Theorem pcprod 12937

Description: The product of the primes taken to their respective powers reconstructs the original number. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Mar-2014.)

Hypothesis

Ref	Expression
pcprod.1	|- F = ( n e. NN |-> if ( n e. Prime , ( n ^ ( n pCnt N ) ) , 1 ) )

Assertion

Ref	Expression
pcprod	|- ( N e. NN -> ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) = N )

Distinct variable group:   n, N

Allowed substitution hint:   F( n)

Proof of Theorem pcprod

Dummy variable p is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pcprod.1	. . . . . 6 |- F = ( n e. NN |-> if ( n e. Prime , ( n ^ ( n pCnt N ) ) , 1 ) )
2		pccl 12890	. . . . . . . . 9 |- ( ( n e. Prime /\ N e. NN ) -> ( n pCnt N ) e. NN0 )
3	2	ancoms 268	. . . . . . . 8 |- ( ( N e. NN /\ n e. Prime ) -> ( n pCnt N ) e. NN0 )
4	3	ralrimiva 2605	. . . . . . 7 |- ( N e. NN -> A. n e. Prime ( n pCnt N ) e. NN0 )
5	4	adantl 277	. . . . . 6 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> A. n e. Prime ( n pCnt N ) e. NN0 )
6		simpr 110	. . . . . 6 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> N e. NN )
7		simpl 109	. . . . . 6 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> p e. Prime )
8		oveq1 6025	. . . . . 6 |- ( n = p -> ( n pCnt N ) = ( p pCnt N ) )
9	1, 5, 6, 7, 8	pcmpt 12934	. . . . 5 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> ( p pCnt ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) ) = if ( p <_ N , ( p pCnt N ) , 0 ) )
10		iftrue 3610	. . . . . . 7 |- ( p <_ N -> if ( p <_ N , ( p pCnt N ) , 0 ) = ( p pCnt N ) )
11	10	adantl 277	. . . . . 6 |- ( ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) /\ p <_ N ) -> if ( p <_ N , ( p pCnt N ) , 0 ) = ( p pCnt N ) )
12		iffalse 3613	. . . . . . . 8 |- ( -. p <_ N -> if ( p <_ N , ( p pCnt N ) , 0 ) = 0 )
13	12	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) /\ -. p <_ N ) -> if ( p <_ N , ( p pCnt N ) , 0 ) = 0 )
14		prmz 12701	. . . . . . . . . 10 |- ( p e. Prime -> p e. ZZ )
15		dvdsle 12423	. . . . . . . . . 10 |- ( ( p e. ZZ /\ N e. NN ) -> ( p || N -> p <_ N ) )
16	14, 15	sylan 283	. . . . . . . . 9 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> ( p || N -> p <_ N ) )
17	16	con3dimp 640	. . . . . . . 8 |- ( ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) /\ -. p <_ N ) -> -. p || N )
18		pceq0 12913	. . . . . . . . 9 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> ( ( p pCnt N ) = 0 <-> -. p || N ) )
19	18	adantr 276	. . . . . . . 8 |- ( ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) /\ -. p <_ N ) -> ( ( p pCnt N ) = 0 <-> -. p || N ) )
20	17, 19	mpbird 167	. . . . . . 7 |- ( ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) /\ -. p <_ N ) -> ( p pCnt N ) = 0 )
21	13, 20	eqtr4d 2267	. . . . . 6 |- ( ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) /\ -. p <_ N ) -> if ( p <_ N , ( p pCnt N ) , 0 ) = ( p pCnt N ) )
22	14	adantr 276	. . . . . . . 8 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> p e. ZZ )
23	6	nnzd 9601	. . . . . . . 8 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> N e. ZZ )
24		zdcle 9556	. . . . . . . 8 |- ( ( p e. ZZ /\ N e. ZZ ) -> DECID p <_ N )
25	22, 23, 24	syl2anc 411	. . . . . . 7 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> DECID p <_ N )
26		exmiddc 843	. . . . . . 7 |- (DECID p <_ N -> ( p <_ N \/ -. p <_ N ) )
27	25, 26	syl 14	. . . . . 6 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> ( p <_ N \/ -. p <_ N ) )
28	11, 21, 27	mpjaodan 805	. . . . 5 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> if ( p <_ N , ( p pCnt N ) , 0 ) = ( p pCnt N ) )
29	9, 28	eqtrd 2264	. . . 4 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> ( p pCnt ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) ) = ( p pCnt N ) )
30	29	ancoms 268	. . 3 |- ( ( N e. NN /\ p e. Prime ) -> ( p pCnt ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) ) = ( p pCnt N ) )
31	30	ralrimiva 2605	. 2 |- ( N e. NN -> A. p e. Prime ( p pCnt ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) ) = ( p pCnt N ) )
32	1, 4	pcmptcl 12933	. . . . . 6 |- ( N e. NN -> ( F : NN --> NN /\ seq 1 ( x. , F ) : NN --> NN ) )
33	32	simprd 114	. . . . 5 |- ( N e. NN -> seq 1 ( x. , F ) : NN --> NN )
34		ffvelcdm 5780	. . . . 5 |- ( ( seq 1 ( x. , F ) : NN --> NN /\ N e. NN ) -> ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) e. NN )
35	33, 34	mpancom 422	. . . 4 |- ( N e. NN -> ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) e. NN )
36	35	nnnn0d 9455	. . 3 |- ( N e. NN -> ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) e. NN0 )
37		nnnn0 9409	. . 3 |- ( N e. NN -> N e. NN0 )
38		pc11 12922	. . 3 |- ( ( ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) e. NN0 /\ N e. NN0 ) -> ( ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) = N <-> A. p e. Prime ( p pCnt ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) ) = ( p pCnt N ) ) )
39	36, 37, 38	syl2anc 411	. 2 |- ( N e. NN -> ( ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) = N <-> A. p e. Prime ( p pCnt ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) ) = ( p pCnt N ) ) )
40	31, 39	mpbird 167	1 |- ( N e. NN -> ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) = N )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   \/ wo 715  DECID wdc 841   = wceq 1397   e. wcel 2202   A.wral 2510   ifcif 3605   class class class wbr 4088   |-> cmpt 4150   -->wf 5322   ` cfv 5326  (class class class)co 6018   0cc0 8032   1c1 8033   x. cmul 8037   <_ cle 8215   NNcn 9143   NN0cn0 9402   ZZcz 9479   seqcseq 10710   ^cexp 10801   || cdvds 12366   Primecprime 12697   pCnt cpc 12875

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 619  ax-in2 620  ax-io 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4204  ax-sep 4207  ax-nul 4215  ax-pow 4264  ax-pr 4299  ax-un 4530  ax-setind 4635  ax-iinf 4686  ax-cnex 8123  ax-resscn 8124  ax-1cn 8125  ax-1re 8126  ax-icn 8127  ax-addcl 8128  ax-addrcl 8129  ax-mulcl 8130  ax-mulrcl 8131  ax-addcom 8132  ax-mulcom 8133  ax-addass 8134  ax-mulass 8135  ax-distr 8136  ax-i2m1 8137  ax-0lt1 8138  ax-1rid 8139  ax-0id 8140  ax-rnegex 8141  ax-precex 8142  ax-cnre 8143  ax-pre-ltirr 8144  ax-pre-ltwlin 8145  ax-pre-lttrn 8146  ax-pre-apti 8147  ax-pre-ltadd 8148  ax-pre-mulgt0 8149  ax-pre-mulext 8150  ax-arch 8151  ax-caucvg 8152

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 838  df-dc 842  df-3or 1005  df-3an 1006  df-tru 1400  df-fal 1403  df-nf 1509  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2363  df-ne 2403  df-nel 2498  df-ral 2515  df-rex 2516  df-reu 2517  df-rmo 2518  df-rab 2519  df-v 2804  df-sbc 3032  df-csb 3128  df-dif 3202  df-un 3204  df-in 3206  df-ss 3213  df-nul 3495  df-if 3606  df-pw 3654  df-sn 3675  df-pr 3676  df-op 3678  df-uni 3894  df-int 3929  df-iun 3972  df-br 4089  df-opab 4151  df-mpt 4152  df-tr 4188  df-id 4390  df-po 4393  df-iso 4394  df-iord 4463  df-on 4465  df-ilim 4466  df-suc 4468  df-iom 4689  df-xp 4731  df-rel 4732  df-cnv 4733  df-co 4734  df-dm 4735  df-rn 4736  df-res 4737  df-ima 4738  df-iota 5286  df-fun 5328  df-fn 5329  df-f 5330  df-f1 5331  df-fo 5332  df-f1o 5333  df-fv 5334  df-isom 5335  df-riota 5971  df-ov 6021  df-oprab 6022  df-mpo 6023  df-1st 6303  df-2nd 6304  df-recs 6471  df-frec 6557  df-1o 6582  df-2o 6583  df-er 6702  df-en 6910  df-fin 6912  df-sup 7183  df-inf 7184  df-pnf 8216  df-mnf 8217  df-xr 8218  df-ltxr 8219  df-le 8220  df-sub 8352  df-neg 8353  df-reap 8755  df-ap 8762  df-div 8853  df-inn 9144  df-2 9202  df-3 9203  df-4 9204  df-n0 9403  df-xnn0 9466  df-z 9480  df-uz 9756  df-q 9854  df-rp 9889  df-fz 10244  df-fzo 10378  df-fl 10531  df-mod 10586  df-seqfrec 10711  df-exp 10802  df-cj 11420  df-re 11421  df-im 11422  df-rsqrt 11576  df-abs 11577  df-dvds 12367  df-gcd 12543  df-prm 12698  df-pc 12876

This theorem is referenced by: (None)