ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  4sqleminfi GIF version

Theorem 4sqleminfi 12920
Description: Lemma for 4sq 12933. 𝐴 ∩ ran 𝐹 is finite. (Contributed by Jim Kingdon, 24-May-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
4sqlemafi.n (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
4sqlemafi.p (𝜑𝑃 ∈ ℕ)
4sqlemafi.a 𝐴 = {𝑢 ∣ ∃𝑚 ∈ (0...𝑁)𝑢 = ((𝑚↑2) mod 𝑃)}
4sqlemffi.f 𝐹 = (𝑣𝐴 ↦ ((𝑃 − 1) − 𝑣))
Assertion
Ref Expression
4sqleminfi (𝜑 → (𝐴 ∩ ran 𝐹) ∈ Fin)
Distinct variable groups:   𝑚,𝑁,𝑢   𝑃,𝑚,𝑢   𝜑,𝑚,𝑢   𝑣,𝐴   𝜑,𝑣
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑢,𝑚)   𝑃(𝑣)   𝐹(𝑣,𝑢,𝑚)   𝑁(𝑣)

Proof of Theorem 4sqleminfi
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 4sqlemafi.n . . 3 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
2 4sqlemafi.p . . 3 (𝜑𝑃 ∈ ℕ)
3 4sqlemafi.a . . 3 𝐴 = {𝑢 ∣ ∃𝑚 ∈ (0...𝑁)𝑢 = ((𝑚↑2) mod 𝑃)}
41, 2, 34sqlemafi 12918 . 2 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
5 simpr 110 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑚 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑢 = ((𝑚↑2) mod 𝑃)) → 𝑢 = ((𝑚↑2) mod 𝑃))
6 elfzelz 10221 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑚 ∈ (0...𝑁) → 𝑚 ∈ ℤ)
76ad2antlr 489 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑚 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑢 = ((𝑚↑2) mod 𝑃)) → 𝑚 ∈ ℤ)
8 zsqcl 10832 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑚 ∈ ℤ → (𝑚↑2) ∈ ℤ)
97, 8syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑚 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑢 = ((𝑚↑2) mod 𝑃)) → (𝑚↑2) ∈ ℤ)
102ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑚 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑢 = ((𝑚↑2) mod 𝑃)) → 𝑃 ∈ ℕ)
119, 10zmodcld 10567 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑚 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑢 = ((𝑚↑2) mod 𝑃)) → ((𝑚↑2) mod 𝑃) ∈ ℕ0)
1211nn0zd 9567 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑚 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑢 = ((𝑚↑2) mod 𝑃)) → ((𝑚↑2) mod 𝑃) ∈ ℤ)
135, 12eqeltrd 2306 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑚 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑢 = ((𝑚↑2) mod 𝑃)) → 𝑢 ∈ ℤ)
1413rexlimdva2 2651 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (∃𝑚 ∈ (0...𝑁)𝑢 = ((𝑚↑2) mod 𝑃) → 𝑢 ∈ ℤ))
1514abssdv 3298 . . . . . . . . 9 (𝜑 → {𝑢 ∣ ∃𝑚 ∈ (0...𝑁)𝑢 = ((𝑚↑2) mod 𝑃)} ⊆ ℤ)
163, 15eqsstrid 3270 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ⊆ ℤ)
1716sselda 3224 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ ℤ)
182ad2antrr 488 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑣𝐴) → 𝑃 ∈ ℕ)
1918nnzd 9568 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑣𝐴) → 𝑃 ∈ ℤ)
20 peano2zm 9484 . . . . . . . . 9 (𝑃 ∈ ℤ → (𝑃 − 1) ∈ ℤ)
2119, 20syl 14 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑣𝐴) → (𝑃 − 1) ∈ ℤ)
2216sselda 3224 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑣𝐴) → 𝑣 ∈ ℤ)
2322adantlr 477 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑣𝐴) → 𝑣 ∈ ℤ)
2421, 23zsubcld 9574 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑣𝐴) → ((𝑃 − 1) − 𝑣) ∈ ℤ)
25 zdceq 9522 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ ((𝑃 − 1) − 𝑣) ∈ ℤ) → DECID 𝑥 = ((𝑃 − 1) − 𝑣))
2617, 24, 25syl2an2r 597 . . . . . 6 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑣𝐴) → DECID 𝑥 = ((𝑃 − 1) − 𝑣))
2726ralrimiva 2603 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → ∀𝑣𝐴 DECID 𝑥 = ((𝑃 − 1) − 𝑣))
28 finexdc 7064 . . . . 5 ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑣𝐴 DECID 𝑥 = ((𝑃 − 1) − 𝑣)) → DECID𝑣𝐴 𝑥 = ((𝑃 − 1) − 𝑣))
294, 27, 28syl2an2r 597 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → DECID𝑣𝐴 𝑥 = ((𝑃 − 1) − 𝑣))
30 4sqlemffi.f . . . . . . 7 𝐹 = (𝑣𝐴 ↦ ((𝑃 − 1) − 𝑣))
3130elrnmpt 4973 . . . . . 6 (𝑥 ∈ V → (𝑥 ∈ ran 𝐹 ↔ ∃𝑣𝐴 𝑥 = ((𝑃 − 1) − 𝑣)))
3231elv 2803 . . . . 5 (𝑥 ∈ ran 𝐹 ↔ ∃𝑣𝐴 𝑥 = ((𝑃 − 1) − 𝑣))
3332dcbii 845 . . . 4 (DECID 𝑥 ∈ ran 𝐹DECID𝑣𝐴 𝑥 = ((𝑃 − 1) − 𝑣))
3429, 33sylibr 134 . . 3 ((𝜑𝑥𝐴) → DECID 𝑥 ∈ ran 𝐹)
3534ralrimiva 2603 . 2 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 DECID 𝑥 ∈ ran 𝐹)
36 infidc 7101 . 2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥𝐴 DECID 𝑥 ∈ ran 𝐹) → (𝐴 ∩ ran 𝐹) ∈ Fin)
374, 35, 36syl2anc 411 1 (𝜑 → (𝐴 ∩ ran 𝐹) ∈ Fin)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105  DECID wdc 839   = wceq 1395  wcel 2200  {cab 2215  wral 2508  wrex 2509  Vcvv 2799  cin 3196  cmpt 4145  ran crn 4720  (class class class)co 6001  Fincfn 6887  0cc0 7999  1c1 8000  cmin 8317  cn 9110  2c2 9161  cz 9446  ...cfz 10204   mod cmo 10544  cexp 10760
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 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4199  ax-sep 4202  ax-nul 4210  ax-pow 4258  ax-pr 4293  ax-un 4524  ax-setind 4629  ax-iinf 4680  ax-cnex 8090  ax-resscn 8091  ax-1cn 8092  ax-1re 8093  ax-icn 8094  ax-addcl 8095  ax-addrcl 8096  ax-mulcl 8097  ax-mulrcl 8098  ax-addcom 8099  ax-mulcom 8100  ax-addass 8101  ax-mulass 8102  ax-distr 8103  ax-i2m1 8104  ax-0lt1 8105  ax-1rid 8106  ax-0id 8107  ax-rnegex 8108  ax-precex 8109  ax-cnre 8110  ax-pre-ltirr 8111  ax-pre-ltwlin 8112  ax-pre-lttrn 8113  ax-pre-apti 8114  ax-pre-ltadd 8115  ax-pre-mulgt0 8116  ax-pre-mulext 8117  ax-arch 8118
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-if 3603  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3889  df-int 3924  df-iun 3967  df-br 4084  df-opab 4146  df-mpt 4147  df-tr 4183  df-id 4384  df-po 4387  df-iso 4388  df-iord 4457  df-on 4459  df-ilim 4460  df-suc 4462  df-iom 4683  df-xp 4725  df-rel 4726  df-cnv 4727  df-co 4728  df-dm 4729  df-rn 4730  df-res 4731  df-ima 4732  df-iota 5278  df-fun 5320  df-fn 5321  df-f 5322  df-f1 5323  df-fo 5324  df-f1o 5325  df-fv 5326  df-riota 5954  df-ov 6004  df-oprab 6005  df-mpo 6006  df-1st 6286  df-2nd 6287  df-recs 6451  df-frec 6537  df-1o 6562  df-er 6680  df-en 6888  df-fin 6890  df-pnf 8183  df-mnf 8184  df-xr 8185  df-ltxr 8186  df-le 8187  df-sub 8319  df-neg 8320  df-reap 8722  df-ap 8729  df-div 8820  df-inn 9111  df-2 9169  df-n0 9370  df-z 9447  df-uz 9723  df-q 9815  df-rp 9850  df-fz 10205  df-fzo 10339  df-fl 10490  df-mod 10545  df-seqfrec 10670  df-exp 10761
This theorem is referenced by:  4sqlem11  12924  4sqlem12  12925
  Copyright terms: Public domain W3C validator