Theorem dvdsprmpweqle 12475

Description: If a positive integer divides a prime power, it is a prime power with a smaller exponent. (Contributed by AV, 25-Jul-2021.)

Assertion

Ref	Expression
dvdsprmpweqle	⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑛 ≤ 𝑁 ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛))))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑛   𝑛,𝑁   𝑃,𝑛

Proof of Theorem dvdsprmpweqle

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dvdsprmpweq 12473	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃↑𝑛)))
2	1	imp 124	. . 3 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃↑𝑛))
3		simplr 528	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → 𝑛 ∈ ℕ0)
4	3	nn0zd 9437	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → 𝑛 ∈ ℤ)
5		simp3 1001	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
6	5	ad3antrrr 492	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
7	6	nn0zd 9437	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → 𝑁 ∈ ℤ)
8		zlelttric 9362	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑛 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑛 ≤ 𝑁 ∨ 𝑁 < 𝑛))
9	4, 7, 8	syl2anc 411	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → (𝑛 ≤ 𝑁 ∨ 𝑁 < 𝑛))
10		breq1 4032	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐴 = (𝑃↑𝑛) → (𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁) ↔ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑃↑𝑁)))
11	10	adantl 277	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → (𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁) ↔ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑃↑𝑁)))
12		prmnn 12248	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
13	12	nnnn0d 9293	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ0)
14	13	3ad2ant1 1020	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℕ0)
15	14	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℕ0)
16		simpr 110	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℕ0)
17	15, 16	nn0expcld 10767	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃↑𝑛) ∈ ℕ0)
18	17	nn0zd 9437	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃↑𝑛) ∈ ℤ)
19	12	nncnd 8996	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℂ)
20	19	3ad2ant1 1020	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℂ)
21	20	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℂ)
22	12	nnap0d 9028	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 # 0)
23	22	3ad2ant1 1020	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑃 # 0)
24	23	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑃 # 0)
25		nn0z 9337	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → 𝑛 ∈ ℤ)
26	25	adantl 277	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℤ)
27	21, 24, 26	expap0d 10750	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃↑𝑛) # 0)
28		0zd 9329	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 0 ∈ ℤ)
29		zapne 9391	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑃↑𝑛) ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ) → ((𝑃↑𝑛) # 0 ↔ (𝑃↑𝑛) ≠ 0))
30	18, 28, 29	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃↑𝑛) # 0 ↔ (𝑃↑𝑛) ≠ 0))
31	27, 30	mpbid 147	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃↑𝑛) ≠ 0)
32	5	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
33	15, 32	nn0expcld 10767	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃↑𝑁) ∈ ℕ0)
34	33	nn0zd 9437	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃↑𝑁) ∈ ℤ)
35		dvdsval2 11933	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑃↑𝑛) ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑛) ≠ 0 ∧ (𝑃↑𝑁) ∈ ℤ) → ((𝑃↑𝑛) ∥ (𝑃↑𝑁) ↔ ((𝑃↑𝑁) / (𝑃↑𝑛)) ∈ ℤ))
36	18, 31, 34, 35	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃↑𝑛) ∥ (𝑃↑𝑁) ↔ ((𝑃↑𝑁) / (𝑃↑𝑛)) ∈ ℤ))
37	32	nn0zd 9437	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℤ)
38	21, 24, 26, 37	expsubapd 10755	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃↑(𝑁 − 𝑛)) = ((𝑃↑𝑁) / (𝑃↑𝑛)))
39	38	eqcomd 2199	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃↑𝑁) / (𝑃↑𝑛)) = (𝑃↑(𝑁 − 𝑛)))
40	39	eleq1d 2262	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (((𝑃↑𝑁) / (𝑃↑𝑛)) ∈ ℤ ↔ (𝑃↑(𝑁 − 𝑛)) ∈ ℤ))
41	21	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 𝑃 ∈ ℂ)
42	24	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 𝑃 # 0)
43		nn0cn 9250	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑁 ∈ ℂ)
44	43	3ad2ant3 1022	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℂ)
45	44	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℂ)
46		nn0cn 9250	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → 𝑛 ∈ ℂ)
47	46	adantl 277	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℂ)
48	45, 47	subcld 8330	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 − 𝑛) ∈ ℂ)
49	48	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑁 − 𝑛) ∈ ℂ)
50	44, 46	anim12i 338	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ))
51	50	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ))
52		negsubdi2 8278	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ) → -(𝑁 − 𝑛) = (𝑛 − 𝑁))
53	51, 52	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → -(𝑁 − 𝑛) = (𝑛 − 𝑁))
54	5	anim1ci 341	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0))
55		ltsubnn0 9384	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑛 → (𝑛 − 𝑁) ∈ ℕ0))
56	54, 55	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑛 → (𝑛 − 𝑁) ∈ ℕ0))
57	56	imp 124	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑛 − 𝑁) ∈ ℕ0)
58	53, 57	eqeltrd 2270	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → -(𝑁 − 𝑛) ∈ ℕ0)
59		expineg2 10619	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (((𝑃 ∈ ℂ ∧ 𝑃 # 0) ∧ ((𝑁 − 𝑛) ∈ ℂ ∧ -(𝑁 − 𝑛) ∈ ℕ0)) → (𝑃↑(𝑁 − 𝑛)) = (1 / (𝑃↑-(𝑁 − 𝑛))))
60	41, 42, 49, 58, 59	syl22anc 1250	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑃↑(𝑁 − 𝑛)) = (1 / (𝑃↑-(𝑁 − 𝑛))))
61	60	eleq1d 2262	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((𝑃↑(𝑁 − 𝑛)) ∈ ℤ ↔ (1 / (𝑃↑-(𝑁 − 𝑛))) ∈ ℤ))
62	12	nnred 8995	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℝ)
63	62	3ad2ant1 1020	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℝ)
64	63	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℝ)
65	64	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 𝑃 ∈ ℝ)
66	65, 57	reexpcld 10761	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑃↑(𝑛 − 𝑁)) ∈ ℝ)
67		nn0z 9337	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑁 ∈ ℤ)
68	67	3ad2ant3 1022	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℤ)
69	68, 25	anim12i 338	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ))
70		znnsub 9368	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝑁 < 𝑛 ↔ (𝑛 − 𝑁) ∈ ℕ))
71	69, 70	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑛 ↔ (𝑛 − 𝑁) ∈ ℕ))
72	71	biimpa 296	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑛 − 𝑁) ∈ ℕ)
73		prmgt1 12270	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 1 < 𝑃)
74	73	3ad2ant1 1020	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 1 < 𝑃)
75	74	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 1 < 𝑃)
76	75	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 1 < 𝑃)
77		expgt1 10648	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ⊢ ((𝑃 ∈ ℝ ∧ (𝑛 − 𝑁) ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑃) → 1 < (𝑃↑(𝑛 − 𝑁)))
78	65, 72, 76, 77	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 1 < (𝑃↑(𝑛 − 𝑁)))
79	66, 78	jca 306	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((𝑃↑(𝑛 − 𝑁)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑(𝑛 − 𝑁))))
80		oveq2 5926	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ⊢ (-(𝑁 − 𝑛) = (𝑛 − 𝑁) → (𝑃↑-(𝑁 − 𝑛)) = (𝑃↑(𝑛 − 𝑁)))
81	80	eleq1d 2262	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ (-(𝑁 − 𝑛) = (𝑛 − 𝑁) → ((𝑃↑-(𝑁 − 𝑛)) ∈ ℝ ↔ (𝑃↑(𝑛 − 𝑁)) ∈ ℝ))
82	80	breq2d 4041	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ (-(𝑁 − 𝑛) = (𝑛 − 𝑁) → (1 < (𝑃↑-(𝑁 − 𝑛)) ↔ 1 < (𝑃↑(𝑛 − 𝑁))))
83	81, 82	anbi12d 473	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ (-(𝑁 − 𝑛) = (𝑛 − 𝑁) → (((𝑃↑-(𝑁 − 𝑛)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑-(𝑁 − 𝑛))) ↔ ((𝑃↑(𝑛 − 𝑁)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑(𝑛 − 𝑁)))))
84	79, 83	syl5ibrcom 157	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (-(𝑁 − 𝑛) = (𝑛 − 𝑁) → ((𝑃↑-(𝑁 − 𝑛)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑-(𝑁 − 𝑛)))))
85	53, 84	mpd 13	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((𝑃↑-(𝑁 − 𝑛)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑-(𝑁 − 𝑛))))
86		recnz 9410	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (((𝑃↑-(𝑁 − 𝑛)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑-(𝑁 − 𝑛))) → ¬ (1 / (𝑃↑-(𝑁 − 𝑛))) ∈ ℤ)
87	85, 86	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ¬ (1 / (𝑃↑-(𝑁 − 𝑛))) ∈ ℤ)
88	87	pm2.21d 620	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((1 / (𝑃↑-(𝑁 − 𝑛))) ∈ ℤ → 𝑛 ≤ 𝑁))
89	61, 88	sylbid 150	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((𝑃↑(𝑁 − 𝑛)) ∈ ℤ → 𝑛 ≤ 𝑁))
90	89	ex 115	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑛 → ((𝑃↑(𝑁 − 𝑛)) ∈ ℤ → 𝑛 ≤ 𝑁)))
91	90	com23 78	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃↑(𝑁 − 𝑛)) ∈ ℤ → (𝑁 < 𝑛 → 𝑛 ≤ 𝑁)))
92	40, 91	sylbid 150	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (((𝑃↑𝑁) / (𝑃↑𝑛)) ∈ ℤ → (𝑁 < 𝑛 → 𝑛 ≤ 𝑁)))
93	36, 92	sylbid 150	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃↑𝑛) ∥ (𝑃↑𝑁) → (𝑁 < 𝑛 → 𝑛 ≤ 𝑁)))
94	93	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → ((𝑃↑𝑛) ∥ (𝑃↑𝑁) → (𝑁 < 𝑛 → 𝑛 ≤ 𝑁)))
95	11, 94	sylbid 150	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → (𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁) → (𝑁 < 𝑛 → 𝑛 ≤ 𝑁)))
96	95	ex 115	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐴 = (𝑃↑𝑛) → (𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁) → (𝑁 < 𝑛 → 𝑛 ≤ 𝑁))))
97	96	com23 78	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁) → (𝐴 = (𝑃↑𝑛) → (𝑁 < 𝑛 → 𝑛 ≤ 𝑁))))
98	97	ex 115	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁) → (𝐴 = (𝑃↑𝑛) → (𝑁 < 𝑛 → 𝑛 ≤ 𝑁)))))
99	98	com23 78	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁) → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝐴 = (𝑃↑𝑛) → (𝑁 < 𝑛 → 𝑛 ≤ 𝑁)))))
100	99	imp41 353	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → (𝑁 < 𝑛 → 𝑛 ≤ 𝑁))
101	100	com12 30	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 < 𝑛 → (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → 𝑛 ≤ 𝑁))
102	101	jao1i 797	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑛 ≤ 𝑁 ∨ 𝑁 < 𝑛) → (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → 𝑛 ≤ 𝑁))
103	9, 102	mpcom 36	. . . . . 6 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → 𝑛 ≤ 𝑁)
104		simpr 110	. . . . . 6 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → 𝐴 = (𝑃↑𝑛))
105	103, 104	jca 306	. . . . 5 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)) → (𝑛 ≤ 𝑁 ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)))
106	105	ex 115	. . . 4 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐴 = (𝑃↑𝑛) → (𝑛 ≤ 𝑁 ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛))))
107	106	reximdva 2596	. . 3 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃↑𝑛) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑛 ≤ 𝑁 ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛))))
108	2, 107	mpd 13	. 2 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁)) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑛 ≤ 𝑁 ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛)))
109	108	ex 115	1 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃↑𝑁) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑛 ≤ 𝑁 ∧ 𝐴 = (𝑃↑𝑛))))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 709   ∧ w3a 980   = wceq 1364   ∈ wcel 2164   ≠ wne 2364  ∃wrex 2473   class class class wbr 4029  (class class class)co 5918  ℂcc 7870  ℝcr 7871  0cc0 7872  1c1 7873   < clt 8054   ≤ cle 8055   − cmin 8190  -cneg 8191   # cap 8600   / cdiv 8691  ℕcn 8982  ℕ₀cn0 9240  ℤcz 9317  ↑cexp 10609   ∥ cdvds 11930  ℙcprime 12245

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 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4144  ax-sep 4147  ax-nul 4155  ax-pow 4203  ax-pr 4238  ax-un 4464  ax-setind 4569  ax-iinf 4620  ax-cnex 7963  ax-resscn 7964  ax-1cn 7965  ax-1re 7966  ax-icn 7967  ax-addcl 7968  ax-addrcl 7969  ax-mulcl 7970  ax-mulrcl 7971  ax-addcom 7972  ax-mulcom 7973  ax-addass 7974  ax-mulass 7975  ax-distr 7976  ax-i2m1 7977  ax-0lt1 7978  ax-1rid 7979  ax-0id 7980  ax-rnegex 7981  ax-precex 7982  ax-cnre 7983  ax-pre-ltirr 7984  ax-pre-ltwlin 7985  ax-pre-lttrn 7986  ax-pre-apti 7987  ax-pre-ltadd 7988  ax-pre-mulgt0 7989  ax-pre-mulext 7990  ax-arch 7991  ax-caucvg 7992

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 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2986  df-csb 3081  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-nul 3447  df-if 3558  df-pw 3603  df-sn 3624  df-pr 3625  df-op 3627  df-uni 3836  df-int 3871  df-iun 3914  df-br 4030  df-opab 4091  df-mpt 4092  df-tr 4128  df-id 4324  df-po 4327  df-iso 4328  df-iord 4397  df-on 4399  df-ilim 4400  df-suc 4402  df-iom 4623  df-xp 4665  df-rel 4666  df-cnv 4667  df-co 4668  df-dm 4669  df-rn 4670  df-res 4671  df-ima 4672  df-iota 5215  df-fun 5256  df-fn 5257  df-f 5258  df-f1 5259  df-fo 5260  df-f1o 5261  df-fv 5262  df-isom 5263  df-riota 5873  df-ov 5921  df-oprab 5922  df-mpo 5923  df-1st 6193  df-2nd 6194  df-recs 6358  df-frec 6444  df-1o 6469  df-2o 6470  df-er 6587  df-en 6795  df-sup 7043  df-inf 7044  df-pnf 8056  df-mnf 8057  df-xr 8058  df-ltxr 8059  df-le 8060  df-sub 8192  df-neg 8193  df-reap 8594  df-ap 8601  df-div 8692  df-inn 8983  df-2 9041  df-3 9042  df-4 9043  df-n0 9241  df-xnn0 9304  df-z 9318  df-uz 9593  df-q 9685  df-rp 9720  df-fz 10075  df-fzo 10209  df-fl 10339  df-mod 10394  df-seqfrec 10519  df-exp 10610  df-cj 10986  df-re 10987  df-im 10988  df-rsqrt 11142  df-abs 11143  df-dvds 11931  df-gcd 12080  df-prm 12246  df-pc 12423

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