 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 8308	. . . . . . 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 2222	. . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) - 2 ) = ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) - 1 ) )
94	93	breq2d 4017	. . . . 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 793	. . 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 10347	. . 3 |- ( ( A e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) /\ -. P || A ) -> ( ( ( A ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) e. NN0 )
99		elprg 3614	. . 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 708   /\ w3a 978   = wceq 1353   e. wcel 2148   =/= wne 2347   \ cdif 3128   {csn 3594   {cpr 3595   class class class wbr 4005   ` cfv 5218  (class class class)co 5877   CCcc 7811   RRcr 7812   0cc0 7813   1c1 7814   + caddc 7816   x. cmul 7818   < clt 7994   <_ cle 7995   - cmin 8130   # cap 8540   / cdiv 8631   NNcn 8921   2c2 8972   NN0cn0 9178   ZZcz 9255   ZZ>=cuz 9530   QQcq 9621   mod cmo 10324   ^cexp 10521   || cdvds 11796   gcd cgcd 11945   Primecprime 12109   phicphi 12211

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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4120  ax-sep 4123  ax-nul 4131  ax-pow 4176  ax-pr 4211  ax-un 4435  ax-setind 4538  ax-iinf 4589  ax-cnex 7904  ax-resscn 7905  ax-1cn 7906  ax-1re 7907  ax-icn 7908  ax-addcl 7909  ax-addrcl 7910  ax-mulcl 7911  ax-mulrcl 7912  ax-addcom 7913  ax-mulcom 7914  ax-addass 7915  ax-mulass 7916  ax-distr 7917  ax-i2m1 7918  ax-0lt1 7919  ax-1rid 7920  ax-0id 7921  ax-rnegex 7922  ax-precex 7923  ax-cnre 7924  ax-pre-ltirr 7925  ax-pre-ltwlin 7926  ax-pre-lttrn 7927  ax-pre-apti 7928  ax-pre-ltadd 7929  ax-pre-mulgt0 7930  ax-pre-mulext 7931  ax-arch 7932  ax-caucvg 7933

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 831  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-xor 1376  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2741  df-sbc 2965  df-csb 3060  df-dif 3133  df-un 3135  df-in 3137  df-ss 3144  df-nul 3425  df-if 3537  df-pw 3579  df-sn 3600  df-pr 3601  df-op 3603  df-uni 3812  df-int 3847  df-iun 3890  df-br 4006  df-opab 4067  df-mpt 4068  df-tr 4104  df-id 4295  df-po 4298  df-iso 4299  df-iord 4368  df-on 4370  df-ilim 4371  df-suc 4373  df-iom 4592  df-xp 4634  df-rel 4635  df-cnv 4636  df-co 4637  df-dm 4638  df-rn 4639  df-res 4640  df-ima 4641  df-iota 5180  df-fun 5220  df-fn 5221  df-f 5222  df-f1 5223  df-fo 5224  df-f1o 5225  df-fv 5226  df-isom 5227  df-riota 5833  df-ov 5880  df-oprab 5881  df-mpo 5882  df-1st 6143  df-2nd 6144  df-recs 6308  df-irdg 6373  df-frec 6394  df-1o 6419  df-2o 6420  df-oadd 6423  df-er 6537  df-en 6743  df-dom 6744  df-fin 6745  df-sup 6985  df-pnf 7996  df-mnf 7997  df-xr 7998  df-ltxr 7999  df-le 8000  df-sub 8132  df-neg 8133  df-reap 8534  df-ap 8541  df-div 8632  df-inn 8922  df-2 8980  df-3 8981  df-4 8982  df-n0 9179  df-z 9256  df-uz 9531  df-q 9622  df-rp 9656  df-fz 10011  df-fzo 10145  df-fl 10272  df-mod 10325  df-seqfrec 10448  df-exp 10522  df-ihash 10758  df-cj 10853  df-re 10854  df-im 10855  df-rsqrt 11009  df-abs 11010  df-clim 11289  df-proddc 11561  df-dvds 11797  df-gcd 11946  df-prm 12110  df-phi 12213

This theorem is referenced by:  lgslem4  14443