Theorem pceu 12223

Description: Uniqueness for the prime power function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
pcval.1	⊢ 𝑆 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑥}, ℝ, < )
pcval.2	⊢ 𝑇 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑦}, ℝ, < )

Assertion

Ref	Expression
pceu	⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ∃!𝑧∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑛,𝑦,𝑧,𝑁   𝑃,𝑛,𝑥,𝑦,𝑧   𝑧,𝑆   𝑧,𝑇

Allowed substitution hints:   𝑆(𝑥,𝑦,𝑛)   𝑇(𝑥,𝑦,𝑛)

Proof of Theorem pceu

Dummy variables 𝑠 𝑡 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simprl 521	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑁 ∈ ℚ)
2		elq 9556	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℚ ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦))
3	1, 2	sylib 121	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦))
4		simpr 109	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 𝑁 = (𝑥 / 𝑦))
5		simprr 522	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑁 ≠ 0)
6	5	ad3antrrr 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 𝑁 ≠ 0)
7	1	ad3antrrr 484	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 𝑁 ∈ ℚ)
8		0z 9198	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 0 ∈ ℤ
9		zq 9560	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (0 ∈ ℤ → 0 ∈ ℚ)
10	8, 9	mp1i 10	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 0 ∈ ℚ)
11		qapne 9573	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ ℚ ∧ 0 ∈ ℚ) → (𝑁 # 0 ↔ 𝑁 ≠ 0))
12	7, 10, 11	syl2anc 409	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → (𝑁 # 0 ↔ 𝑁 ≠ 0))
13	6, 12	mpbird 166	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 𝑁 # 0)
14	4, 13	eqbrtrrd 4005	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → (𝑥 / 𝑦) # 0)
15		simpllr 524	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 𝑥 ∈ ℤ)
16	15	zcnd 9310	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 𝑥 ∈ ℂ)
17		nnz 9206	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℤ)
18	17	adantl 275	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝑦 ∈ ℤ)
19	18	adantr 274	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 𝑦 ∈ ℤ)
20	19	zcnd 9310	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 𝑦 ∈ ℂ)
21		simplr 520	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 𝑦 ∈ ℕ)
22	21	nnap0d 8899	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 𝑦 # 0)
23	16, 20, 22	divap0bd 8694	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → (𝑥 # 0 ↔ (𝑥 / 𝑦) # 0))
24	14, 23	mpbird 166	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 𝑥 # 0)
25		0zd 9199	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 0 ∈ ℤ)
26		zapne 9261	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ) → (𝑥 # 0 ↔ 𝑥 ≠ 0))
27	15, 25, 26	syl2anc 409	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → (𝑥 # 0 ↔ 𝑥 ≠ 0))
28	24, 27	mpbid 146	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) → 𝑥 ≠ 0)
29	28	ex 114	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) → 𝑥 ≠ 0))
30	29	adantrd 277	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) → 𝑥 ≠ 0))
31	30	exlimdv 1807	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (∃𝑧(𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) → 𝑥 ≠ 0))
32		prmuz2 12059	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ (ℤ≥‘2))
33	32	ad3antrrr 484	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝑃 ∈ (ℤ≥‘2))
34	33	adantr 274	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ≠ 0) → 𝑃 ∈ (ℤ≥‘2))
35		simpllr 524	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ≠ 0) → 𝑥 ∈ ℤ)
36		simpr 109	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ≠ 0) → 𝑥 ≠ 0)
37		eqid 2165	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑥} = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑥}
38		pcval.1	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 𝑆 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑥}, ℝ, < )
39	37, 38	pcprecl 12217	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ≠ 0)) → (𝑆 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃↑𝑆) ∥ 𝑥))
40	39	simpld 111	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ≠ 0)) → 𝑆 ∈ ℕ0)
41	34, 35, 36, 40	syl12anc 1226	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ≠ 0) → 𝑆 ∈ ℕ0)
42	41	nn0zd 9307	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ≠ 0) → 𝑆 ∈ ℤ)
43		nnne0 8881	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ≠ 0)
44	43	adantl 275	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝑦 ≠ 0)
45		eqid 2165	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑦} = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑦}
46		pcval.2	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 𝑇 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑦}, ℝ, < )
47	45, 46	pcprecl 12217	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ≠ 0)) → (𝑇 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃↑𝑇) ∥ 𝑦))
48	33, 18, 44, 47	syl12anc 1226	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑇 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃↑𝑇) ∥ 𝑦))
49	48	simpld 111	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝑇 ∈ ℕ0)
50	49	adantr 274	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ≠ 0) → 𝑇 ∈ ℕ0)
51	50	nn0zd 9307	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ≠ 0) → 𝑇 ∈ ℤ)
52	42, 51	zsubcld 9314	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ≠ 0) → (𝑆 − 𝑇) ∈ ℤ)
53		biidd 171	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 = (𝑆 − 𝑇) → (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ↔ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)))
54	53	ceqsexgv 2854	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑆 − 𝑇) ∈ ℤ → (∃𝑧(𝑧 = (𝑆 − 𝑇) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) ↔ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)))
55	52, 54	syl 14	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ≠ 0) → (∃𝑧(𝑧 = (𝑆 − 𝑇) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) ↔ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)))
56		exancom 1596	. . . . . . . . 9 ⊢ (∃𝑧(𝑧 = (𝑆 − 𝑇) ∧ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦)) ↔ ∃𝑧(𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)))
57	55, 56	bitr3di 194	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ≠ 0) → (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))))
58	57	ex 114	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑥 ≠ 0 → (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)))))
59	29, 31, 58	pm5.21ndd 695	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))))
60	59	rexbidva 2462	. . . . 5 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (∃𝑦 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑧(𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))))
61	60	rexbidva 2462	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑧(𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))))
62		rexcom4 2748	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑧(𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) ↔ ∃𝑧∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)))
63	62	rexbii 2472	. . . . 5 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑧(𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑧∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)))
64		rexcom4 2748	. . . . 5 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑧∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) ↔ ∃𝑧∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)))
65	63, 64	bitri 183	. . . 4 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑧(𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) ↔ ∃𝑧∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)))
66	61, 65	bitrdi 195	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ↔ ∃𝑧∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))))
67	3, 66	mpbid 146	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ∃𝑧∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)))
68		eqid 2165	. . . . . . . . . . 11 ⊢ sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < )
69		eqid 2165	. . . . . . . . . . 11 ⊢ sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < ) = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )
70		simp11l 1098	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))) → 𝑃 ∈ ℙ)
71		simp11r 1099	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))) → 𝑁 ≠ 0)
72		simp12 1018	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))) → (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ))
73		simp13l 1102	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))) → 𝑁 = (𝑥 / 𝑦))
74		simp2 988	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))) → (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ))
75		simp3l 1015	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))) → 𝑁 = (𝑠 / 𝑡))
76	38, 46, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75	pceulem 12222	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))) → (𝑆 − 𝑇) = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))
77		simp13r 1103	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))) → 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))
78		simp3r 1016	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))) → 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))
79	76, 77, 78	3eqtr4d 2208	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))) → 𝑧 = 𝑤)
80	79	3exp 1192	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))) → ((𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ) → ((𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < ))) → 𝑧 = 𝑤)))
81	80	rexlimdvv 2589	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ≠ 0) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇))) → (∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < ))) → 𝑧 = 𝑤))
82	81	3exp 1192	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ≠ 0) → ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) → (∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < ))) → 𝑧 = 𝑤))))
83	82	adantrl 470	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) → (∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < ))) → 𝑧 = 𝑤))))
84	83	rexlimdvv 2589	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) → (∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < ))) → 𝑧 = 𝑤)))
85	84	impd 252	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) ∧ ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))) → 𝑧 = 𝑤))
86	85	alrimivv 1863	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ∀𝑧∀𝑤((∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) ∧ ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))) → 𝑧 = 𝑤))
87		eqeq1 2172	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = 𝑤 → (𝑧 = (𝑆 − 𝑇) ↔ 𝑤 = (𝑆 − 𝑇)))
88	87	anbi2d 460	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = 𝑤 → ((𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) ↔ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑤 = (𝑆 − 𝑇))))
89	88	2rexbidv 2490	. . . 4 ⊢ (𝑧 = 𝑤 → (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑤 = (𝑆 − 𝑇))))
90		oveq1 5848	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑠 → (𝑥 / 𝑦) = (𝑠 / 𝑦))
91	90	eqeq2d 2177	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑠 → (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ↔ 𝑁 = (𝑠 / 𝑦)))
92		breq2 3985	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = 𝑠 → ((𝑃↑𝑛) ∥ 𝑥 ↔ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠))
93	92	rabbidv 2714	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝑠 → {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑥} = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠})
94	93	supeq1d 6948	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝑠 → sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑥}, ℝ, < ) = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ))
95	38, 94	syl5eq 2210	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑠 → 𝑆 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ))
96	95	oveq1d 5856	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑠 → (𝑆 − 𝑇) = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − 𝑇))
97	96	eqeq2d 2177	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑠 → (𝑤 = (𝑆 − 𝑇) ↔ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − 𝑇)))
98	91, 97	anbi12d 465	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑠 → ((𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑤 = (𝑆 − 𝑇)) ↔ (𝑁 = (𝑠 / 𝑦) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − 𝑇))))
99	98	rexbidv 2466	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑠 → (∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑤 = (𝑆 − 𝑇)) ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑠 / 𝑦) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − 𝑇))))
100		oveq2 5849	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = 𝑡 → (𝑠 / 𝑦) = (𝑠 / 𝑡))
101	100	eqeq2d 2177	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝑡 → (𝑁 = (𝑠 / 𝑦) ↔ 𝑁 = (𝑠 / 𝑡)))
102		breq2 3985	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 = 𝑡 → ((𝑃↑𝑛) ∥ 𝑦 ↔ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡))
103	102	rabbidv 2714	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 = 𝑡 → {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑦} = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡})
104	103	supeq1d 6948	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = 𝑡 → sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑦}, ℝ, < ) = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < ))
105	46, 104	syl5eq 2210	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = 𝑡 → 𝑇 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < ))
106	105	oveq2d 5857	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = 𝑡 → (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − 𝑇) = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))
107	106	eqeq2d 2177	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝑡 → (𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − 𝑇) ↔ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < ))))
108	101, 107	anbi12d 465	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝑡 → ((𝑁 = (𝑠 / 𝑦) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − 𝑇)) ↔ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))))
109	108	cbvrexvw 2696	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑠 / 𝑦) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − 𝑇)) ↔ ∃𝑡 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < ))))
110	99, 109	bitrdi 195	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑠 → (∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑤 = (𝑆 − 𝑇)) ↔ ∃𝑡 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))))
111	110	cbvrexvw 2696	. . . 4 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑤 = (𝑆 − 𝑇)) ↔ ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < ))))
112	89, 111	bitrdi 195	. . 3 ⊢ (𝑧 = 𝑤 → (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) ↔ ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))))
113	112	eu4 2076	. 2 ⊢ (∃!𝑧∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) ↔ (∃𝑧∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) ∧ ∀𝑧∀𝑤((∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)) ∧ ∃𝑠 ∈ ℤ ∃𝑡 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑠 / 𝑡) ∧ 𝑤 = (sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < ) − sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )))) → 𝑧 = 𝑤)))
114	67, 86, 113	sylanbrc 414	1 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ∃!𝑧∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑁 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝑧 = (𝑆 − 𝑇)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∧ w3a 968  ∀wal 1341   = wceq 1343  ∃wex 1480  ∃!weu 2014   ∈ wcel 2136   ≠ wne 2335  ∃wrex 2444  {crab 2447   class class class wbr 3981  ‘cfv 5187  (class class class)co 5841  supcsup 6943  ℝcr 7748  0cc0 7749   < clt 7929   − cmin 8065   # cap 8475   / cdiv 8564  ℕcn 8853  2c2 8904  ℕ₀cn0 9110  ℤcz 9187  ℤ_≥cuz 9462  ℚcq 9553  ↑cexp 10450   ∥ cdvds 11723  ℙcprime 12035

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-coll 4096  ax-sep 4099  ax-nul 4107  ax-pow 4152  ax-pr 4186  ax-un 4410  ax-setind 4513  ax-iinf 4564  ax-cnex 7840  ax-resscn 7841  ax-1cn 7842  ax-1re 7843  ax-icn 7844  ax-addcl 7845  ax-addrcl 7846  ax-mulcl 7847  ax-mulrcl 7848  ax-addcom 7849  ax-mulcom 7850  ax-addass 7851  ax-mulass 7852  ax-distr 7853  ax-i2m1 7854  ax-0lt1 7855  ax-1rid 7856  ax-0id 7857  ax-rnegex 7858  ax-precex 7859  ax-cnre 7860  ax-pre-ltirr 7861  ax-pre-ltwlin 7862  ax-pre-lttrn 7863  ax-pre-apti 7864  ax-pre-ltadd 7865  ax-pre-mulgt0 7866  ax-pre-mulext 7867  ax-arch 7868  ax-caucvg 7869

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 825  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2296  df-ne 2336  df-nel 2431  df-ral 2448  df-rex 2449  df-reu 2450  df-rmo 2451  df-rab 2452  df-v 2727  df-sbc 2951  df-csb 3045  df-dif 3117  df-un 3119  df-in 3121  df-ss 3128  df-nul 3409  df-if 3520  df-pw 3560  df-sn 3581  df-pr 3582  df-op 3584  df-uni 3789  df-int 3824  df-iun 3867  df-br 3982  df-opab 4043  df-mpt 4044  df-tr 4080  df-id 4270  df-po 4273  df-iso 4274  df-iord 4343  df-on 4345  df-ilim 4346  df-suc 4348  df-iom 4567  df-xp 4609  df-rel 4610  df-cnv 4611  df-co 4612  df-dm 4613  df-rn 4614  df-res 4615  df-ima 4616  df-iota 5152  df-fun 5189  df-fn 5190  df-f 5191  df-f1 5192  df-fo 5193  df-f1o 5194  df-fv 5195  df-isom 5196  df-riota 5797  df-ov 5844  df-oprab 5845  df-mpo 5846  df-1st 6105  df-2nd 6106  df-recs 6269  df-frec 6355  df-1o 6380  df-2o 6381  df-er 6497  df-en 6703  df-sup 6945  df-inf 6946  df-pnf 7931  df-mnf 7932  df-xr 7933  df-ltxr 7934  df-le 7935  df-sub 8067  df-neg 8068  df-reap 8469  df-ap 8476  df-div 8565  df-inn 8854  df-2 8912  df-3 8913  df-4 8914  df-n0 9111  df-z 9188  df-uz 9463  df-q 9554  df-rp 9586  df-fz 9941  df-fzo 10074  df-fl 10201  df-mod 10254  df-seqfrec 10377  df-exp 10451  df-cj 10780  df-re 10781  df-im 10782  df-rsqrt 10936  df-abs 10937  df-dvds 11724  df-gcd 11872  df-prm 12036

This theorem is referenced by:  pcval  12224  pczpre  12225  pcdiv  12230