Theorem pcprendvds2 12219

Description: Non-divisibility property of the prime power pre-function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
pclem.1	|- A = { n e. NN0 | ( P ^ n ) || N }
pclem.2	|- S = sup ( A , RR , < )

Assertion

Ref	Expression
pcprendvds2	|- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> -. P || ( N / ( P ^ S ) ) )

Distinct variable groups:   n, N   P, n

Allowed substitution hints:   A( n)   S( n)

Proof of Theorem pcprendvds2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pclem.1	. . 3 |- A = { n e. NN0 | ( P ^ n ) || N }
2		pclem.2	. . 3 |- S = sup ( A , RR , < )
3	1, 2	pcprendvds 12218	. 2 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> -. ( P ^ ( S + 1 ) ) || N )
4		eluz2nn 9500	. . . . . 6 |- ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) -> P e. NN )
5	4	adantr 274	. . . . 5 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> P e. NN )
6	5	nnzd 9308	. . . 4 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> P e. ZZ )
7	1, 2	pcprecl 12217	. . . . . 6 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( S e. NN0 /\ ( P ^ S ) || N ) )
8	7	simprd 113	. . . . 5 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( P ^ S ) || N )
9	7	simpld 111	. . . . . . . 8 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> S e. NN0 )
10	5, 9	nnexpcld 10606	. . . . . . 7 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( P ^ S ) e. NN )
11	10	nnzd 9308	. . . . . 6 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( P ^ S ) e. ZZ )
12	10	nnne0d 8898	. . . . . 6 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( P ^ S ) =/= 0 )
13		simprl 521	. . . . . 6 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> N e. ZZ )
14		dvdsval2 11726	. . . . . 6 |- ( ( ( P ^ S ) e. ZZ /\ ( P ^ S ) =/= 0 /\ N e. ZZ ) -> ( ( P ^ S ) || N <-> ( N / ( P ^ S ) ) e. ZZ ) )
15	11, 12, 13, 14	syl3anc 1228	. . . . 5 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( ( P ^ S ) || N <-> ( N / ( P ^ S ) ) e. ZZ ) )
16	8, 15	mpbid 146	. . . 4 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( N / ( P ^ S ) ) e. ZZ )
17		dvdscmul 11754	. . . 4 |- ( ( P e. ZZ /\ ( N / ( P ^ S ) ) e. ZZ /\ ( P ^ S ) e. ZZ ) -> ( P || ( N / ( P ^ S ) ) -> ( ( P ^ S ) x. P ) || ( ( P ^ S ) x. ( N / ( P ^ S ) ) ) ) )
18	6, 16, 11, 17	syl3anc 1228	. . 3 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( P || ( N / ( P ^ S ) ) -> ( ( P ^ S ) x. P ) || ( ( P ^ S ) x. ( N / ( P ^ S ) ) ) ) )
19	5	nncnd 8867	. . . . . 6 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> P e. CC )
20	19, 9	expp1d 10585	. . . . 5 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( P ^ ( S + 1 ) ) = ( ( P ^ S ) x. P ) )
21	20	eqcomd 2171	. . . 4 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( ( P ^ S ) x. P ) = ( P ^ ( S + 1 ) ) )
22		zcn 9192	. . . . . 6 |- ( N e. ZZ -> N e. CC )
23	22	ad2antrl 482	. . . . 5 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> N e. CC )
24	10	nncnd 8867	. . . . 5 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( P ^ S ) e. CC )
25	10	nnap0d 8899	. . . . 5 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( P ^ S ) # 0 )
26	23, 24, 25	divcanap2d 8684	. . . 4 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( ( P ^ S ) x. ( N / ( P ^ S ) ) ) = N )
27	21, 26	breq12d 3994	. . 3 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( ( ( P ^ S ) x. P ) || ( ( P ^ S ) x. ( N / ( P ^ S ) ) ) <-> ( P ^ ( S + 1 ) ) || N ) )
28	18, 27	sylibd 148	. 2 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> ( P || ( N / ( P ^ S ) ) -> ( P ^ ( S + 1 ) ) || N ) )
29	3, 28	mtod 653	1 |- ( ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) /\ ( N e. ZZ /\ N =/= 0 ) ) -> -. P || ( N / ( P ^ S ) ) )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   = wceq 1343   e. wcel 2136   =/= wne 2335   {crab 2447   class class class wbr 3981   ` cfv 5187  (class class class)co 5841   supcsup 6943   CCcc 7747   RRcr 7748   0cc0 7749   1c1 7750   + caddc 7752   x. cmul 7754   < clt 7929   / cdiv 8564   NNcn 8853   2c2 8904   NN0cn0 9110   ZZcz 9187   ZZ>=cuz 9462   ^cexp 10450   || cdvds 11723

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-coll 4096  ax-sep 4099  ax-nul 4107  ax-pow 4152  ax-pr 4186  ax-un 4410  ax-setind 4513  ax-iinf 4564  ax-cnex 7840  ax-resscn 7841  ax-1cn 7842  ax-1re 7843  ax-icn 7844  ax-addcl 7845  ax-addrcl 7846  ax-mulcl 7847  ax-mulrcl 7848  ax-addcom 7849  ax-mulcom 7850  ax-addass 7851  ax-mulass 7852  ax-distr 7853  ax-i2m1 7854  ax-0lt1 7855  ax-1rid 7856  ax-0id 7857  ax-rnegex 7858  ax-precex 7859  ax-cnre 7860  ax-pre-ltirr 7861  ax-pre-ltwlin 7862  ax-pre-lttrn 7863  ax-pre-apti 7864  ax-pre-ltadd 7865  ax-pre-mulgt0 7866  ax-pre-mulext 7867  ax-arch 7868  ax-caucvg 7869

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 825  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2296  df-ne 2336  df-nel 2431  df-ral 2448  df-rex 2449  df-reu 2450  df-rmo 2451  df-rab 2452  df-v 2727  df-sbc 2951  df-csb 3045  df-dif 3117  df-un 3119  df-in 3121  df-ss 3128  df-nul 3409  df-if 3520  df-pw 3560  df-sn 3581  df-pr 3582  df-op 3584  df-uni 3789  df-int 3824  df-iun 3867  df-br 3982  df-opab 4043  df-mpt 4044  df-tr 4080  df-id 4270  df-po 4273  df-iso 4274  df-iord 4343  df-on 4345  df-ilim 4346  df-suc 4348  df-iom 4567  df-xp 4609  df-rel 4610  df-cnv 4611  df-co 4612  df-dm 4613  df-rn 4614  df-res 4615  df-ima 4616  df-iota 5152  df-fun 5189  df-fn 5190  df-f 5191  df-f1 5192  df-fo 5193  df-f1o 5194  df-fv 5195  df-isom 5196  df-riota 5797  df-ov 5844  df-oprab 5845  df-mpo 5846  df-1st 6105  df-2nd 6106  df-recs 6269  df-frec 6355  df-sup 6945  df-inf 6946  df-pnf 7931  df-mnf 7932  df-xr 7933  df-ltxr 7934  df-le 7935  df-sub 8067  df-neg 8068  df-reap 8469  df-ap 8476  df-div 8565  df-inn 8854  df-2 8912  df-3 8913  df-4 8914  df-n0 9111  df-z 9188  df-uz 9463  df-q 9554  df-rp 9586  df-fz 9941  df-fzo 10074  df-fl 10201  df-mod 10254  df-seqfrec 10377  df-exp 10451  df-cj 10780  df-re 10781  df-im 10782  df-rsqrt 10936  df-abs 10937  df-dvds 11724

This theorem is referenced by:  pcpremul  12221  pczndvds2  12245