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

Theorem eulerthlemrprm 12249
Description: Lemma for eulerth 12253. 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 1011 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
32phicld 12238 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ โ„•)
4 elnnuz 9584 . . . 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 10052 . . 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 5900 . . . . . . 7 (๐‘ค = 1 โ†’ (1...๐‘ค) = (1...1))
98prodeq1d 11592 . . . . . 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 5908 . . . . 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 2198 . . . 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 5900 . . . . . . 7 (๐‘ค = ๐‘˜ โ†’ (1...๐‘ค) = (1...๐‘˜))
1413prodeq1d 11592 . . . . . 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 5908 . . . . 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 2198 . . . 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 5900 . . . . . . 7 (๐‘ค = (๐‘˜ + 1) โ†’ (1...๐‘ค) = (1...(๐‘˜ + 1)))
1918prodeq1d 11592 . . . . . 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 5908 . . . . 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 2198 . . . 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 5900 . . . . . . 7 (๐‘ค = (ฯ•โ€˜๐‘) โ†’ (1...๐‘ค) = (1...(ฯ•โ€˜๐‘)))
2423prodeq1d 11592 . . . . . 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 5908 . . . . 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 2198 . . . 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 9299 . . . . . . 7 1 โˆˆ โ„ค
29 eulerth.2 . . . . . . . . . . 11 ๐‘† = {๐‘ฆ โˆˆ (0..^๐‘) โˆฃ (๐‘ฆ gcd ๐‘) = 1}
30 ssrab2 3255 . . . . . . . . . . 11 {๐‘ฆ โˆˆ (0..^๐‘) โˆฃ (๐‘ฆ gcd ๐‘) = 1} โІ (0..^๐‘)
3129, 30eqsstri 3202 . . . . . . . . . 10 ๐‘† โІ (0..^๐‘)
32 fzo0ssnn0 10235 . . . . . . . . . 10 (0..^๐‘) โІ โ„•0
3331, 32sstri 3179 . . . . . . . . 9 ๐‘† โІ โ„•0
34 nn0sscn 9201 . . . . . . . . 9 โ„•0 โІ โ„‚
3533, 34sstri 3179 . . . . . . . 8 ๐‘† โІ โ„‚
36 eulerth.4 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ ๐น:(1...(ฯ•โ€˜๐‘))โ€“1-1-ontoโ†’๐‘†)
37 f1of 5477 . . . . . . . . . 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 8982 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ 1 โ‰ค (ฯ•โ€˜๐‘))
40 uzid 9562 . . . . . . . . . . . 12 (1 โˆˆ โ„ค โ†’ 1 โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
4128, 40ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 1 โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1)
423nnzd 9394 . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ (ฯ•โ€˜๐‘) โˆˆ โ„ค)
43 elfz5 10037 . . . . . . . . . . 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 5669 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (๐นโ€˜1) โˆˆ ๐‘†)
4735, 46sselid 3168 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (๐นโ€˜1) โˆˆ โ„‚)
48 fveq2 5531 . . . . . . . 8 (๐‘ฅ = 1 โ†’ (๐นโ€˜๐‘ฅ) = (๐นโ€˜1))
4948fprod1 11622 . . . . . . 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 5908 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (๐‘ gcd โˆ๐‘ฅ โˆˆ (1...1)(๐นโ€˜๐‘ฅ)) = (๐‘ gcd (๐นโ€˜1)))
522nnzd 9394 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
53 nn0ssz 9291 . . . . . . . 8 โ„•0 โІ โ„ค
5433, 53sstri 3179 . . . . . . 7 ๐‘† โІ โ„ค
5554, 46sselid 3168 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (๐นโ€˜1) โˆˆ โ„ค)
56 gcdcom 11994 . . . . . 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 5899 . . . . . . . . 9 (๐‘ฆ = (๐นโ€˜1) โ†’ (๐‘ฆ gcd ๐‘) = ((๐นโ€˜1) gcd ๐‘))
5958eqeq1d 2198 . . . . . . . 8 (๐‘ฆ = (๐นโ€˜1) โ†’ ((๐‘ฆ gcd ๐‘) = 1 โ†” ((๐นโ€˜1) gcd ๐‘) = 1))
6059, 29elrab2 2911 . . . . . . 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 2226 . . . 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 10247 . . . . . . . . . . . . . 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 5669 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โ†’ (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) โˆˆ ๐‘†)
7054, 69sselid 3168 . . . . . . . . . . 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 11994 . . . . . . . . . . 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 5899 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ฆ = (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) โ†’ (๐‘ฆ gcd ๐‘) = ((๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) gcd ๐‘))
7574eqeq1d 2198 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ฆ = (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) โ†’ ((๐‘ฆ gcd ๐‘) = 1 โ†” ((๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)) gcd ๐‘) = 1))
7675, 29elrab2 2911 . . . . . . . . . . . 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 2224 . . . . . . . . 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 10167 . . . . . . . . . . . . 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 10451 . . . . . . . . . . 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 10074 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„•)
8786nnred 8952 . . . . . . . . . . . . . . . 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 8952 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9395 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...๐‘˜)) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„)
93 elfzle2 10048 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10176 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8102 . . . . . . . . . . . . . . 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 8096 . . . . . . . . . . . . . 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 10041 . . . . . . . . . . . . . . 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 10037 . . . . . . . . . . . . . . 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 5669 . . . . . . . . . . . 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 3168 . . . . . . . . . . 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 11637 . . . . . . . . . 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 12118 . . . . . . . . . 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 1249 . . . . . . . . 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 10171 . . . . . . . . . . . 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 10045 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค)
115114zred 9395 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9398 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1..^(ฯ•โ€˜๐‘))) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1...(๐‘˜ + 1))) โ†’ (๐‘˜ + 1) โˆˆ โ„ค)
119118zred 9395 . . . . . . . . . . . . . . 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 10048 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10048 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8101 . . . . . . . . . . . . . 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 10041 . . . . . . . . . . . . . . 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 5669 . . . . . . . . . . . 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 3168 . . . . . . . . . . 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 5531 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ฅ = (๐‘˜ + 1) โ†’ (๐นโ€˜๐‘ฅ) = (๐นโ€˜(๐‘˜ + 1)))
134112, 132, 133fprodp1 11628 . . . . . . . . . 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 5908 . . . . . . . . 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 2198 . . . . . . . 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 10259 . 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 980   = wceq 1364   โˆˆ wcel 2160  {crab 2472   class class class wbr 4018  โŸถwf 5228  โ€“1-1-ontoโ†’wf1o 5231  โ€˜cfv 5232  (class class class)co 5892  โ„‚cc 7829  โ„cr 7830  0cc0 7831  1c1 7832   + caddc 7834   ยท cmul 7836   < clt 8012   โ‰ค cle 8013  โ„•cn 8939  โ„•0cn0 9196  โ„คcz 9273  โ„คโ‰ฅcuz 9548  ...cfz 10028  ..^cfzo 10162  โˆcprod 11578   gcd cgcd 11963  ฯ•cphi 12229
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 2162  ax-14 2163  ax-ext 2171  ax-coll 4133  ax-sep 4136  ax-nul 4144  ax-pow 4189  ax-pr 4224  ax-un 4448  ax-setind 4551  ax-iinf 4602  ax-cnex 7922  ax-resscn 7923  ax-1cn 7924  ax-1re 7925  ax-icn 7926  ax-addcl 7927  ax-addrcl 7928  ax-mulcl 7929  ax-mulrcl 7930  ax-addcom 7931  ax-mulcom 7932  ax-addass 7933  ax-mulass 7934  ax-distr 7935  ax-i2m1 7936  ax-0lt1 7937  ax-1rid 7938  ax-0id 7939  ax-rnegex 7940  ax-precex 7941  ax-cnre 7942  ax-pre-ltirr 7943  ax-pre-ltwlin 7944  ax-pre-lttrn 7945  ax-pre-apti 7946  ax-pre-ltadd 7947  ax-pre-mulgt0 7948  ax-pre-mulext 7949  ax-arch 7950  ax-caucvg 7951
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2041  df-mo 2042  df-clab 2176  df-cleq 2182  df-clel 2185  df-nfc 2321  df-ne 2361  df-nel 2456  df-ral 2473  df-rex 2474  df-reu 2475  df-rmo 2476  df-rab 2477  df-v 2754  df-sbc 2978  df-csb 3073  df-dif 3146  df-un 3148  df-in 3150  df-ss 3157  df-nul 3438  df-if 3550  df-pw 3592  df-sn 3613  df-pr 3614  df-op 3616  df-uni 3825  df-int 3860  df-iun 3903  df-br 4019  df-opab 4080  df-mpt 4081  df-tr 4117  df-id 4308  df-po 4311  df-iso 4312  df-iord 4381  df-on 4383  df-ilim 4384  df-suc 4386  df-iom 4605  df-xp 4647  df-rel 4648  df-cnv 4649  df-co 4650  df-dm 4651  df-rn 4652  df-res 4653  df-ima 4654  df-iota 5193  df-fun 5234  df-fn 5235  df-f 5236  df-f1 5237  df-fo 5238  df-f1o 5239  df-fv 5240  df-isom 5241  df-riota 5848  df-ov 5895  df-oprab 5896  df-mpo 5897  df-1st 6160  df-2nd 6161  df-recs 6325  df-irdg 6390  df-frec 6411  df-1o 6436  df-oadd 6440  df-er 6554  df-en 6760  df-dom 6761  df-fin 6762  df-sup 7003  df-pnf 8014  df-mnf 8015  df-xr 8016  df-ltxr 8017  df-le 8018  df-sub 8150  df-neg 8151  df-reap 8552  df-ap 8559  df-div 8650  df-inn 8940  df-2 8998  df-3 8999  df-4 9000  df-n0 9197  df-z 9274  df-uz 9549  df-q 9640  df-rp 9674  df-fz 10029  df-fzo 10163  df-fl 10290  df-mod 10343  df-seqfrec 10466  df-exp 10540  df-ihash 10776  df-cj 10871  df-re 10872  df-im 10873  df-rsqrt 11027  df-abs 11028  df-clim 11307  df-proddc 11579  df-dvds 11815  df-gcd 11964  df-phi 12231
This theorem is referenced by:  eulerthlemth  12252
  Copyright terms: Public domain W3C validator