Theorem pc11 12967

Description: The prime count function, viewed as a function from ℕ to (ℕ ↑_𝑚 ℙ), is one-to-one. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.)

Assertion

Ref	Expression
pc11	⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵)))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑝   𝐵,𝑝

Proof of Theorem pc11

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oveq2 6036	. . 3 ⊢ (𝐴 = 𝐵 → (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵))
2	1	ralrimivw 2607	. 2 ⊢ (𝐴 = 𝐵 → ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵))
3		nn0z 9543	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ0 → 𝐴 ∈ ℤ)
4		nn0z 9543	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ0 → 𝐵 ∈ ℤ)
5		zq 9904	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℚ)
6		pcxcl 12947	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) → (𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℝ*)
7	5, 6	sylan2 286	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℝ*)
8		zq 9904	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐵 ∈ ℤ → 𝐵 ∈ ℚ)
9		pcxcl 12947	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℚ) → (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*)
10	8, 9	sylan2 286	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*)
11	7, 10	anim12dan 604	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → ((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℝ* ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*))
12		xrletri3 10083	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℝ* ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*) → ((𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵) ↔ ((𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt 𝐵) ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) ≤ (𝑝 pCnt 𝐴))))
13	11, 12	syl 14	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → ((𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵) ↔ ((𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt 𝐵) ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) ≤ (𝑝 pCnt 𝐴))))
14	13	ancoms 268	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵) ↔ ((𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt 𝐵) ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) ≤ (𝑝 pCnt 𝐴))))
15	14	ralbidva 2529	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵) ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ ((𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt 𝐵) ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) ≤ (𝑝 pCnt 𝐴))))
16		r19.26 2660	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑝 ∈ ℙ ((𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt 𝐵) ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) ≤ (𝑝 pCnt 𝐴)) ↔ (∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt 𝐵) ∧ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐵) ≤ (𝑝 pCnt 𝐴)))
17	15, 16	bitrdi 196	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵) ↔ (∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt 𝐵) ∧ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐵) ≤ (𝑝 pCnt 𝐴))))
18		pc2dvds 12966	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 ∥ 𝐵 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt 𝐵)))
19		pc2dvds 12966	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝐵 ∥ 𝐴 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐵) ≤ (𝑝 pCnt 𝐴)))
20	19	ancoms 268	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐵 ∥ 𝐴 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐵) ≤ (𝑝 pCnt 𝐴)))
21	18, 20	anbi12d 473	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝐴 ∥ 𝐵 ∧ 𝐵 ∥ 𝐴) ↔ (∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt 𝐵) ∧ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐵) ≤ (𝑝 pCnt 𝐴))))
22	17, 21	bitr4d 191	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵) ↔ (𝐴 ∥ 𝐵 ∧ 𝐵 ∥ 𝐴)))
23	3, 4, 22	syl2an 289	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) → (∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵) ↔ (𝐴 ∥ 𝐵 ∧ 𝐵 ∥ 𝐴)))
24		dvdseq 12472	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) ∧ (𝐴 ∥ 𝐵 ∧ 𝐵 ∥ 𝐴)) → 𝐴 = 𝐵)
25	24	ex 115	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) → ((𝐴 ∥ 𝐵 ∧ 𝐵 ∥ 𝐴) → 𝐴 = 𝐵))
26	23, 25	sylbid 150	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) → (∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵) → 𝐴 = 𝐵))
27	2, 26	impbid2 143	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1398   ∈ wcel 2202  ∀wral 2511   class class class wbr 4093  (class class class)co 6028  ℝ^*cxr 8255   ≤ cle 8257  ℕ₀cn0 9444  ℤcz 9523  ℚcq 9897   ∥ cdvds 12411  ℙcprime 12742   pCnt cpc 12920

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 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4209  ax-sep 4212  ax-nul 4220  ax-pow 4270  ax-pr 4305  ax-un 4536  ax-setind 4641  ax-iinf 4692  ax-cnex 8166  ax-resscn 8167  ax-1cn 8168  ax-1re 8169  ax-icn 8170  ax-addcl 8171  ax-addrcl 8172  ax-mulcl 8173  ax-mulrcl 8174  ax-addcom 8175  ax-mulcom 8176  ax-addass 8177  ax-mulass 8178  ax-distr 8179  ax-i2m1 8180  ax-0lt1 8181  ax-1rid 8182  ax-0id 8183  ax-rnegex 8184  ax-precex 8185  ax-cnre 8186  ax-pre-ltirr 8187  ax-pre-ltwlin 8188  ax-pre-lttrn 8189  ax-pre-apti 8190  ax-pre-ltadd 8191  ax-pre-mulgt0 8192  ax-pre-mulext 8193  ax-arch 8194  ax-caucvg 8195

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 839  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2364  df-ne 2404  df-nel 2499  df-ral 2516  df-rex 2517  df-reu 2518  df-rmo 2519  df-rab 2520  df-v 2805  df-sbc 3033  df-csb 3129  df-dif 3203  df-un 3205  df-in 3207  df-ss 3214  df-nul 3497  df-if 3608  df-pw 3658  df-sn 3679  df-pr 3680  df-op 3682  df-uni 3899  df-int 3934  df-iun 3977  df-br 4094  df-opab 4156  df-mpt 4157  df-tr 4193  df-id 4396  df-po 4399  df-iso 4400  df-iord 4469  df-on 4471  df-ilim 4472  df-suc 4474  df-iom 4695  df-xp 4737  df-rel 4738  df-cnv 4739  df-co 4740  df-dm 4741  df-rn 4742  df-res 4743  df-ima 4744  df-iota 5293  df-fun 5335  df-fn 5336  df-f 5337  df-f1 5338  df-fo 5339  df-f1o 5340  df-fv 5341  df-isom 5342  df-riota 5981  df-ov 6031  df-oprab 6032  df-mpo 6033  df-1st 6312  df-2nd 6313  df-recs 6514  df-frec 6600  df-1o 6625  df-2o 6626  df-er 6745  df-en 6953  df-sup 7226  df-inf 7227  df-pnf 8258  df-mnf 8259  df-xr 8260  df-ltxr 8261  df-le 8262  df-sub 8394  df-neg 8395  df-reap 8797  df-ap 8804  df-div 8895  df-inn 9186  df-2 9244  df-3 9245  df-4 9246  df-n0 9445  df-xnn0 9510  df-z 9524  df-uz 9800  df-q 9898  df-rp 9933  df-fz 10289  df-fzo 10423  df-fl 10576  df-mod 10631  df-seqfrec 10756  df-exp 10847  df-cj 11465  df-re 11466  df-im 11467  df-rsqrt 11621  df-abs 11622  df-dvds 12412  df-gcd 12588  df-prm 12743  df-pc 12921

This theorem is referenced by:  pcprod  12982  1arith  13003