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Theorem dvdsprmpweqle 12283
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 ∥ (𝑃𝑁) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑛𝑁𝐴 = (𝑃𝑛))))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑛   𝑛,𝑁   𝑃,𝑛

Proof of Theorem dvdsprmpweqle
StepHypRef Expression
1 dvdsprmpweq 12281 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃𝑛)))
21imp 123 . . 3 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃𝑛))
3 simplr 525 . . . . . . . . 9 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → 𝑛 ∈ ℕ0)
43nn0zd 9325 . . . . . . . 8 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → 𝑛 ∈ ℤ)
5 simp3 994 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
65ad3antrrr 489 . . . . . . . . 9 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
76nn0zd 9325 . . . . . . . 8 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → 𝑁 ∈ ℤ)
8 zlelttric 9250 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑛𝑁𝑁 < 𝑛))
94, 7, 8syl2anc 409 . . . . . . 7 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → (𝑛𝑁𝑁 < 𝑛))
10 breq1 3990 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐴 = (𝑃𝑛) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) ↔ (𝑃𝑛) ∥ (𝑃𝑁)))
1110adantl 275 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) ↔ (𝑃𝑛) ∥ (𝑃𝑁)))
12 prmnn 12057 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
1312nnnn0d 9181 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ0)
14133ad2ant1 1013 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℕ0)
1514adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℕ0)
16 simpr 109 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℕ0)
1715, 16nn0expcld 10625 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑛) ∈ ℕ0)
1817nn0zd 9325 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑛) ∈ ℤ)
1912nncnd 8885 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℂ)
20193ad2ant1 1013 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℂ)
2120adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℂ)
2212nnap0d 8917 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 # 0)
23223ad2ant1 1013 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑃 # 0)
2423adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑃 # 0)
25 nn0z 9225 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℤ)
2625adantl 275 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℤ)
2721, 24, 26expap0d 10608 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑛) # 0)
28 0zd 9217 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 0 ∈ ℤ)
29 zapne 9279 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃𝑛) ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ) → ((𝑃𝑛) # 0 ↔ (𝑃𝑛) ≠ 0))
3018, 28, 29syl2anc 409 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃𝑛) # 0 ↔ (𝑃𝑛) ≠ 0))
3127, 30mpbid 146 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑛) ≠ 0)
325adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
3315, 32nn0expcld 10625 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑁) ∈ ℕ0)
3433nn0zd 9325 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑁) ∈ ℤ)
35 dvdsval2 11745 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃𝑛) ∈ ℤ ∧ (𝑃𝑛) ≠ 0 ∧ (𝑃𝑁) ∈ ℤ) → ((𝑃𝑛) ∥ (𝑃𝑁) ↔ ((𝑃𝑁) / (𝑃𝑛)) ∈ ℤ))
3618, 31, 34, 35syl3anc 1233 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃𝑛) ∥ (𝑃𝑁) ↔ ((𝑃𝑁) / (𝑃𝑛)) ∈ ℤ))
3732nn0zd 9325 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℤ)
3821, 24, 26, 37expsubapd 10613 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃↑(𝑁𝑛)) = ((𝑃𝑁) / (𝑃𝑛)))
3938eqcomd 2176 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃𝑁) / (𝑃𝑛)) = (𝑃↑(𝑁𝑛)))
4039eleq1d 2239 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (((𝑃𝑁) / (𝑃𝑛)) ∈ ℤ ↔ (𝑃↑(𝑁𝑛)) ∈ ℤ))
4121adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 𝑃 ∈ ℂ)
4224adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 𝑃 # 0)
43 nn0cn 9138 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℂ)
44433ad2ant3 1015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℂ)
4544adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℂ)
46 nn0cn 9138 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℂ)
4746adantl 275 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℂ)
4845, 47subcld 8223 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁𝑛) ∈ ℂ)
4948adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑁𝑛) ∈ ℂ)
5044, 46anim12i 336 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ))
5150adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ))
52 negsubdi2 8171 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ) → -(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁))
5351, 52syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → -(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁))
545anim1ci 339 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑛 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0))
55 ltsubnn0 9272 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑛 → (𝑛𝑁) ∈ ℕ0))
5654, 55syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑛 → (𝑛𝑁) ∈ ℕ0))
5756imp 123 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑛𝑁) ∈ ℕ0)
5853, 57eqeltrd 2247 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → -(𝑁𝑛) ∈ ℕ0)
59 expineg2 10478 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑃 ∈ ℂ ∧ 𝑃 # 0) ∧ ((𝑁𝑛) ∈ ℂ ∧ -(𝑁𝑛) ∈ ℕ0)) → (𝑃↑(𝑁𝑛)) = (1 / (𝑃↑-(𝑁𝑛))))
6041, 42, 49, 58, 59syl22anc 1234 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑃↑(𝑁𝑛)) = (1 / (𝑃↑-(𝑁𝑛))))
6160eleq1d 2239 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((𝑃↑(𝑁𝑛)) ∈ ℤ ↔ (1 / (𝑃↑-(𝑁𝑛))) ∈ ℤ))
6212nnred 8884 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℝ)
63623ad2ant1 1013 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℝ)
6463adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ ℝ)
6564adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 𝑃 ∈ ℝ)
6665, 57reexpcld 10619 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑃↑(𝑛𝑁)) ∈ ℝ)
67 nn0z 9225 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ)
68673ad2ant3 1015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℤ)
6968, 25anim12i 336 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ))
70 znnsub 9256 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝑁 < 𝑛 ↔ (𝑛𝑁) ∈ ℕ))
7169, 70syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑛 ↔ (𝑛𝑁) ∈ ℕ))
7271biimpa 294 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (𝑛𝑁) ∈ ℕ)
73 prmgt1 12079 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (𝑃 ∈ ℙ → 1 < 𝑃)
74733ad2ant1 1013 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 1 < 𝑃)
7574adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 1 < 𝑃)
7675adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 1 < 𝑃)
77 expgt1 10507 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((𝑃 ∈ ℝ ∧ (𝑛𝑁) ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑃) → 1 < (𝑃↑(𝑛𝑁)))
7865, 72, 76, 77syl3anc 1233 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → 1 < (𝑃↑(𝑛𝑁)))
7966, 78jca 304 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((𝑃↑(𝑛𝑁)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑(𝑛𝑁))))
80 oveq2 5859 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (-(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁) → (𝑃↑-(𝑁𝑛)) = (𝑃↑(𝑛𝑁)))
8180eleq1d 2239 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (-(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁) → ((𝑃↑-(𝑁𝑛)) ∈ ℝ ↔ (𝑃↑(𝑛𝑁)) ∈ ℝ))
8280breq2d 3999 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (-(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁) → (1 < (𝑃↑-(𝑁𝑛)) ↔ 1 < (𝑃↑(𝑛𝑁))))
8381, 82anbi12d 470 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (-(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁) → (((𝑃↑-(𝑁𝑛)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑-(𝑁𝑛))) ↔ ((𝑃↑(𝑛𝑁)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑(𝑛𝑁)))))
8479, 83syl5ibrcom 156 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → (-(𝑁𝑛) = (𝑛𝑁) → ((𝑃↑-(𝑁𝑛)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑-(𝑁𝑛)))))
8553, 84mpd 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((𝑃↑-(𝑁𝑛)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑-(𝑁𝑛))))
86 recnz 9298 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑃↑-(𝑁𝑛)) ∈ ℝ ∧ 1 < (𝑃↑-(𝑁𝑛))) → ¬ (1 / (𝑃↑-(𝑁𝑛))) ∈ ℤ)
8785, 86syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ¬ (1 / (𝑃↑-(𝑁𝑛))) ∈ ℤ)
8887pm2.21d 614 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((1 / (𝑃↑-(𝑁𝑛))) ∈ ℤ → 𝑛𝑁))
8961, 88sylbid 149 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑛) → ((𝑃↑(𝑁𝑛)) ∈ ℤ → 𝑛𝑁))
9089ex 114 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑛 → ((𝑃↑(𝑁𝑛)) ∈ ℤ → 𝑛𝑁)))
9190com23 78 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃↑(𝑁𝑛)) ∈ ℤ → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))
9240, 91sylbid 149 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (((𝑃𝑁) / (𝑃𝑛)) ∈ ℤ → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))
9336, 92sylbid 149 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑃𝑛) ∥ (𝑃𝑁) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))
9493adantr 274 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → ((𝑃𝑛) ∥ (𝑃𝑁) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))
9511, 94sylbid 149 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))
9695ex 114 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐴 = (𝑃𝑛) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁))))
9796com23 78 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → (𝐴 = (𝑃𝑛) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁))))
9897ex 114 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → (𝐴 = (𝑃𝑛) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))))
9998com23 78 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝐴 = (𝑃𝑛) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁)))))
10099imp41 351 . . . . . . . . 9 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → (𝑁 < 𝑛𝑛𝑁))
101100com12 30 . . . . . . . 8 (𝑁 < 𝑛 → (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → 𝑛𝑁))
102101jao1i 791 . . . . . . 7 ((𝑛𝑁𝑁 < 𝑛) → (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → 𝑛𝑁))
1039, 102mpcom 36 . . . . . 6 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → 𝑛𝑁)
104 simpr 109 . . . . . 6 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → 𝐴 = (𝑃𝑛))
105103, 104jca 304 . . . . 5 (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 = (𝑃𝑛)) → (𝑛𝑁𝐴 = (𝑃𝑛)))
106105ex 114 . . . 4 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐴 = (𝑃𝑛) → (𝑛𝑁𝐴 = (𝑃𝑛))))
107106reximdva 2572 . . 3 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃𝑛) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑛𝑁𝐴 = (𝑃𝑛))))
1082, 107mpd 13 . 2 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ∥ (𝑃𝑁)) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑛𝑁𝐴 = (𝑃𝑛)))
109108ex 114 1 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴 ∥ (𝑃𝑁) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑛𝑁𝐴 = (𝑃𝑛))))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 103  wb 104  wo 703  w3a 973   = wceq 1348  wcel 2141  wne 2340  wrex 2449   class class class wbr 3987  (class class class)co 5851  cc 7765  cr 7766  0cc0 7767  1c1 7768   < clt 7947  cle 7948  cmin 8083  -cneg 8084   # cap 8493   / cdiv 8582  cn 8871  0cn0 9128  cz 9205  cexp 10468  cdvds 11742  cprime 12054
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-coll 4102  ax-sep 4105  ax-nul 4113  ax-pow 4158  ax-pr 4192  ax-un 4416  ax-setind 4519  ax-iinf 4570  ax-cnex 7858  ax-resscn 7859  ax-1cn 7860  ax-1re 7861  ax-icn 7862  ax-addcl 7863  ax-addrcl 7864  ax-mulcl 7865  ax-mulrcl 7866  ax-addcom 7867  ax-mulcom 7868  ax-addass 7869  ax-mulass 7870  ax-distr 7871  ax-i2m1 7872  ax-0lt1 7873  ax-1rid 7874  ax-0id 7875  ax-rnegex 7876  ax-precex 7877  ax-cnre 7878  ax-pre-ltirr 7879  ax-pre-ltwlin 7880  ax-pre-lttrn 7881  ax-pre-apti 7882  ax-pre-ltadd 7883  ax-pre-mulgt0 7884  ax-pre-mulext 7885  ax-arch 7886  ax-caucvg 7887
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-stab 826  df-dc 830  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ne 2341  df-nel 2436  df-ral 2453  df-rex 2454  df-reu 2455  df-rmo 2456  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-csb 3050  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-if 3526  df-pw 3566  df-sn 3587  df-pr 3588  df-op 3590  df-uni 3795  df-int 3830  df-iun 3873  df-br 3988  df-opab 4049  df-mpt 4050  df-tr 4086  df-id 4276  df-po 4279  df-iso 4280  df-iord 4349  df-on 4351  df-ilim 4352  df-suc 4354  df-iom 4573  df-xp 4615  df-rel 4616  df-cnv 4617  df-co 4618  df-dm 4619  df-rn 4620  df-res 4621  df-ima 4622  df-iota 5158  df-fun 5198  df-fn 5199  df-f 5200  df-f1 5201  df-fo 5202  df-f1o 5203  df-fv 5204  df-isom 5205  df-riota 5807  df-ov 5854  df-oprab 5855  df-mpo 5856  df-1st 6117  df-2nd 6118  df-recs 6282  df-frec 6368  df-1o 6393  df-2o 6394  df-er 6511  df-en 6717  df-sup 6959  df-inf 6960  df-pnf 7949  df-mnf 7950  df-xr 7951  df-ltxr 7952  df-le 7953  df-sub 8085  df-neg 8086  df-reap 8487  df-ap 8494  df-div 8583  df-inn 8872  df-2 8930  df-3 8931  df-4 8932  df-n0 9129  df-xnn0 9192  df-z 9206  df-uz 9481  df-q 9572  df-rp 9604  df-fz 9959  df-fzo 10092  df-fl 10219  df-mod 10272  df-seqfrec 10395  df-exp 10469  df-cj 10799  df-re 10800  df-im 10801  df-rsqrt 10955  df-abs 10956  df-dvds 11743  df-gcd 11891  df-prm 12055  df-pc 12232
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