Proof of Theorem 2lgslem1a1
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | elfzelz 10094 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2)) → 𝑖 ∈ ℤ) |
2 | 1 | adantl 277 |
. . . . . 6
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → 𝑖 ∈ ℤ) |
3 | | 2z 9348 |
. . . . . . 7
⊢ 2 ∈
ℤ |
4 | 3 | a1i 9 |
. . . . . 6
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → 2 ∈
ℤ) |
5 | 2, 4 | zmulcld 9448 |
. . . . 5
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → (𝑖 · 2) ∈
ℤ) |
6 | | zq 9694 |
. . . . 5
⊢ ((𝑖 · 2) ∈ ℤ
→ (𝑖 · 2)
∈ ℚ) |
7 | 5, 6 | syl 14 |
. . . 4
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → (𝑖 · 2) ∈
ℚ) |
8 | | nnq 9701 |
. . . . 5
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → 𝑃 ∈
ℚ) |
9 | 8 | ad2antrr 488 |
. . . 4
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → 𝑃 ∈ ℚ) |
10 | | elfznn 10123 |
. . . . . 6
⊢ (𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2)) → 𝑖 ∈ ℕ) |
11 | | nnre 8991 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑖 ∈ ℕ → 𝑖 ∈
ℝ) |
12 | | nnnn0 9250 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑖 ∈ ℕ → 𝑖 ∈
ℕ0) |
13 | 12 | nn0ge0d 9299 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑖 ∈ ℕ → 0 ≤
𝑖) |
14 | | 2re 9054 |
. . . . . . . . 9
⊢ 2 ∈
ℝ |
15 | | 0le2 9074 |
. . . . . . . . 9
⊢ 0 ≤
2 |
16 | 14, 15 | pm3.2i 272 |
. . . . . . . 8
⊢ (2 ∈
ℝ ∧ 0 ≤ 2) |
17 | 16 | a1i 9 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑖 ∈ ℕ → (2 ∈
ℝ ∧ 0 ≤ 2)) |
18 | | mulge0 8640 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝑖 ∈ ℝ ∧ 0 ≤
𝑖) ∧ (2 ∈ ℝ
∧ 0 ≤ 2)) → 0 ≤ (𝑖 · 2)) |
19 | 11, 13, 17, 18 | syl21anc 1248 |
. . . . . 6
⊢ (𝑖 ∈ ℕ → 0 ≤
(𝑖 ·
2)) |
20 | 10, 19 | syl 14 |
. . . . 5
⊢ (𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2)) → 0 ≤ (𝑖 · 2)) |
21 | 20 | adantl 277 |
. . . 4
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → 0 ≤ (𝑖 · 2)) |
22 | | elfz2 10084 |
. . . . . 6
⊢ (𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2)) ↔ ((1 ∈ ℤ
∧ ((𝑃 − 1) / 2)
∈ ℤ ∧ 𝑖
∈ ℤ) ∧ (1 ≤ 𝑖 ∧ 𝑖 ≤ ((𝑃 − 1) / 2)))) |
23 | | zre 9324 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑖 ∈ ℤ → 𝑖 ∈
ℝ) |
24 | 23 | 3ad2ant3 1022 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → 𝑖 ∈ ℝ) |
25 | | zre 9324 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑃 − 1) / 2) ∈ ℤ
→ ((𝑃 − 1) / 2)
∈ ℝ) |
26 | 25 | 3ad2ant2 1021 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝑃 − 1) / 2) ∈
ℝ) |
27 | | 2pos 9075 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ 0 <
2 |
28 | 14, 27 | pm3.2i 272 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (2 ∈
ℝ ∧ 0 < 2) |
29 | 28 | a1i 9 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (2 ∈ ℝ
∧ 0 < 2)) |
30 | | lemul1 8614 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑖 ∈ ℝ ∧ ((𝑃 − 1) / 2) ∈ ℝ
∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → (𝑖 ≤ ((𝑃 − 1) / 2) ↔ (𝑖 · 2) ≤ (((𝑃 − 1) / 2) ·
2))) |
31 | 24, 26, 29, 30 | syl3anc 1249 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝑖 ≤ ((𝑃 − 1) / 2) ↔ (𝑖 · 2) ≤ (((𝑃 − 1) / 2) ·
2))) |
32 | | nncn 8992 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → 𝑃 ∈
ℂ) |
33 | | peano2cnm 8287 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑃 ∈ ℂ → (𝑃 − 1) ∈
ℂ) |
34 | 32, 33 | syl 14 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → (𝑃 − 1) ∈
ℂ) |
35 | | 2cnd 9057 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → 2 ∈
ℂ) |
36 | | 2ap0 9077 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ 2 #
0 |
37 | 36 | a1i 9 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → 2 #
0) |
38 | 34, 35, 37 | divcanap1d 8812 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → (((𝑃 − 1) / 2) · 2) =
(𝑃 −
1)) |
39 | 38 | adantr 276 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) → (((𝑃 − 1) / 2) · 2) =
(𝑃 −
1)) |
40 | 39 | adantl 277 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃)) → (((𝑃 − 1) / 2) · 2) = (𝑃 − 1)) |
41 | 40 | breq2d 4042 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃)) → ((𝑖 · 2) ≤ (((𝑃 − 1) / 2) · 2) ↔ (𝑖 · 2) ≤ (𝑃 − 1))) |
42 | | id 19 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑖 ∈ ℤ → 𝑖 ∈
ℤ) |
43 | 3 | a1i 9 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑖 ∈ ℤ → 2 ∈
ℤ) |
44 | 42, 43 | zmulcld 9448 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑖 ∈ ℤ → (𝑖 · 2) ∈
ℤ) |
45 | 44 | 3ad2ant3 1022 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝑖 · 2) ∈ ℤ) |
46 | | nnz 9339 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → 𝑃 ∈
ℤ) |
47 | 46 | adantr 276 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) → 𝑃 ∈
ℤ) |
48 | | zltlem1 9377 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (((𝑖 · 2) ∈ ℤ
∧ 𝑃 ∈ ℤ)
→ ((𝑖 · 2) <
𝑃 ↔ (𝑖 · 2) ≤ (𝑃 − 1))) |
49 | 45, 47, 48 | syl2an 289 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃)) → ((𝑖 · 2) < 𝑃 ↔ (𝑖 · 2) ≤ (𝑃 − 1))) |
50 | 49 | biimprd 158 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃)) → ((𝑖 · 2) ≤ (𝑃 − 1) → (𝑖 · 2) < 𝑃)) |
51 | 41, 50 | sylbid 150 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃)) → ((𝑖 · 2) ≤ (((𝑃 − 1) / 2) · 2) → (𝑖 · 2) < 𝑃)) |
52 | 51 | ex 115 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃) → ((𝑖 · 2) ≤ (((𝑃 − 1) / 2) · 2) → (𝑖 · 2) < 𝑃))) |
53 | 52 | com23 78 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝑖 · 2) ≤ (((𝑃 − 1) / 2) · 2) → ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) → (𝑖 · 2) < 𝑃))) |
54 | 31, 53 | sylbid 150 |
. . . . . . . 8
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝑖 ≤ ((𝑃 − 1) / 2) → ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃) → (𝑖 · 2) < 𝑃))) |
55 | 54 | a1d 22 |
. . . . . . 7
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (1 ≤ 𝑖 → (𝑖 ≤ ((𝑃 − 1) / 2) → ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃) → (𝑖 · 2) < 𝑃)))) |
56 | 55 | imp32 257 |
. . . . . 6
⊢ (((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ (1 ≤ 𝑖 ∧ 𝑖 ≤ ((𝑃 − 1) / 2))) → ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) → (𝑖 · 2) < 𝑃)) |
57 | 22, 56 | sylbi 121 |
. . . . 5
⊢ (𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2)) → ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃) → (𝑖 · 2) < 𝑃)) |
58 | 57 | impcom 125 |
. . . 4
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → (𝑖 · 2) < 𝑃) |
59 | | modqid 10423 |
. . . 4
⊢ ((((𝑖 · 2) ∈ ℚ
∧ 𝑃 ∈ ℚ)
∧ (0 ≤ (𝑖 ·
2) ∧ (𝑖 · 2)
< 𝑃)) → ((𝑖 · 2) mod 𝑃) = (𝑖 · 2)) |
60 | 7, 9, 21, 58, 59 | syl22anc 1250 |
. . 3
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → ((𝑖 · 2) mod 𝑃) = (𝑖 · 2)) |
61 | 60 | eqcomd 2199 |
. 2
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → (𝑖 · 2) = ((𝑖 · 2) mod 𝑃)) |
62 | 61 | ralrimiva 2567 |
1
⊢ ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) →
∀𝑖 ∈
(1...((𝑃 − 1) /
2))(𝑖 · 2) = ((𝑖 · 2) mod 𝑃)) |