Theorem prmunb 12760

Description: The primes are unbounded. (Contributed by Paul Chapman, 28-Nov-2012.)

Assertion

Ref	Expression
prmunb	|- ( N e. NN -> E. p e. Prime N < p )

Distinct variable group:   N, p

Proof of Theorem prmunb

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nnnn0 9322	. 2 |- ( N e. NN -> N e. NN0 )
2		faccl 10902	. . . 4 |- ( N e. NN0 -> ( ! ` N ) e. NN )
3		elnnuz 9705	. . . . 5 |- ( ( ! ` N ) e. NN <-> ( ! ` N ) e. ( ZZ>= ` 1 ) )
4		eluzp1p1 9694	. . . . . 6 |- ( ( ! ` N ) e. ( ZZ>= ` 1 ) -> ( ( ! ` N ) + 1 ) e. ( ZZ>= ` ( 1 + 1 ) ) )
5		df-2 9115	. . . . . . 7 |- 2 = ( 1 + 1 )
6	5	fveq2i 5592	. . . . . 6 |- ( ZZ>= ` 2 ) = ( ZZ>= ` ( 1 + 1 ) )
7	4, 6	eleqtrrdi 2300	. . . . 5 |- ( ( ! ` N ) e. ( ZZ>= ` 1 ) -> ( ( ! ` N ) + 1 ) e. ( ZZ>= ` 2 ) )
8	3, 7	sylbi 121	. . . 4 |- ( ( ! ` N ) e. NN -> ( ( ! ` N ) + 1 ) e. ( ZZ>= ` 2 ) )
9		exprmfct 12535	. . . 4 |- ( ( ( ! ` N ) + 1 ) e. ( ZZ>= ` 2 ) -> E. p e. Prime p || ( ( ! ` N ) + 1 ) )
10	2, 8, 9	3syl 17	. . 3 |- ( N e. NN0 -> E. p e. Prime p || ( ( ! ` N ) + 1 ) )
11		prmz 12508	. . . . . . . . 9 |- ( p e. Prime -> p e. ZZ )
12		nn0z 9412	. . . . . . . . 9 |- ( N e. NN0 -> N e. ZZ )
13		eluz 9681	. . . . . . . . 9 |- ( ( p e. ZZ /\ N e. ZZ ) -> ( N e. ( ZZ>= ` p ) <-> p <_ N ) )
14	11, 12, 13	syl2an 289	. . . . . . . 8 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN0 ) -> ( N e. ( ZZ>= ` p ) <-> p <_ N ) )
15		prmuz2 12528	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( p e. Prime -> p e. ( ZZ>= ` 2 ) )
16		eluz2b2 9744	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( p e. ( ZZ>= ` 2 ) <-> ( p e. NN /\ 1 < p ) )
17	15, 16	sylib 122	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( p e. Prime -> ( p e. NN /\ 1 < p ) )
18	17	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( p e. Prime /\ N e. ( ZZ>= ` p ) ) -> ( p e. NN /\ 1 < p ) )
19	18	simpld 112	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( p e. Prime /\ N e. ( ZZ>= ` p ) ) -> p e. NN )
20	19	nnnn0d 9368	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( p e. Prime /\ N e. ( ZZ>= ` p ) ) -> p e. NN0 )
21		eluznn0 9740	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( p e. NN0 /\ N e. ( ZZ>= ` p ) ) -> N e. NN0 )
22	20, 21	sylancom 420	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( p e. Prime /\ N e. ( ZZ>= ` p ) ) -> N e. NN0 )
23		nnz 9411	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ! ` N ) e. NN -> ( ! ` N ) e. ZZ )
24	22, 2, 23	3syl 17	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( p e. Prime /\ N e. ( ZZ>= ` p ) ) -> ( ! ` N ) e. ZZ )
25	18	simprd 114	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( p e. Prime /\ N e. ( ZZ>= ` p ) ) -> 1 < p )
26		dvdsfac 12246	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( p e. NN /\ N e. ( ZZ>= ` p ) ) -> p || ( ! ` N ) )
27	19, 26	sylancom 420	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( p e. Prime /\ N e. ( ZZ>= ` p ) ) -> p || ( ! ` N ) )
28		ndvdsp1 12318	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ! ` N ) e. ZZ /\ p e. NN /\ 1 < p ) -> ( p || ( ! ` N ) -> -. p || ( ( ! ` N ) + 1 ) ) )
29	28	imp 124	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ! ` N ) e. ZZ /\ p e. NN /\ 1 < p ) /\ p || ( ! ` N ) ) -> -. p || ( ( ! ` N ) + 1 ) )
30	24, 19, 25, 27, 29	syl31anc 1253	. . . . . . . . . 10 |- ( ( p e. Prime /\ N e. ( ZZ>= ` p ) ) -> -. p || ( ( ! ` N ) + 1 ) )
31	30	ex 115	. . . . . . . . 9 |- ( p e. Prime -> ( N e. ( ZZ>= ` p ) -> -. p || ( ( ! ` N ) + 1 ) ) )
32	31	adantr 276	. . . . . . . 8 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN0 ) -> ( N e. ( ZZ>= ` p ) -> -. p || ( ( ! ` N ) + 1 ) ) )
33	14, 32	sylbird 170	. . . . . . 7 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN0 ) -> ( p <_ N -> -. p || ( ( ! ` N ) + 1 ) ) )
34	33	con2d 625	. . . . . 6 |- ( ( p e. Prime /\ N e. NN0 ) -> ( p || ( ( ! ` N ) + 1 ) -> -. p <_ N ) )
35	34	ancoms 268	. . . . 5 |- ( ( N e. NN0 /\ p e. Prime ) -> ( p || ( ( ! ` N ) + 1 ) -> -. p <_ N ) )
36		zltnle 9438	. . . . . 6 |- ( ( N e. ZZ /\ p e. ZZ ) -> ( N < p <-> -. p <_ N ) )
37	12, 11, 36	syl2an 289	. . . . 5 |- ( ( N e. NN0 /\ p e. Prime ) -> ( N < p <-> -. p <_ N ) )
38	35, 37	sylibrd 169	. . . 4 |- ( ( N e. NN0 /\ p e. Prime ) -> ( p || ( ( ! ` N ) + 1 ) -> N < p ) )
39	38	reximdva 2609	. . 3 |- ( N e. NN0 -> ( E. p e. Prime p || ( ( ! ` N ) + 1 ) -> E. p e. Prime N < p ) )
40	10, 39	mpd 13	. 2 |- ( N e. NN0 -> E. p e. Prime N < p )
41	1, 40	syl 14	1 |- ( N e. NN -> E. p e. Prime N < p )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   /\ w3a 981   e. wcel 2177   E.wrex 2486   class class class wbr 4051   ` cfv 5280  (class class class)co 5957   1c1 7946   + caddc 7948   < clt 8127   <_ cle 8128   NNcn 9056   2c2 9107   NN0cn0 9315   ZZcz 9392   ZZ>=cuz 9668   !cfa 10892   || cdvds 12173   Primecprime 12504

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 4167  ax-sep 4170  ax-nul 4178  ax-pow 4226  ax-pr 4261  ax-un 4488  ax-setind 4593  ax-iinf 4644  ax-cnex 8036  ax-resscn 8037  ax-1cn 8038  ax-1re 8039  ax-icn 8040  ax-addcl 8041  ax-addrcl 8042  ax-mulcl 8043  ax-mulrcl 8044  ax-addcom 8045  ax-mulcom 8046  ax-addass 8047  ax-mulass 8048  ax-distr 8049  ax-i2m1 8050  ax-0lt1 8051  ax-1rid 8052  ax-0id 8053  ax-rnegex 8054  ax-precex 8055  ax-cnre 8056  ax-pre-ltirr 8057  ax-pre-ltwlin 8058  ax-pre-lttrn 8059  ax-pre-apti 8060  ax-pre-ltadd 8061  ax-pre-mulgt0 8062  ax-pre-mulext 8063  ax-arch 8064  ax-caucvg 8065

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 833  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  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 3623  df-sn 3644  df-pr 3645  df-op 3647  df-uni 3857  df-int 3892  df-iun 3935  df-br 4052  df-opab 4114  df-mpt 4115  df-tr 4151  df-id 4348  df-po 4351  df-iso 4352  df-iord 4421  df-on 4423  df-ilim 4424  df-suc 4426  df-iom 4647  df-xp 4689  df-rel 4690  df-cnv 4691  df-co 4692  df-dm 4693  df-rn 4694  df-res 4695  df-ima 4696  df-iota 5241  df-fun 5282  df-fn 5283  df-f 5284  df-f1 5285  df-fo 5286  df-f1o 5287  df-fv 5288  df-riota 5912  df-ov 5960  df-oprab 5961  df-mpo 5962  df-1st 6239  df-2nd 6240  df-recs 6404  df-frec 6490  df-1o 6515  df-2o 6516  df-er 6633  df-en 6841  df-pnf 8129  df-mnf 8130  df-xr 8131  df-ltxr 8132  df-le 8133  df-sub 8265  df-neg 8266  df-reap 8668  df-ap 8675  df-div 8766  df-inn 9057  df-2 9115  df-3 9116  df-4 9117  df-n0 9316  df-z 9393  df-uz 9669  df-q 9761  df-rp 9796  df-fz 10151  df-fzo 10285  df-fl 10435  df-mod 10490  df-seqfrec 10615  df-exp 10706  df-fac 10893  df-cj 11228  df-re 11229  df-im 11230  df-rsqrt 11384  df-abs 11385  df-dvds 12174  df-prm 12505

This theorem is referenced by:  prminf  12901