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 2259 |
. . 3
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝑛 ∈ ℙ ↔ 𝑀 ∈ ℙ)) |
| 3 | | eqeq1 2203 |
. . . . 5
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝑛 = 2 ↔ 𝑀 = 2)) |
| 4 | | oveq1 5929 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝑛 − 1) = (𝑀 − 1)) |
| 5 | 4 | oveq1d 5937 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑀 → ((𝑛 − 1) / 2) = ((𝑀 − 1) / 2)) |
| 6 | 5 | oveq2d 5938 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝐴↑((𝑛 − 1) / 2)) = (𝐴↑((𝑀 − 1) / 2))) |
| 7 | 6 | oveq1d 5937 |
. . . . . . 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 5940 |
. . . . . 6
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (((𝐴↑((𝑛 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑛) = (((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀)) |
| 10 | 9 | oveq1d 5937 |
. . . . 5
⊢ (𝑛 = 𝑀 → ((((𝐴↑((𝑛 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑛) − 1) = ((((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) − 1)) |
| 11 | 3, 10 | ifbieq2d 3585 |
. . . 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 5929 |
. . . 4
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝑛 pCnt 𝑁) = (𝑀 pCnt 𝑁)) |
| 13 | 11, 12 | oveq12d 5940 |
. . 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 3583 |
. 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 1001 |
. 2
⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈
ℕ) |
| 16 | | 0zd 9338 |
. . . . . 6
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) → 0 ∈
ℤ) |
| 17 | | 1zzd 9353 |
. . . . . . 7
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) → 1 ∈
ℤ) |
| 18 | | neg1z 9358 |
. . . . . . . 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 9158 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ 8 ∈
ℕ |
| 22 | 21 | a1i 9 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝐴 ∈ ℤ → 8 ∈
ℕ) |
| 23 | 20, 22 | zmodcld 10437 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 mod 8) ∈
ℕ0) |
| 24 | 23 | nn0zd 9446 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 mod 8) ∈
ℤ) |
| 25 | | 1zzd 9353 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐴 ∈ ℤ → 1 ∈
ℤ) |
| 26 | | zdceq 9401 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐴 mod 8) ∈ ℤ ∧ 1
∈ ℤ) → DECID (𝐴 mod 8) = 1) |
| 27 | 24, 25, 26 | syl2anc 411 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐴 ∈ ℤ →
DECID (𝐴 mod
8) = 1) |
| 28 | | 7nn 9157 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ 7 ∈
ℕ |
| 29 | 28 | nnzi 9347 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ 7 ∈
ℤ |
| 30 | | zdceq 9401 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐴 mod 8) ∈ ℤ ∧ 7
∈ ℤ) → DECID (𝐴 mod 8) = 7) |
| 31 | 24, 29, 30 | sylancl 413 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐴 ∈ ℤ →
DECID (𝐴 mod
8) = 7) |
| 32 | | dcor 937 |
. . . . . . . . . . 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 3642 |
. . . . . . . . . . . 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 839 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐴 ∈ ℤ →
(DECID (𝐴
mod 8) ∈ {1, 7} ↔ DECID ((𝐴 mod 8) = 1 ∨ (𝐴 mod 8) = 7))) |
| 37 | 33, 36 | mpbird 167 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐴 ∈ ℤ →
DECID (𝐴 mod
8) ∈ {1, 7}) |
| 38 | 37 | 3ad2ant1 1020 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) →
DECID (𝐴 mod
8) ∈ {1, 7}) |
| 39 | 38 | ad2antrr 488 |
. . . . . . 7
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) →
DECID (𝐴 mod
8) ∈ {1, 7}) |
| 40 | 17, 19, 39 | ifcldcd 3597 |
. . . . . 6
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) → if((𝐴 mod 8) ∈ {1, 7}, 1, -1)
∈ ℤ) |
| 41 | | 2nn 9152 |
. . . . . . . 8
⊢ 2 ∈
ℕ |
| 42 | 41 | a1i 9 |
. . . . . . 7
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) → 2 ∈
ℕ) |
| 43 | | simpll1 1038 |
. . . . . . 7
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) → 𝐴 ∈ ℤ) |
| 44 | | dvdsdc 11963 |
. . . . . . 7
⊢ ((2
∈ ℕ ∧ 𝐴
∈ ℤ) → DECID 2 ∥ 𝐴) |
| 45 | 42, 43, 44 | syl2anc 411 |
. . . . . 6
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ 𝑀 = 2) →
DECID 2 ∥ 𝐴) |
| 46 | 16, 40, 45 | ifcldcd 3597 |
. . . . 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 1038 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → 𝐴 ∈
ℤ) |
| 48 | | simpr 110 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → ¬ 𝑀 = 2) |
| 49 | | prm2orodd 12294 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑀 ∈ ℙ → (𝑀 = 2 ∨ ¬ 2 ∥ 𝑀)) |
| 50 | 49 | orcomd 730 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑀 ∈ ℙ → (¬ 2
∥ 𝑀 ∨ 𝑀 = 2)) |
| 51 | 50 | ad2antlr 489 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → (¬ 2
∥ 𝑀 ∨ 𝑀 = 2)) |
| 52 | 48, 51 | ecased 1360 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → ¬ 2
∥ 𝑀) |
| 53 | 15 | ad2antrr 488 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → 𝑀 ∈
ℕ) |
| 54 | 53 | nnnn0d 9302 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → 𝑀 ∈
ℕ0) |
| 55 | | nn0oddm1d2 12074 |
. . . . . . . . . . . 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 147 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → ((𝑀 − 1) / 2) ∈
ℕ0) |
| 58 | | zexpcl 10646 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ ((𝑀 − 1) / 2) ∈
ℕ0) → (𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) ∈
ℤ) |
| 59 | 47, 57, 58 | syl2anc 411 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → (𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) ∈
ℤ) |
| 60 | 59 | peano2zd 9451 |
. . . . . . . 8
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → ((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) ∈
ℤ) |
| 61 | 60, 53 | zmodcld 10437 |
. . . . . . 7
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → (((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) ∈
ℕ0) |
| 62 | 61 | nn0zd 9446 |
. . . . . 6
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → (((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) ∈ ℤ) |
| 63 | | 1zzd 9353 |
. . . . . 6
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → 1 ∈
ℤ) |
| 64 | 62, 63 | zsubcld 9453 |
. . . . 5
⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) ∧ ¬
𝑀 = 2) → ((((𝐴↑((𝑀 − 1) / 2)) + 1) mod 𝑀) − 1) ∈
ℤ) |
| 65 | | simpl3 1004 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) → 𝑀 ∈
ℕ) |
| 66 | 65 | nnzd 9447 |
. . . . . 6
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) → 𝑀 ∈
ℤ) |
| 67 | | 2z 9354 |
. . . . . 6
⊢ 2 ∈
ℤ |
| 68 | | zdceq 9401 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 2 ∈
ℤ) → DECID 𝑀 = 2) |
| 69 | 66, 67, 68 | sylancl 413 |
. . . . 5
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) →
DECID 𝑀 =
2) |
| 70 | 46, 64, 69 | ifcldadc 3590 |
. . . 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 110 |
. . . . 5
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) → 𝑀 ∈
ℙ) |
| 72 | | simpl2 1003 |
. . . . 5
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈
ℕ) |
| 73 | 71, 72 | pccld 12469 |
. . . 4
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝑀 ∈ ℙ) → (𝑀 pCnt 𝑁) ∈
ℕ0) |
| 74 | | zexpcl 10646 |
. . . 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 411 |
. . 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 9353 |
. . 3
⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ ¬
𝑀 ∈ ℙ) → 1
∈ ℤ) |
| 77 | | prmdc 12298 |
. . . 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 3590 |
. 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 5655 |
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)) |