Proof of Theorem lgsfvalg
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | lgsval.1 |
. 2
⊢ 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ if(𝑛 ∈ ℙ, (if(𝑛 = 2, if(2 ∥ 𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)), ((((𝐴↑((𝑛 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑛) − 1))↑(𝑛 pCnt 𝑁)), 1)) |
2 | | eleq1 2228 |
. . 3
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝑛 ∈ ℙ ↔ 𝑀 ∈ ℙ)) |
3 | | eqeq1 2172 |
. . . . 5
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝑛 = 2 ↔ 𝑀 = 2)) |
4 | | oveq1 5848 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝑛 − 1) = (𝑀 − 1)) |
5 | 4 | oveq1d 5856 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑀 → ((𝑛 − 1) / 2) = ((𝑀 − 1) / 2)) |
6 | 5 | oveq2d 5857 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝐴↑((𝑛 − 1) / 2)) = (𝐴↑((𝑀 − 1) / 2))) |
7 | 6 | oveq1d 5856 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑛 = 𝑀 → ((𝐴↑((𝑛 − 1) / 2)) + 1) = ((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1)) |
8 | | id 19 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑛 = 𝑀 → 𝑛 = 𝑀) |
9 | 7, 8 | oveq12d 5859 |
. . . . . 6
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (((𝐴↑((𝑛 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑛) = (((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀)) |
10 | 9 | oveq1d 5856 |
. . . . 5
⊢ (𝑛 = 𝑀 → ((((𝐴↑((𝑛 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑛) − 1) = ((((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) − 1)) |
11 | 3, 10 | ifbieq2d 3543 |
. . . 4
⊢ (𝑛 = 𝑀 → if(𝑛 = 2, if(2 ∥ 𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)), ((((𝐴↑((𝑛 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑛) − 1)) = if(𝑀 = 2, if(2 ∥ 𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)), ((((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) − 1))) |
12 | | oveq1 5848 |
. . . 4
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝑛 pCnt 𝑁) = (𝑀 pCnt 𝑁)) |
13 | 11, 12 | oveq12d 5859 |
. . 3
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (if(𝑛 = 2, if(2 ∥ 𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)), ((((𝐴↑((𝑛 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑛) − 1))↑(𝑛 pCnt 𝑁)) = (if(𝑀 = 2, if(2 ∥ 𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)), ((((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) − 1))↑(𝑀 pCnt 𝑁))) |
14 | 2, 13 | ifbieq1d 3541 |
. 2
⊢ (𝑛 = 𝑀 → if(𝑛 ∈ ℙ, (if(𝑛 = 2, if(2 ∥ 𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)), ((((𝐴↑((𝑛 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑛) − 1))↑(𝑛 pCnt 𝑁)), 1) = if(𝑀 ∈ ℙ, (if(𝑀 = 2, if(2 ∥ 𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)), ((((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) − 1))↑(𝑀 pCnt 𝑁)), 1)) |
15 | | simp3 989 |
. 2
⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈
ℕ) |
16 | | 0zd 9199 |
. . . . . 6
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) → 0 ∈
ℤ) |
17 | | 1zzd 9214 |
. . . . . . 7
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) → 1 ∈
ℤ) |
18 | | neg1z 9219 |
. . . . . . . 8
⊢ -1 ∈
ℤ |
19 | 18 | a1i 9 |
. . . . . . 7
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) → -1 ∈
ℤ) |
20 | | id 19 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈
ℤ) |
21 | | 8nn 9020 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ 8 ∈
ℕ |
22 | 21 | a1i 9 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝐴 ∈ ℤ → 8 ∈
ℕ) |
23 | 20, 22 | zmodcld 10276 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 mod 8) ∈
ℕ0) |
24 | 23 | nn0zd 9307 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 mod 8) ∈
ℤ) |
25 | | 1zzd 9214 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐴 ∈ ℤ → 1 ∈
ℤ) |
26 | | zdceq 9262 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐴 mod 8) ∈ ℤ ∧ 1
∈ ℤ) → DECID (𝐴 mod 8) = 1) |
27 | 24, 25, 26 | syl2anc 409 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐴 ∈ ℤ →
DECID (𝐴 mod
8) = 1) |
28 | | 7nn 9019 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ 7 ∈
ℕ |
29 | 28 | nnzi 9208 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ 7 ∈
ℤ |
30 | | zdceq 9262 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐴 mod 8) ∈ ℤ ∧ 7
∈ ℤ) → DECID (𝐴 mod 8) = 7) |
31 | 24, 29, 30 | sylancl 410 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐴 ∈ ℤ →
DECID (𝐴 mod
8) = 7) |
32 | | dcor 925 |
. . . . . . . . . . 11
⊢
(DECID (𝐴 mod 8) = 1 → (DECID
(𝐴 mod 8) = 7 →
DECID ((𝐴
mod 8) = 1 ∨ (𝐴 mod 8) =
7))) |
33 | 27, 31, 32 | sylc 62 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐴 ∈ ℤ →
DECID ((𝐴
mod 8) = 1 ∨ (𝐴 mod 8) =
7)) |
34 | | elprg 3595 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 mod 8) ∈
ℕ0 → ((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7} ↔ ((𝐴 mod 8) = 1 ∨ (𝐴 mod 8) = 7))) |
35 | 23, 34 | syl 14 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐴 ∈ ℤ → ((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7} ↔
((𝐴 mod 8) = 1 ∨ (𝐴 mod 8) = 7))) |
36 | 35 | dcbid 828 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐴 ∈ ℤ →
(DECID (𝐴
mod 8) ∈ {1, 7} ↔ DECID ((𝐴 mod 8) = 1 ∨ (𝐴 mod 8) = 7))) |
37 | 33, 36 | mpbird 166 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐴 ∈ ℤ →
DECID (𝐴 mod
8) ∈ {1, 7}) |
38 | 37 | 3ad2ant1 1008 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) →
DECID (𝐴 mod
8) ∈ {1, 7}) |
39 | 38 | ad2antrr 480 |
. . . . . . 7
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) →
DECID (𝐴 mod
8) ∈ {1, 7}) |
40 | 17, 19, 39 | ifcldcd 3554 |
. . . . . 6
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) → if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)
∈ ℤ) |
41 | | 2nn 9014 |
. . . . . . . 8
⊢ 2 ∈
ℕ |
42 | 41 | a1i 9 |
. . . . . . 7
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) → 2 ∈
ℕ) |
43 | | simpll1 1026 |
. . . . . . 7
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) → 𝐴 ∈ ℤ) |
44 | | dvdsdc 11734 |
. . . . . . 7
⊢ ((2
∈ ℕ ∧ 𝐴
∈ ℤ) → DECID 2 ∥ 𝐴) |
45 | 42, 43, 44 | syl2anc 409 |
. . . . . 6
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) →
DECID 2 ∥ 𝐴) |
46 | 16, 40, 45 | ifcldcd 3554 |
. . . . 5
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) → if(2 ∥ 𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)) ∈
ℤ) |
47 | | simpll1 1026 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → 𝐴 ∈
ℤ) |
48 | | simpr 109 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → ¬ 𝑀 = 2) |
49 | | prm2orodd 12054 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑀 ∈ ℙ → (𝑀 = 2 ∨ ¬ 2 ∥ 𝑀)) |
50 | 49 | orcomd 719 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑀 ∈ ℙ → (¬ 2
∥ 𝑀 ∨ 𝑀 = 2)) |
51 | 50 | ad2antlr 481 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → (¬ 2
∥ 𝑀 ∨ 𝑀 = 2)) |
52 | 48, 51 | ecased 1339 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → ¬ 2
∥ 𝑀) |
53 | 15 | ad2antrr 480 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → 𝑀 ∈
ℕ) |
54 | 53 | nnnn0d 9163 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → 𝑀 ∈
ℕ0) |
55 | | nn0oddm1d2 11842 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑀 ∈ ℕ0
→ (¬ 2 ∥ 𝑀
↔ ((𝑀 − 1) / 2)
∈ ℕ0)) |
56 | 54, 55 | syl 14 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → (¬ 2
∥ 𝑀 ↔ ((𝑀 − 1) / 2) ∈
ℕ0)) |
57 | 52, 56 | mpbid 146 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → ((𝑀 − 1) / 2) ∈
ℕ0) |
58 | | zexpcl 10466 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ ((𝑀 − 1) / 2) ∈
ℕ0) → (𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) ∈
ℤ) |
59 | 47, 57, 58 | syl2anc 409 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → (𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) ∈
ℤ) |
60 | 59 | peano2zd 9312 |
. . . . . . . 8
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → ((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) ∈
ℤ) |
61 | 60, 53 | zmodcld 10276 |
. . . . . . 7
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → (((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) ∈
ℕ0) |
62 | 61 | nn0zd 9307 |
. . . . . 6
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → (((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) ∈ ℤ) |
63 | | 1zzd 9214 |
. . . . . 6
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → 1 ∈
ℤ) |
64 | 62, 63 | zsubcld 9314 |
. . . . 5
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → ((((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) − 1) ∈
ℤ) |
65 | | simpl3 992 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) → 𝑀 ∈
ℕ) |
66 | 65 | nnzd 9308 |
. . . . . 6
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) → 𝑀 ∈
ℤ) |
67 | | 2z 9215 |
. . . . . 6
⊢ 2 ∈
ℤ |
68 | | zdceq 9262 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 2 ∈
ℤ) → DECID 𝑀 = 2) |
69 | 66, 67, 68 | sylancl 410 |
. . . . 5
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) →
DECID 𝑀 =
2) |
70 | 46, 64, 69 | ifcldadc 3548 |
. . . 4
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) → if(𝑀 = 2, if(2 ∥ 𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)), ((((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) − 1)) ∈
ℤ) |
71 | | simpr 109 |
. . . . 5
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) → 𝑀 ∈
ℙ) |
72 | | simpl2 991 |
. . . . 5
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈
ℕ) |
73 | 71, 72 | pccld 12228 |
. . . 4
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) → (𝑀 pCnt 𝑁) ∈
ℕ0) |
74 | | zexpcl 10466 |
. . . 4
⊢
((if(𝑀 = 2, if(2
∥ 𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)),
((((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) − 1)) ∈ ℤ
∧ (𝑀 pCnt 𝑁) ∈ ℕ0)
→ (if(𝑀 = 2, if(2
∥ 𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)),
((((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) − 1))↑(𝑀 pCnt 𝑁)) ∈ ℤ) |
75 | 70, 73, 74 | syl2anc 409 |
. . 3
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) →
(if(𝑀 = 2, if(2 ∥
𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)), ((((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) − 1))↑(𝑀 pCnt 𝑁)) ∈ ℤ) |
76 | | 1zzd 9214 |
. . 3
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ ¬
𝑀 ∈ ℙ) → 1
∈ ℤ) |
77 | | prmdc 12058 |
. . . 4
⊢ (𝑀 ∈ ℕ →
DECID 𝑀
∈ ℙ) |
78 | 15, 77 | syl 14 |
. . 3
⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) →
DECID 𝑀
∈ ℙ) |
79 | 75, 76, 78 | ifcldadc 3548 |
. 2
⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → if(𝑀 ∈ ℙ, (if(𝑀 = 2, if(2 ∥ 𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)), ((((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) − 1))↑(𝑀 pCnt 𝑁)), 1) ∈ ℤ) |
80 | 1, 14, 15, 79 | fvmptd3 5578 |
1
⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑀) = if(𝑀 ∈ ℙ, (if(𝑀 = 2, if(2 ∥ 𝐴, 0, if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)), ((((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) − 1))↑(𝑀 pCnt 𝑁)), 1)) |