Theorem pcprod 12542

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 12495	. . . . . . . . 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 2570	. . . . . . 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 5932	. . . . . 6 |- ( n = p -> ( n pCnt N ) = ( p pCnt N ) )
9	1, 5, 6, 7, 8	pcmpt 12539	. . . . 5 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> ( p pCnt ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) ) = if ( p <_ N , ( p pCnt N ) , 0 ) )
10		iftrue 3567	. . . . . . 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 3570	. . . . . . . 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 12306	. . . . . . . . . 10 |- ( p e. Prime -> p e. ZZ )
15		dvdsle 12028	. . . . . . . . . 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 636	. . . . . . . 8 |- ( ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) /\ -. p <_ N ) -> -. p || N )
18		pceq0 12518	. . . . . . . . 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 2232	. . . . . 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 9466	. . . . . . . 8 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> N e. ZZ )
24		zdcle 9421	. . . . . . . 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 837	. . . . . . 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 799	. . . . 5 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN ) -> if ( p <_ N , ( p pCnt N ) , 0 ) = ( p pCnt N ) )
29	9, 28	eqtrd 2229	. . . 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 2570	. 2 |- ( N e. NN -> A. p e. Prime ( p pCnt ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) ) = ( p pCnt N ) )
32	1, 4	pcmptcl 12538	. . . . . 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 5698	. . . . 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 9321	. . 3 |- ( N e. NN -> ( seq 1 ( x. , F ) ` N ) e. NN0 )
37		nnnn0 9275	. . 3 |- ( N e. NN -> N e. NN0 )
38		pc11 12527	. . 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 709  DECID wdc 835   = wceq 1364   e. wcel 2167   A.wral 2475   ifcif 3562   class class class wbr 4034   |-> cmpt 4095   -->wf 5255   ` cfv 5259  (class class class)co 5925   0cc0 7898   1c1 7899   x. cmul 7903   <_ cle 8081   NNcn 9009   NN0cn0 9268   ZZcz 9345   seqcseq 10558   ^cexp 10649   || cdvds 11971   Primecprime 12302   pCnt cpc 12480

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 4149  ax-sep 4152  ax-nul 4160  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-iinf 4625  ax-cnex 7989  ax-resscn 7990  ax-1cn 7991  ax-1re 7992  ax-icn 7993  ax-addcl 7994  ax-addrcl 7995  ax-mulcl 7996  ax-mulrcl 7997  ax-addcom 7998  ax-mulcom 7999  ax-addass 8000  ax-mulass 8001  ax-distr 8002  ax-i2m1 8003  ax-0lt1 8004  ax-1rid 8005  ax-0id 8006  ax-rnegex 8007  ax-precex 8008  ax-cnre 8009  ax-pre-ltirr 8010  ax-pre-ltwlin 8011  ax-pre-lttrn 8012  ax-pre-apti 8013  ax-pre-ltadd 8014  ax-pre-mulgt0 8015  ax-pre-mulext 8016  ax-arch 8017  ax-caucvg 8018

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-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 3452  df-if 3563  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-iun 3919  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-tr 4133  df-id 4329  df-po 4332  df-iso 4333  df-iord 4402  df-on 4404  df-ilim 4405  df-suc 4407  df-iom 4628  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-f1 5264  df-fo 5265  df-f1o 5266  df-fv 5267  df-isom 5268  df-riota 5880  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-1st 6207  df-2nd 6208  df-recs 6372  df-frec 6458  df-1o 6483  df-2o 6484  df-er 6601  df-en 6809  df-fin 6811  df-sup 7059  df-inf 7060  df-pnf 8082  df-mnf 8083  df-xr 8084  df-ltxr 8085  df-le 8086  df-sub 8218  df-neg 8219  df-reap 8621  df-ap 8628  df-div 8719  df-inn 9010  df-2 9068  df-3 9069  df-4 9070  df-n0 9269  df-xnn0 9332  df-z 9346  df-uz 9621  df-q 9713  df-rp 9748  df-fz 10103  df-fzo 10237  df-fl 10379  df-mod 10434  df-seqfrec 10559  df-exp 10650  df-cj 11026  df-re 11027  df-im 11028  df-rsqrt 11182  df-abs 11183  df-dvds 11972  df-gcd 12148  df-prm 12303  df-pc 12481

This theorem is referenced by: (None)