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

Theorem eulerthlemrprm 12229
Description: Lemma for eulerth 12233. ๐‘ and โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘))(๐นโ€˜๐‘ฅ) are relatively prime. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2014.) (Revised by Jim Kingdon, 2-Sep-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
eulerth.1 (๐œ‘ โ†’ (๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง (๐ด gcd ๐‘) = 1))
eulerth.2 ๐‘† = {๐‘ฆ โˆˆ (0..^๐‘) โˆฃ (๐‘ฆ gcd ๐‘) = 1}
eulerth.4 (๐œ‘ โ†’ ๐น:(1...(ฯ•โ€˜๐‘))โ€“1-1-ontoโ†’๐‘†)
Assertion
Ref Expression
eulerthlemrprm (๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1)
Distinct variable groups:   ๐‘ฅ,๐น   ๐‘ฆ,๐น   ๐‘ฅ,๐‘   ๐‘ฆ,๐‘   ๐œ‘,๐‘ฅ
Allowed substitution hints:   ๐œ‘(๐‘ฆ)   ๐ด(๐‘ฅ,๐‘ฆ)   ๐‘†(๐‘ฅ,๐‘ฆ)

Proof of Theorem eulerthlemrprm
Dummy variables ๐‘˜ ๐‘ค are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eulerth.1 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง (๐ด gcd ๐‘) = 1))
21simp1d 1009 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
32phicld 12218 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ โ„•)
4 elnnuz 9564 . . . 4 ((ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ โ„• โ†” (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
53, 4sylib 122 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
6 eluzfz2 10032 . . 3 ((ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1) โ†’ (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)))
75, 6syl 14 . 2 (๐œ‘ โ†’ (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)))
8 oveq2 5883 . . . . . . 7 (๐‘ค = 1 โ†’ (1...๐‘ค) = (1...1))
98prodeq1d 11572 . . . . . 6 (๐‘ค = 1 โ†’ โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ) = โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...1)(๐นโ€˜๐‘ฅ))
109oveq2d 5891 . . . . 5 (๐‘ค = 1 โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...1)(๐นโ€˜๐‘ฅ)))
1110eqeq1d 2186 . . . 4 (๐‘ค = 1 โ†’ ((๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1 โ†” (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...1)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1))
1211imbi2d 230 . . 3 (๐‘ค = 1 โ†’ ((๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1) โ†” (๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...1)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1)))
13 oveq2 5883 . . . . . . 7 (๐‘ค = ๐‘˜ โ†’ (1...๐‘ค) = (1...๐‘˜))
1413prodeq1d 11572 . . . . . 6 (๐‘ค = ๐‘˜ โ†’ โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ) = โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ))
1514oveq2d 5891 . . . . 5 (๐‘ค = ๐‘˜ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)))
1615eqeq1d 2186 . . . 4 (๐‘ค = ๐‘˜ โ†’ ((๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1 โ†” (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1))
1716imbi2d 230 . . 3 (๐‘ค = ๐‘˜ โ†’ ((๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1) โ†” (๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1)))
18 oveq2 5883 . . . . . . 7 (๐‘ค = (๐‘˜ + 1) โ†’ (1...๐‘ค) = (1...(๐‘˜ + 1)))
1918prodeq1d 11572 . . . . . 6 (๐‘ค = (๐‘˜ + 1) โ†’ โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ) = โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))(๐นโ€˜๐‘ฅ))
2019oveq2d 5891 . . . . 5 (๐‘ค = (๐‘˜ + 1) โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))(๐นโ€˜๐‘ฅ)))
2120eqeq1d 2186 . . . 4 (๐‘ค = (๐‘˜ + 1) โ†’ ((๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1 โ†” (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1))
2221imbi2d 230 . . 3 (๐‘ค = (๐‘˜ + 1) โ†’ ((๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1) โ†” (๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1)))
23 oveq2 5883 . . . . . . 7 (๐‘ค = (ฯ•โ€˜๐‘) โ†’ (1...๐‘ค) = (1...(ฯ•โ€˜๐‘)))
2423prodeq1d 11572 . . . . . 6 (๐‘ค = (ฯ•โ€˜๐‘) โ†’ โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ) = โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘))(๐นโ€˜๐‘ฅ))
2524oveq2d 5891 . . . . 5 (๐‘ค = (ฯ•โ€˜๐‘) โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘))(๐นโ€˜๐‘ฅ)))
2625eqeq1d 2186 . . . 4 (๐‘ค = (ฯ•โ€˜๐‘) โ†’ ((๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1 โ†” (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1))
2726imbi2d 230 . . 3 (๐‘ค = (ฯ•โ€˜๐‘) โ†’ ((๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘ค)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1) โ†” (๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1)))
28 1z 9279 . . . . . . 7 1 โˆˆ โ„ค
29 eulerth.2 . . . . . . . . . . 11 ๐‘† = {๐‘ฆ โˆˆ (0..^๐‘) โˆฃ (๐‘ฆ gcd ๐‘) = 1}
30 ssrab2 3241 . . . . . . . . . . 11 {๐‘ฆ โˆˆ (0..^๐‘) โˆฃ (๐‘ฆ gcd ๐‘) = 1} โŠ† (0..^๐‘)
3129, 30eqsstri 3188 . . . . . . . . . 10 ๐‘† โŠ† (0..^๐‘)
32 fzo0ssnn0 10215 . . . . . . . . . 10 (0..^๐‘) โŠ† โ„•0
3331, 32sstri 3165 . . . . . . . . 9 ๐‘† โŠ† โ„•0
34 nn0sscn 9181 . . . . . . . . 9 โ„•0 โŠ† โ„‚
3533, 34sstri 3165 . . . . . . . 8 ๐‘† โŠ† โ„‚
36 eulerth.4 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ ๐น:(1...(ฯ•โ€˜๐‘))โ€“1-1-ontoโ†’๐‘†)
37 f1of 5462 . . . . . . . . . 10 (๐น:(1...(ฯ•โ€˜๐‘))โ€“1-1-ontoโ†’๐‘† โ†’ ๐น:(1...(ฯ•โ€˜๐‘))โŸถ๐‘†)
3836, 37syl 14 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ๐น:(1...(ฯ•โ€˜๐‘))โŸถ๐‘†)
393nnge1d 8962 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ 1 โ‰ค (ฯ•โ€˜๐‘))
40 uzid 9542 . . . . . . . . . . . 12 (1 โˆˆ โ„ค โ†’ 1 โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
4128, 40ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 1 โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1)
423nnzd 9374 . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ โ„ค)
43 elfz5 10017 . . . . . . . . . . 11 ((1 โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1) โˆง (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ โ„ค) โ†’ (1 โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†” 1 โ‰ค (ฯ•โ€˜๐‘)))
4441, 42, 43sylancr 414 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ (1 โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†” 1 โ‰ค (ฯ•โ€˜๐‘)))
4539, 44mpbird 167 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)))
4638, 45ffvelcdmd 5653 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (๐นโ€˜1) โˆˆ ๐‘†)
4735, 46sselid 3154 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (๐นโ€˜1) โˆˆ โ„‚)
48 fveq2 5516 . . . . . . . 8 (๐‘ฅ = 1 โ†’ (๐นโ€˜๐‘ฅ) = (๐นโ€˜1))
4948fprod1 11602 . . . . . . 7 ((1 โˆˆ โ„ค โˆง (๐นโ€˜1) โˆˆ โ„‚) โ†’ โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...1)(๐นโ€˜๐‘ฅ) = (๐นโ€˜1))
5028, 47, 49sylancr 414 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...1)(๐นโ€˜๐‘ฅ) = (๐นโ€˜1))
5150oveq2d 5891 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...1)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = (๐‘ gcd (๐นโ€˜1)))
522nnzd 9374 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
53 nn0ssz 9271 . . . . . . . 8 โ„•0 โŠ† โ„ค
5433, 53sstri 3165 . . . . . . 7 ๐‘† โŠ† โ„ค
5554, 46sselid 3154 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (๐นโ€˜1) โˆˆ โ„ค)
56 gcdcom 11974 . . . . . 6 ((๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง (๐นโ€˜1) โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ gcd (๐นโ€˜1)) = ((๐นโ€˜1) gcd ๐‘))
5752, 55, 56syl2anc 411 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd (๐นโ€˜1)) = ((๐นโ€˜1) gcd ๐‘))
58 oveq1 5882 . . . . . . . . 9 (๐‘ฆ = (๐นโ€˜1) โ†’ (๐‘ฆ gcd ๐‘) = ((๐นโ€˜1) gcd ๐‘))
5958eqeq1d 2186 . . . . . . . 8 (๐‘ฆ = (๐นโ€˜1) โ†’ ((๐‘ฆ gcd ๐‘) = 1 โ†” ((๐นโ€˜1) gcd ๐‘) = 1))
6059, 29elrab2 2897 . . . . . . 7 ((๐นโ€˜1) โˆˆ ๐‘† โ†” ((๐นโ€˜1) โˆˆ (0..^๐‘) โˆง ((๐นโ€˜1) gcd ๐‘) = 1))
6146, 60sylib 122 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ((๐นโ€˜1) โˆˆ (0..^๐‘) โˆง ((๐นโ€˜1) gcd ๐‘) = 1))
6261simprd 114 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ((๐นโ€˜1) gcd ๐‘) = 1)
6351, 57, 623eqtrd 2214 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...1)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1)
6463a1i 9 . . 3 ((ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1) โ†’ (๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...1)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1))
65 simpr 110 . . . . . . . 8 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1) โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1)
6638adantr 276 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ ๐น:(1...(ฯ•โ€˜๐‘))โŸถ๐‘†)
67 fzofzp1 10227 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†’ (๐‘˜ + 1) โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)))
6867adantl 277 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ (๐‘˜ + 1) โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)))
6966, 68ffvelcdmd 5653 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) โˆˆ ๐‘†)
7054, 69sselid 3154 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) โˆˆ โ„ค)
7152adantr 276 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
72 gcdcom 11974 . . . . . . . . . . 11 (((๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) gcd ๐‘) = (๐‘ gcd (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))))
7370, 71, 72syl2anc 411 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ ((๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) gcd ๐‘) = (๐‘ gcd (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))))
74 oveq1 5882 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ฆ = (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) โ†’ (๐‘ฆ gcd ๐‘) = ((๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) gcd ๐‘))
7574eqeq1d 2186 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ฆ = (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) โ†’ ((๐‘ฆ gcd ๐‘) = 1 โ†” ((๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) gcd ๐‘) = 1))
7675, 29elrab2 2897 . . . . . . . . . . . 12 ((๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) โˆˆ ๐‘† โ†” ((๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) โˆˆ (0..^๐‘) โˆง ((๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) gcd ๐‘) = 1))
7776simprbi 275 . . . . . . . . . . 11 ((๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) โˆˆ ๐‘† โ†’ ((๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) gcd ๐‘) = 1)
7869, 77syl 14 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ ((๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) gcd ๐‘) = 1)
7973, 78eqtr3d 2212 . . . . . . . . 9 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ (๐‘ gcd (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) = 1)
8079adantr 276 . . . . . . . 8 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1) โ†’ (๐‘ gcd (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) = 1)
8128a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ 1 โˆˆ โ„ค)
82 elfzoelz 10147 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค)
8382adantl 277 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค)
8481, 83fzfigd 10431 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ (1...๐‘˜) โˆˆ Fin)
8538ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . 13 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ ๐น:(1...(ฯ•โ€˜๐‘))โŸถ๐‘†)
86 elfznn 10054 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„•)
8786nnred 8932 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„)
8887adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„)
893nnred 8932 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐œ‘ โ†’ (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ โ„)
9089ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ โ„)
9182ad2antlr 489 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค)
9291zred 9375 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„)
93 elfzle2 10028 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜) โ†’ ๐‘ฅ โ‰ค ๐‘˜)
9493adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ ๐‘ฅ โ‰ค ๐‘˜)
95 elfzolt2 10156 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†’ ๐‘˜ < (ฯ•โ€˜๐‘))
9695ad2antlr 489 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ ๐‘˜ < (ฯ•โ€˜๐‘))
9788, 92, 90, 94, 96lelttrd 8082 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ ๐‘ฅ < (ฯ•โ€˜๐‘))
9888, 90, 97ltled 8076 . . . . . . . . . . . . . 14 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ ๐‘ฅ โ‰ค (ฯ•โ€˜๐‘))
99 elfzuz 10021 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
10042ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ โ„ค)
101 elfz5 10017 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐‘ฅ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1) โˆง (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†” ๐‘ฅ โ‰ค (ฯ•โ€˜๐‘)))
10299, 100, 101syl2an2 594 . . . . . . . . . . . . . 14 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†” ๐‘ฅ โ‰ค (ฯ•โ€˜๐‘)))
10398, 102mpbird 167 . . . . . . . . . . . . 13 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)))
10485, 103ffvelcdmd 5653 . . . . . . . . . . . 12 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ ๐‘†)
10554, 104sselid 3154 . . . . . . . . . . 11 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„ค)
10684, 105fprodzcl 11617 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„ค)
107 rpmul 12098 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„ค โˆง (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) โˆˆ โ„ค) โ†’ (((๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1 โˆง (๐‘ gcd (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) = 1) โ†’ (๐‘ gcd (โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ) ยท (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)))) = 1))
10871, 106, 70, 107syl3anc 1238 . . . . . . . . 9 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ (((๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1 โˆง (๐‘ gcd (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) = 1) โ†’ (๐‘ gcd (โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ) ยท (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)))) = 1))
109108adantr 276 . . . . . . . 8 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1) โ†’ (((๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1 โˆง (๐‘ gcd (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))) = 1) โ†’ (๐‘ gcd (โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ) ยท (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)))) = 1))
11065, 80, 109mp2and 433 . . . . . . 7 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1) โ†’ (๐‘ gcd (โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ) ยท (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)))) = 1)
111 elfzouz 10151 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
112111adantl 277 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
11338ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . 13 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ ๐น:(1...(ฯ•โ€˜๐‘))โŸถ๐‘†)
114 elfzelz 10025 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค)
115114zred 9375 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„)
116115adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„)
11782ad2antlr 489 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค)
118117peano2zd 9378 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ (๐‘˜ + 1) โˆˆ โ„ค)
119118zred 9375 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ (๐‘˜ + 1) โˆˆ โ„)
12089ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ โ„)
121 elfzle2 10028 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1)) โ†’ ๐‘ฅ โ‰ค (๐‘˜ + 1))
122121adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ ๐‘ฅ โ‰ค (๐‘˜ + 1))
123 elfzle2 10028 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐‘˜ + 1) โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†’ (๐‘˜ + 1) โ‰ค (ฯ•โ€˜๐‘))
12467, 123syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†’ (๐‘˜ + 1) โ‰ค (ฯ•โ€˜๐‘))
125124ad2antlr 489 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ (๐‘˜ + 1) โ‰ค (ฯ•โ€˜๐‘))
126116, 119, 120, 122, 125letrd 8081 . . . . . . . . . . . . . 14 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ ๐‘ฅ โ‰ค (ฯ•โ€˜๐‘))
127 elfzuz 10021 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
12842ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ โ„ค)
129127, 128, 101syl2an2 594 . . . . . . . . . . . . . 14 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†” ๐‘ฅ โ‰ค (ฯ•โ€˜๐‘)))
130126, 129mpbird 167 . . . . . . . . . . . . 13 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)))
131113, 130ffvelcdmd 5653 . . . . . . . . . . . 12 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ (๐นโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ ๐‘†)
13235, 131sselid 3154 . . . . . . . . . . 11 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ (๐นโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„‚)
133 fveq2 5516 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ฅ = (๐‘˜ + 1) โ†’ (๐นโ€˜๐‘ฅ) = (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)))
134112, 132, 133fprodp1 11608 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))(๐นโ€˜๐‘ฅ) = (โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ) ยท (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1))))
135134oveq2d 5891 . . . . . . . . 9 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = (๐‘ gcd (โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ) ยท (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)))))
136135eqeq1d 2186 . . . . . . . 8 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ ((๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1 โ†” (๐‘ gcd (โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ) ยท (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)))) = 1))
137136adantr 276 . . . . . . 7 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1) โ†’ ((๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1 โ†” (๐‘ gcd (โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ) ยท (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)))) = 1))
138110, 137mpbird 167 . . . . . 6 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1) โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1)
139138ex 115 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ ((๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1 โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1))
140139expcom 116 . . . 4 (๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†’ (๐œ‘ โ†’ ((๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1 โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1)))
141140a2d 26 . . 3 (๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†’ ((๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1) โ†’ (๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1)))
14212, 17, 22, 27, 64, 141fzind2 10239 . 2 ((ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘)) โ†’ (๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1))
1437, 142mpcom 36 1 (๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...(ฯ•โ€˜๐‘))(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = 1)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 104   โ†” wb 105   โˆง w3a 978   = wceq 1353   โˆˆ wcel 2148  {crab 2459   class class class wbr 4004  โŸถwf 5213  โ€“1-1-ontoโ†’wf1o 5216  โ€˜cfv 5217  (class class class)co 5875  โ„‚cc 7809  โ„cr 7810  0cc0 7811  1c1 7812   + caddc 7814   ยท cmul 7816   < clt 7992   โ‰ค cle 7993  โ„•cn 8919  โ„•0cn0 9176  โ„คcz 9253  โ„คโ‰ฅcuz 9528  ...cfz 10008  ..^cfzo 10142  โˆcprod 11558   gcd cgcd 11943  ฯ•cphi 12209
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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4119  ax-sep 4122  ax-nul 4130  ax-pow 4175  ax-pr 4210  ax-un 4434  ax-setind 4537  ax-iinf 4588  ax-cnex 7902  ax-resscn 7903  ax-1cn 7904  ax-1re 7905  ax-icn 7906  ax-addcl 7907  ax-addrcl 7908  ax-mulcl 7909  ax-mulrcl 7910  ax-addcom 7911  ax-mulcom 7912  ax-addass 7913  ax-mulass 7914  ax-distr 7915  ax-i2m1 7916  ax-0lt1 7917  ax-1rid 7918  ax-0id 7919  ax-rnegex 7920  ax-precex 7921  ax-cnre 7922  ax-pre-ltirr 7923  ax-pre-ltwlin 7924  ax-pre-lttrn 7925  ax-pre-apti 7926  ax-pre-ltadd 7927  ax-pre-mulgt0 7928  ax-pre-mulext 7929  ax-arch 7930  ax-caucvg 7931
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2740  df-sbc 2964  df-csb 3059  df-dif 3132  df-un 3134  df-in 3136  df-ss 3143  df-nul 3424  df-if 3536  df-pw 3578  df-sn 3599  df-pr 3600  df-op 3602  df-uni 3811  df-int 3846  df-iun 3889  df-br 4005  df-opab 4066  df-mpt 4067  df-tr 4103  df-id 4294  df-po 4297  df-iso 4298  df-iord 4367  df-on 4369  df-ilim 4370  df-suc 4372  df-iom 4591  df-xp 4633  df-rel 4634  df-cnv 4635  df-co 4636  df-dm 4637  df-rn 4638  df-res 4639  df-ima 4640  df-iota 5179  df-fun 5219  df-fn 5220  df-f 5221  df-f1 5222  df-fo 5223  df-f1o 5224  df-fv 5225  df-isom 5226  df-riota 5831  df-ov 5878  df-oprab 5879  df-mpo 5880  df-1st 6141  df-2nd 6142  df-recs 6306  df-irdg 6371  df-frec 6392  df-1o 6417  df-oadd 6421  df-er 6535  df-en 6741  df-dom 6742  df-fin 6743  df-sup 6983  df-pnf 7994  df-mnf 7995  df-xr 7996  df-ltxr 7997  df-le 7998  df-sub 8130  df-neg 8131  df-reap 8532  df-ap 8539  df-div 8630  df-inn 8920  df-2 8978  df-3 8979  df-4 8980  df-n0 9177  df-z 9254  df-uz 9529  df-q 9620  df-rp 9654  df-fz 10009  df-fzo 10143  df-fl 10270  df-mod 10323  df-seqfrec 10446  df-exp 10520  df-ihash 10756  df-cj 10851  df-re 10852  df-im 10853  df-rsqrt 11007  df-abs 11008  df-clim 11287  df-proddc 11559  df-dvds 11795  df-gcd 11944  df-phi 12211
This theorem is referenced by:  eulerthlemth  12232
  Copyright terms: Public domain W3C validator