Theorem lgsquadlemsfi 15622

Description: Lemma for lgsquad 15627. S is finite. (Contributed by Jim Kingdon, 16-Sep-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
lgseisen.1	|- ( ph -> P e. ( Prime \ { 2 } ) )
lgseisen.2	|- ( ph -> Q e. ( Prime \ { 2 } ) )
lgseisen.3	|- ( ph -> P =/= Q )
lgsquad.4	|- M = ( ( P - 1 ) / 2 )
lgsquad.5	|- N = ( ( Q - 1 ) / 2 )
lgsquad.6	|- S = { <. x , y >. | ( ( x e. ( 1 ... M ) /\ y e. ( 1 ... N ) ) /\ ( y x. P ) < ( x x. Q ) ) }

Assertion

Ref	Expression
lgsquadlemsfi	|- ( ph -> S e. Fin )

Distinct variable groups:   x, y, P   ph, x, y   y, M   x, N, y   x, Q, y   x, S   x, M   y, S

Proof of Theorem lgsquadlemsfi

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lgsquad.6	. 2 |- S = { <. x , y >. | ( ( x e. ( 1 ... M ) /\ y e. ( 1 ... N ) ) /\ ( y x. P ) < ( x x. Q ) ) }
2		1zzd 9414	. . 3 |- ( ph -> 1 e. ZZ )
3		lgseisen.1	. . . . 5 |- ( ph -> P e. ( Prime \ { 2 } ) )
4		lgsquad.4	. . . . 5 |- M = ( ( P - 1 ) / 2 )
5	3, 4	gausslemma2dlem0b 15597	. . . 4 |- ( ph -> M e. NN )
6	5	nnzd 9509	. . 3 |- ( ph -> M e. ZZ )
7	2, 6	fzfigd 10593	. 2 |- ( ph -> ( 1 ... M ) e. Fin )
8		lgseisen.2	. . . . 5 |- ( ph -> Q e. ( Prime \ { 2 } ) )
9		lgsquad.5	. . . . 5 |- N = ( ( Q - 1 ) / 2 )
10	8, 9	gausslemma2dlem0b 15597	. . . 4 |- ( ph -> N e. NN )
11	10	nnzd 9509	. . 3 |- ( ph -> N e. ZZ )
12	2, 11	fzfigd 10593	. 2 |- ( ph -> ( 1 ... N ) e. Fin )
13		elfznn 10191	. . . . . . 7 |- ( y e. ( 1 ... N ) -> y e. NN )
14	13	ad2antll 491	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ ( x e. ( 1 ... M ) /\ y e. ( 1 ... N ) ) ) -> y e. NN )
15	3	gausslemma2dlem0a 15596	. . . . . . 7 |- ( ph -> P e. NN )
16	15	adantr 276	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ ( x e. ( 1 ... M ) /\ y e. ( 1 ... N ) ) ) -> P e. NN )
17	14, 16	nnmulcld 9100	. . . . 5 |- ( ( ph /\ ( x e. ( 1 ... M ) /\ y e. ( 1 ... N ) ) ) -> ( y x. P ) e. NN )
18	17	nnzd 9509	. . . 4 |- ( ( ph /\ ( x e. ( 1 ... M ) /\ y e. ( 1 ... N ) ) ) -> ( y x. P ) e. ZZ )
19		elfznn 10191	. . . . . . 7 |- ( x e. ( 1 ... M ) -> x e. NN )
20	19	ad2antrl 490	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ ( x e. ( 1 ... M ) /\ y e. ( 1 ... N ) ) ) -> x e. NN )
21	8	gausslemma2dlem0a 15596	. . . . . . 7 |- ( ph -> Q e. NN )
22	21	adantr 276	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ ( x e. ( 1 ... M ) /\ y e. ( 1 ... N ) ) ) -> Q e. NN )
23	20, 22	nnmulcld 9100	. . . . 5 |- ( ( ph /\ ( x e. ( 1 ... M ) /\ y e. ( 1 ... N ) ) ) -> ( x x. Q ) e. NN )
24	23	nnzd 9509	. . . 4 |- ( ( ph /\ ( x e. ( 1 ... M ) /\ y e. ( 1 ... N ) ) ) -> ( x x. Q ) e. ZZ )
25		zdclt 9465	. . . 4 |- ( ( ( y x. P ) e. ZZ /\ ( x x. Q ) e. ZZ ) -> DECID ( y x. P ) < ( x x. Q ) )
26	18, 24, 25	syl2anc 411	. . 3 |- ( ( ph /\ ( x e. ( 1 ... M ) /\ y e. ( 1 ... N ) ) ) -> DECID ( y x. P ) < ( x x. Q ) )
27	26	ralrimivva 2589	. 2 |- ( ph -> A. x e. ( 1 ... M ) A. y e. ( 1 ... N )DECID ( y x. P ) < ( x x. Q ) )
28	1, 7, 12, 27	opabfi 7049	1 |- ( ph -> S e. Fin )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104  DECID wdc 836   = wceq 1373   e. wcel 2177   =/= wne 2377   \ cdif 3167   {csn 3637   class class class wbr 4050   {copab 4111  (class class class)co 5956   Fincfn 6839   1c1 7941   x. cmul 7945   < clt 8122   - cmin 8258   / cdiv 8760   NNcn 9051   2c2 9102   ZZcz 9387   ...cfz 10145   Primecprime 12499

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 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2179  ax-14 2180  ax-ext 2188  ax-coll 4166  ax-sep 4169  ax-nul 4177  ax-pow 4225  ax-pr 4260  ax-un 4487  ax-setind 4592  ax-iinf 4643  ax-cnex 8031  ax-resscn 8032  ax-1cn 8033  ax-1re 8034  ax-icn 8035  ax-addcl 8036  ax-addrcl 8037  ax-mulcl 8038  ax-mulrcl 8039  ax-addcom 8040  ax-mulcom 8041  ax-addass 8042  ax-mulass 8043  ax-distr 8044  ax-i2m1 8045  ax-0lt1 8046  ax-1rid 8047  ax-0id 8048  ax-rnegex 8049  ax-precex 8050  ax-cnre 8051  ax-pre-ltirr 8052  ax-pre-ltwlin 8053  ax-pre-lttrn 8054  ax-pre-apti 8055  ax-pre-ltadd 8056  ax-pre-mulgt0 8057  ax-pre-mulext 8058  ax-arch 8059  ax-caucvg 8060

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-xor 1396  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2193  df-cleq 2199  df-clel 2202  df-nfc 2338  df-ne 2378  df-nel 2473  df-ral 2490  df-rex 2491  df-reu 2492  df-rmo 2493  df-rab 2494  df-v 2775  df-sbc 3003  df-csb 3098  df-dif 3172  df-un 3174  df-in 3176  df-ss 3183  df-nul 3465  df-if 3576  df-pw 3622  df-sn 3643  df-pr 3644  df-op 3646  df-uni 3856  df-int 3891  df-iun 3934  df-br 4051  df-opab 4113  df-mpt 4114  df-tr 4150  df-id 4347  df-po 4350  df-iso 4351  df-iord 4420  df-on 4422  df-ilim 4423  df-suc 4425  df-iom 4646  df-xp 4688  df-rel 4689  df-cnv 4690  df-co 4691  df-dm 4692  df-rn 4693  df-res 4694  df-ima 4695  df-iota 5240  df-fun 5281  df-fn 5282  df-f 5283  df-f1 5284  df-fo 5285  df-f1o 5286  df-fv 5287  df-riota 5911  df-ov 5959  df-oprab 5960  df-mpo 5961  df-1st 6238  df-2nd 6239  df-recs 6403  df-frec 6489  df-1o 6514  df-2o 6515  df-er 6632  df-en 6840  df-fin 6842  df-pnf 8124  df-mnf 8125  df-xr 8126  df-ltxr 8127  df-le 8128  df-sub 8260  df-neg 8261  df-reap 8663  df-ap 8670  df-div 8761  df-inn 9052  df-2 9110  df-3 9111  df-4 9112  df-n0 9311  df-z 9388  df-uz 9664  df-q 9756  df-rp 9791  df-fz 10146  df-seqfrec 10610  df-exp 10701  df-cj 11223  df-re 11224  df-im 11225  df-rsqrt 11379  df-abs 11380  df-dvds 12169  df-prm 12500

This theorem is referenced by:  lgsquadlemofi  15623  lgsquadlem1  15624  lgsquadlem2  15625  lgsquadlem3  15626