ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  isprm5lem GIF version

Theorem isprm5lem 12939
Description: Lemma for isprm5 12940. The interesting direction (showing that one only needs to check prime divisors up to the square root of 𝑃). (Contributed by Jim Kingdon, 20-Oct-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
isprm5lem.p (𝜑 → 𝑃 ∈ (ℤ≥‘2))
isprm5lem.z (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℙ ((𝑧↑2) ≤ 𝑃 → ¬ 𝑧 ∥ 𝑃))
isprm5lem.x (𝜑 → 𝑋 ∈ (2...(𝑃 − 1)))
Assertion
Ref Expression
isprm5lem (𝜑 → ¬ 𝑋 ∥ 𝑃)
Distinct variable groups:   𝑧,𝑃   𝑧,𝑋
Allowed substitution hint:   𝜑(𝑧)

Proof of Theorem isprm5lem
Dummy variables 𝑤 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isprm5lem.x . . 3 (𝜑 → 𝑋 ∈ (2...(𝑃 − 1)))
2 elfzuz 10435 . . 3 (𝑋 ∈ (2...(𝑃 − 1)) → 𝑋 ∈ (ℤ≥‘2))
3 exprmfct 12936 . . 3 (𝑋 ∈ (ℤ≥‘2) → ∃𝑦 ∈ ℙ 𝑦 ∥ 𝑋)
41, 2, 33syl 17 . 2 (𝜑 → ∃𝑦 ∈ ℙ 𝑦 ∥ 𝑋)
5 simpr 110 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ (𝑦↑2) ≤ 𝑃) → (𝑦↑2) ≤ 𝑃)
6 oveq1 6092 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑦 → (𝑧↑2) = (𝑦↑2))
76breq1d 4140 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝑦 → ((𝑧↑2) ≤ 𝑃 ↔ (𝑦↑2) ≤ 𝑃))
8 breq1 4133 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑦 → (𝑧 ∥ 𝑃 ↔ 𝑦 ∥ 𝑃))
98notbid 677 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝑦 → (¬ 𝑧 ∥ 𝑃 ↔ ¬ 𝑦 ∥ 𝑃))
107, 9imbi12d 234 . . . . . 6 (𝑧 = 𝑦 → (((𝑧↑2) ≤ 𝑃 → ¬ 𝑧 ∥ 𝑃) ↔ ((𝑦↑2) ≤ 𝑃 → ¬ 𝑦 ∥ 𝑃)))
11 isprm5lem.z . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℙ ((𝑧↑2) ≤ 𝑃 → ¬ 𝑧 ∥ 𝑃))
1211ad2antrr 492 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ (𝑦↑2) ≤ 𝑃) → ∀𝑧 ∈ ℙ ((𝑧↑2) ≤ 𝑃 → ¬ 𝑧 ∥ 𝑃))
13 simplrl 541 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ (𝑦↑2) ≤ 𝑃) → 𝑦 ∈ ℙ)
1410, 12, 13rspcdva 2934 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ (𝑦↑2) ≤ 𝑃) → ((𝑦↑2) ≤ 𝑃 → ¬ 𝑦 ∥ 𝑃))
155, 14mpd 13 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ (𝑦↑2) ≤ 𝑃) → ¬ 𝑦 ∥ 𝑃)
16 prmz 12908 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℙ → 𝑦 ∈ ℤ)
1716ad2antrl 494 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) → 𝑦 ∈ ℤ)
1817ad2antrr 492 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ (𝑦↑2) ≤ 𝑃) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑦 ∈ ℤ)
19 elfzelz 10439 . . . . . . . 8 (𝑋 ∈ (2...(𝑃 − 1)) → 𝑋 ∈ ℤ)
201, 19syl 14 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℤ)
2120ad2antrr 492 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑋 ∈ ℤ)
2221adantlr 481 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ (𝑦↑2) ≤ 𝑃) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑋 ∈ ℤ)
23 isprm5lem.p . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑃 ∈ (ℤ≥‘2))
24 eluzelz 9941 . . . . . . . 8 (𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝑃 ∈ ℤ)
2523, 24syl 14 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℤ)
2625ad2antrr 492 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑃 ∈ ℤ)
2726adantlr 481 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ (𝑦↑2) ≤ 𝑃) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑃 ∈ ℤ)
28 simplrr 542 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑦 ∥ 𝑋)
2928adantlr 481 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ (𝑦↑2) ≤ 𝑃) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑦 ∥ 𝑋)
30 simpr 110 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ (𝑦↑2) ≤ 𝑃) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑋 ∥ 𝑃)
3118, 22, 27, 29, 30dvdstrd 12616 . . . 4 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ (𝑦↑2) ≤ 𝑃) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑦 ∥ 𝑃)
3215, 31mtand 675 . . 3 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ (𝑦↑2) ≤ 𝑃) → ¬ 𝑋 ∥ 𝑃)
3317ad2antrr 492 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑦 ∈ ℤ)
3421adantlr 481 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑋 ∈ ℤ)
3525adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) → 𝑃 ∈ ℤ)
3635ad2antrr 492 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑃 ∈ ℤ)
3728adantlr 481 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑦 ∥ 𝑋)
38 simpr 110 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑋 ∥ 𝑃)
3933, 34, 36, 37, 38dvdstrd 12616 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 𝑦 ∥ 𝑃)
4017adantr 276 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑦 ∈ ℤ)
41 prmnn 12907 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ ℙ → 𝑦 ∈ ℕ)
4241nnne0d 9352 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ℙ → 𝑦 ≠ 0)
4342ad2antrl 494 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) → 𝑦 ≠ 0)
4443adantr 276 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑦 ≠ 0)
4525ad2antrr 492 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑃 ∈ ℤ)
46 dvdsval2 12576 . . . . . . . . . 10 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ≠ 0 ∧ 𝑃 ∈ ℤ) → (𝑦 ∥ 𝑃 ↔ (𝑃 / 𝑦) ∈ ℤ))
4740, 44, 45, 46syl3anc 1278 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → (𝑦 ∥ 𝑃 ↔ (𝑃 / 𝑦) ∈ ℤ))
4847adantr 276 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → (𝑦 ∥ 𝑃 ↔ (𝑃 / 𝑦) ∈ ℤ))
4939, 48mpbid 147 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → (𝑃 / 𝑦) ∈ ℤ)
5040zred 9773 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑦 ∈ ℝ)
5150recnd 8355 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑦 ∈ ℂ)
5251mullidd 8345 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → (1 · 𝑦) = 𝑦)
53 2nn 9471 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ∈ ℕ
54 fzssnn 10485 . . . . . . . . . . . . . . 15 (2 ∈ ℕ → (2...(𝑃 − 1)) ⊆ ℕ)
5553, 54ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 (2...(𝑃 − 1)) ⊆ ℕ
5655, 1sselid 3246 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℕ)
5756ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑋 ∈ ℕ)
5857nnred 9320 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑋 ∈ ℝ)
5925zred 9773 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℝ)
6059ad2antrr 492 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑃 ∈ ℝ)
61 simplrr 542 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑦 ∥ 𝑋)
62 dvdsle 12630 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑦 ∥ 𝑋 → 𝑦 ≤ 𝑋))
6340, 57, 62syl2anc 415 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → (𝑦 ∥ 𝑋 → 𝑦 ≤ 𝑋))
6461, 63mpd 13 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑦 ≤ 𝑋)
65 elfzle2 10443 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑋 ∈ (2...(𝑃 − 1)) → 𝑋 ≤ (𝑃 − 1))
661, 65syl 14 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑋 ≤ (𝑃 − 1))
67 zltlem1 9707 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℤ) → (𝑋 < 𝑃 ↔ 𝑋 ≤ (𝑃 − 1)))
6820, 25, 67syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑋 < 𝑃 ↔ 𝑋 ≤ (𝑃 − 1)))
6966, 68mpbird 167 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑋 < 𝑃)
7069ad2antrr 492 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑋 < 𝑃)
7150, 58, 60, 64, 70lelttrd 8453 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑦 < 𝑃)
7252, 71eqbrtrd 4152 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → (1 · 𝑦) < 𝑃)
73 1red 8342 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 1 ∈ ℝ)
7441nnrpd 10106 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ℙ → 𝑦 ∈ ℝ+)
7574ad2antrl 494 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) → 𝑦 ∈ ℝ+)
7675adantr 276 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑦 ∈ ℝ+)
7773, 60, 76ltmuldivd 10156 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → ((1 · 𝑦) < 𝑃 ↔ 1 < (𝑃 / 𝑦)))
7872, 77mpbid 147 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 1 < (𝑃 / 𝑦))
7978adantr 276 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → 1 < (𝑃 / 𝑦))
80 eluz2b1 10011 . . . . . . 7 ((𝑃 / 𝑦) ∈ (ℤ≥‘2) ↔ ((𝑃 / 𝑦) ∈ ℤ ∧ 1 < (𝑃 / 𝑦)))
8149, 79, 80sylanbrc 421 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → (𝑃 / 𝑦) ∈ (ℤ≥‘2))
82 exprmfct 12936 . . . . . 6 ((𝑃 / 𝑦) ∈ (ℤ≥‘2) → ∃𝑤 ∈ ℙ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))
8381, 82syl 14 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → ∃𝑤 ∈ ℙ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))
84 prmz 12908 . . . . . . . 8 (𝑤 ∈ ℙ → 𝑤 ∈ ℤ)
8584ad2antrl 494 . . . . . . 7 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 𝑤 ∈ ℤ)
8649adantr 276 . . . . . . 7 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → (𝑃 / 𝑦) ∈ ℤ)
8745ad2antrr 492 . . . . . . 7 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 𝑃 ∈ ℤ)
88 simprr 537 . . . . . . 7 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))
8939adantr 276 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 𝑦 ∥ 𝑃)
9044ad2antrr 492 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 𝑦 ≠ 0)
91 divconjdvds 12635 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∥ 𝑃 ∧ 𝑦 ≠ 0) → (𝑃 / 𝑦) ∥ 𝑃)
9289, 90, 91syl2anc 415 . . . . . . 7 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → (𝑃 / 𝑦) ∥ 𝑃)
9385, 86, 87, 88, 92dvdstrd 12616 . . . . . 6 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 𝑤 ∥ 𝑃)
9485zred 9773 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 𝑤 ∈ ℝ)
9594resqcld 11152 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → (𝑤↑2) ∈ ℝ)
9660ad2antrr 492 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 𝑃 ∈ ℝ)
9781adantr 276 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → (𝑃 / 𝑦) ∈ (ℤ≥‘2))
98 eluz2nn 9976 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃 / 𝑦) ∈ (ℤ≥‘2) → (𝑃 / 𝑦) ∈ ℕ)
9997, 98syl 14 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → (𝑃 / 𝑦) ∈ ℕ)
10099nnred 9320 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → (𝑃 / 𝑦) ∈ ℝ)
101100resqcld 11152 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → ((𝑃 / 𝑦)↑2) ∈ ℝ)
102 dvdsle 12630 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑤 ∈ ℤ ∧ (𝑃 / 𝑦) ∈ ℕ) → (𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦) → 𝑤 ≤ (𝑃 / 𝑦)))
10385, 99, 102syl2anc 415 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → (𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦) → 𝑤 ≤ (𝑃 / 𝑦)))
10488, 103mpd 13 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 𝑤 ≤ (𝑃 / 𝑦))
105 prmnn 12907 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 ∈ ℙ → 𝑤 ∈ ℕ)
106105nnnn0d 9625 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 ∈ ℙ → 𝑤 ∈ ℕ0)
107106nn0ge0d 9628 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 ∈ ℙ → 0 ≤ 𝑤)
108107ad2antrl 494 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 0 ≤ 𝑤)
109 0red 8328 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 0 ∈ ℝ)
110 1red 8342 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 1 ∈ ℝ)
111 0le1 8811 . . . . . . . . . . . . 13 0 ≤ 1
112111a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 0 ≤ 1)
11399nnge1d 9350 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 1 ≤ (𝑃 / 𝑦))
114109, 110, 100, 112, 113letrd 8452 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 0 ≤ (𝑃 / 𝑦))
11594, 100, 108, 114le2sqd 11158 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → (𝑤 ≤ (𝑃 / 𝑦) ↔ (𝑤↑2) ≤ ((𝑃 / 𝑦)↑2)))
116104, 115mpbid 147 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → (𝑤↑2) ≤ ((𝑃 / 𝑦)↑2))
11760recnd 8355 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑃 ∈ ℂ)
11841ad2antrl 494 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) → 𝑦 ∈ ℕ)
119118adantr 276 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑦 ∈ ℕ)
120119nnap0d 9353 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑦 # 0)
121117, 51, 120sqdivapd 11139 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → ((𝑃 / 𝑦)↑2) = ((𝑃↑2) / (𝑦↑2)))
122117sqvald 11123 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → (𝑃↑2) = (𝑃 · 𝑃))
12350resqcld 11152 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → (𝑦↑2) ∈ ℝ)
124 eluz2nn 9976 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝑃 ∈ ℕ)
12523, 124syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℕ)
126125nnrpd 10106 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℝ+)
127126ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑃 ∈ ℝ+)
128 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → 𝑃 < (𝑦↑2))
12960, 123, 127, 128ltmul2dd 10165 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → (𝑃 · 𝑃) < (𝑃 · (𝑦↑2)))
130122, 129eqbrtrd 4152 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → (𝑃↑2) < (𝑃 · (𝑦↑2)))
13160resqcld 11152 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → (𝑃↑2) ∈ ℝ)
132119nnsqcld 11147 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → (𝑦↑2) ∈ ℕ)
133132nnrpd 10106 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → (𝑦↑2) ∈ ℝ+)
134131, 60, 133ltdivmul2d 10161 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → (((𝑃↑2) / (𝑦↑2)) < 𝑃 ↔ (𝑃↑2) < (𝑃 · (𝑦↑2))))
135130, 134mpbird 167 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → ((𝑃↑2) / (𝑦↑2)) < 𝑃)
136121, 135eqbrtrd 4152 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → ((𝑃 / 𝑦)↑2) < 𝑃)
137136ad2antrr 492 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → ((𝑃 / 𝑦)↑2) < 𝑃)
13895, 101, 96, 116, 137lelttrd 8453 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → (𝑤↑2) < 𝑃)
13995, 96, 138ltled 8447 . . . . . . 7 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → (𝑤↑2) ≤ 𝑃)
140 oveq1 6092 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝑤 → (𝑧↑2) = (𝑤↑2))
141140breq1d 4140 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝑤 → ((𝑧↑2) ≤ 𝑃 ↔ (𝑤↑2) ≤ 𝑃))
142 breq1 4133 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝑤 → (𝑧 ∥ 𝑃 ↔ 𝑤 ∥ 𝑃))
143142notbid 677 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝑤 → (¬ 𝑧 ∥ 𝑃 ↔ ¬ 𝑤 ∥ 𝑃))
144141, 143imbi12d 234 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑤 → (((𝑧↑2) ≤ 𝑃 → ¬ 𝑧 ∥ 𝑃) ↔ ((𝑤↑2) ≤ 𝑃 → ¬ 𝑤 ∥ 𝑃)))
14511ad4antr 498 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → ∀𝑧 ∈ ℙ ((𝑧↑2) ≤ 𝑃 → ¬ 𝑧 ∥ 𝑃))
146 simprl 535 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → 𝑤 ∈ ℙ)
147144, 145, 146rspcdva 2934 . . . . . . 7 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → ((𝑤↑2) ≤ 𝑃 → ¬ 𝑤 ∥ 𝑃))
148139, 147mpd 13 . . . . . 6 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → ¬ 𝑤 ∥ 𝑃)
14993, 148pm2.21fal 1422 . . . . 5 (((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) ∧ (𝑤 ∈ ℙ ∧ 𝑤 ∥ (𝑃 / 𝑦))) → ⊥)
15083, 149rexlimddv 2673 . . . 4 ((((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) ∧ 𝑋 ∥ 𝑃) → ⊥)
151150inegd 1421 . . 3 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑃 < (𝑦↑2)) → ¬ 𝑋 ∥ 𝑃)
152 zsqcl 11062 . . . . 5 (𝑦 ∈ ℤ → (𝑦↑2) ∈ ℤ)
15317, 152syl 14 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) → (𝑦↑2) ∈ ℤ)
154 zlelttric 9694 . . . 4 (((𝑦↑2) ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℤ) → ((𝑦↑2) ≤ 𝑃 ∨ 𝑃 < (𝑦↑2)))
155153, 35, 154syl2anc 415 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) → ((𝑦↑2) ≤ 𝑃 ∨ 𝑃 < (𝑦↑2)))
15632, 151, 155mpjaodan 810 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∥ 𝑋)) → ¬ 𝑋 ∥ 𝑃)
1574, 156rexlimddv 2673 1 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∥ 𝑃)
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 720  ⊥wfal 1407   ∈ wcel 2209   ≠ wne 2420  ∀wral 2528  ∃wrex 2529   ⊆ wss 3220   class class class wbr 4130  ‘cfv 5377  (class class class)co 6085  ℝcr 8179  0cc0 8180  1c1 8181   · cmul 8185   < clt 8361   ≤ cle 8362   − cmin 8499   / cdiv 9005  ℕcn 9307  2c2 9358  ℤcz 9649  ℤ≥cuz 9931  ℝ+crp 10065  ...cfz 10422  ↑cexp 10990   ∥ cdvds 12573  ℙcprime 12904
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4246  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-iinf 4735  ax-cnex 8271  ax-resscn 8272  ax-1cn 8273  ax-1re 8274  ax-icn 8275  ax-addcl 8276  ax-addrcl 8277  ax-mulcl 8278  ax-mulrcl 8279  ax-addcom 8280  ax-mulcom 8281  ax-addass 8282  ax-mulass 8283  ax-distr 8284  ax-i2m1 8285  ax-0lt1 8286  ax-1rid 8287  ax-0id 8288  ax-rnegex 8289  ax-precex 8290  ax-cnre 8291  ax-pre-ltirr 8292  ax-pre-ltwlin 8293  ax-pre-lttrn 8294  ax-pre-apti 8295  ax-pre-ltadd 8296  ax-pre-mulgt0 8297  ax-pre-mulext 8298  ax-arch 8299  ax-caucvg 8300
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 843  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-tr 4230  df-id 4438  df-po 4441  df-iso 4442  df-iord 4511  df-on 4513  df-ilim 4514  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-riota 6038  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-1st 6374  df-2nd 6375  df-recs 6576  df-frec 6662  df-1o 6687  df-2o 6688  df-er 6807  df-en 7023  df-pnf 8363  df-mnf 8364  df-xr 8365  df-ltxr 8366  df-le 8367  df-sub 8501  df-neg 8502  df-reap 8906  df-ap 8913  df-div 9006  df-inn 9308  df-2 9366  df-3 9367  df-4 9368  df-n0 9569  df-z 9650  df-uz 9932  df-q 10030  df-rp 10066  df-fz 10423  df-fzo 10561  df-fl 10716  df-mod 10775  df-seqfrec 10900  df-exp 10991  df-cj 11623  df-re 11624  df-im 11625  df-rsqrt 11780  df-abs 11781  df-dvds 12574  df-prm 12905
This theorem is used by:  isprm5  12940
  Copyright terms: Public domain W3C validator