Theorem pcmptcl 13104

Description: Closure for the prime power map. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Mar-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
pcmpt.1	⊢ 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1))
pcmpt.2	⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℙ 𝐴 ∈ ℕ0)

Assertion

Ref	Expression
pcmptcl	⊢ (𝜑 → (𝐹:ℕ⟶ℕ ∧ seq1( · , 𝐹):ℕ⟶ℕ))

Proof of Theorem pcmptcl

Dummy variables 𝑘 𝑝 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pcmpt.2	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℙ 𝐴 ∈ ℕ0)
2		pm2.27 40	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 ∈ ℙ → ((𝑛 ∈ ℙ → 𝐴 ∈ ℕ0) → 𝐴 ∈ ℕ0))
3		iftrue 3645	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑛 ∈ ℙ → if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1) = (𝑛↑𝐴))
4	3	adantr 276	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑛 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ0) → if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1) = (𝑛↑𝐴))
5		prmnn 12871	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑛 ∈ ℙ → 𝑛 ∈ ℕ)
6		nnexpcl 10972	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℕ0) → (𝑛↑𝐴) ∈ ℕ)
7	5, 6	sylan 283	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑛 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ0) → (𝑛↑𝐴) ∈ ℕ)
8	4, 7	eqeltrd 2315	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑛 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ0) → if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1) ∈ ℕ)
9	8	ex 115	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 ∈ ℙ → (𝐴 ∈ ℕ0 → if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1) ∈ ℕ))
10	2, 9	syld 45	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℙ → ((𝑛 ∈ ℙ → 𝐴 ∈ ℕ0) → if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1) ∈ ℕ))
11		iffalse 3648	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ 𝑛 ∈ ℙ → if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1) = 1)
12		1nn 9298	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ∈ ℕ
13	11, 12	eqeltrdi 2329	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 𝑛 ∈ ℙ → if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1) ∈ ℕ)
14	13	a1d 22	. . . . . . 7 ⊢ (¬ 𝑛 ∈ ℙ → ((𝑛 ∈ ℙ → 𝐴 ∈ ℕ0) → if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1) ∈ ℕ))
15	10, 14	jaoi 728	. . . . . 6 ⊢ ((𝑛 ∈ ℙ ∨ ¬ 𝑛 ∈ ℙ) → ((𝑛 ∈ ℙ → 𝐴 ∈ ℕ0) → if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1) ∈ ℕ))
16		prmdc 12891	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → DECID 𝑛 ∈ ℙ)
17		exmiddc 848	. . . . . . 7 ⊢ (DECID 𝑛 ∈ ℙ → (𝑛 ∈ ℙ ∨ ¬ 𝑛 ∈ ℙ))
18	16, 17	syl 14	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 ∈ ℙ ∨ ¬ 𝑛 ∈ ℙ))
19	15, 18	syl11 31	. . . . 5 ⊢ ((𝑛 ∈ ℙ → 𝐴 ∈ ℕ0) → (𝑛 ∈ ℕ → if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1) ∈ ℕ))
20	19	ralimi2 2610	. . . 4 ⊢ (∀𝑛 ∈ ℙ 𝐴 ∈ ℕ0 → ∀𝑛 ∈ ℕ if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1) ∈ ℕ)
21	1, 20	syl 14	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1) ∈ ℕ)
22		pcmpt.1	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1))
23	22	fmpt 5852	. . 3 ⊢ (∀𝑛 ∈ ℕ if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑𝐴), 1) ∈ ℕ ↔ 𝐹:ℕ⟶ℕ)
24	21, 23	sylib 122	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶ℕ)
25		nnuz 9941	. . 3 ⊢ ℕ = (ℤ≥‘1)
26		1zzd 9654	. . 3 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
27	24	ffvelcdmda 5837	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℕ)
28		nnmulcl 9308	. . . 4 ⊢ ((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℕ) → (𝑘 · 𝑝) ∈ ℕ)
29	28	adantl 277	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℕ)) → (𝑘 · 𝑝) ∈ ℕ)
30	25, 26, 27, 29	seqf 10884	. 2 ⊢ (𝜑 → seq1( · , 𝐹):ℕ⟶ℕ)
31	24, 30	jca 306	1 ⊢ (𝜑 → (𝐹:ℕ⟶ℕ ∧ seq1( · , 𝐹):ℕ⟶ℕ))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ∨ wo 720  DECID wdc 846   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  ∀wral 2528  ifcif 3638   ↦ cmpt 4190  ⟶wf 5371  (class class class)co 6079  1c1 8174   · cmul 8178  ℕcn 9287  ℕ₀cn0 9546  seqcseq 10867  ↑cexp 10958  ℙcprime 12868

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 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 4244  ax-sep 4247  ax-nul 4257  ax-pow 4309  ax-pr 4344  ax-un 4576  ax-setind 4682  ax-iinf 4733  ax-cnex 8264  ax-resscn 8265  ax-1cn 8266  ax-1re 8267  ax-icn 8268  ax-addcl 8269  ax-addrcl 8270  ax-mulcl 8271  ax-mulrcl 8272  ax-addcom 8273  ax-mulcom 8274  ax-addass 8275  ax-mulass 8276  ax-distr 8277  ax-i2m1 8278  ax-0lt1 8279  ax-1rid 8280  ax-0id 8281  ax-rnegex 8282  ax-precex 8283  ax-cnre 8284  ax-pre-ltirr 8285  ax-pre-ltwlin 8286  ax-pre-lttrn 8287  ax-pre-apti 8288  ax-pre-ltadd 8289  ax-pre-mulgt0 8290  ax-pre-mulext 8291  ax-arch 8292  ax-caucvg 8293

This theorem 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 3714  df-pr 3715  df-op 3717  df-uni 3934  df-int 3969  df-iun 4012  df-br 4129  df-opab 4191  df-mpt 4192  df-tr 4228  df-id 4436  df-po 4439  df-iso 4440  df-iord 4509  df-on 4511  df-ilim 4512  df-suc 4514  df-iom 4736  df-xp 4778  df-rel 4779  df-cnv 4780  df-co 4781  df-dm 4782  df-rn 4783  df-res 4784  df-ima 4785  df-iota 5335  df-fun 5377  df-fn 5378  df-f 5379  df-f1 5380  df-fo 5381  df-f1o 5382  df-fv 5383  df-riota 6032  df-ov 6082  df-oprab 6083  df-mpo 6084  df-1st 6368  df-2nd 6369  df-recs 6570  df-frec 6656  df-1o 6681  df-2o 6682  df-er 6801  df-en 7017  df-fin 7019  df-pnf 8356  df-mnf 8357  df-xr 8358  df-ltxr 8359  df-le 8360  df-sub 8493  df-neg 8494  df-reap 8897  df-ap 8904  df-div 8997  df-inn 9288  df-2 9346  df-3 9347  df-4 9348  df-n0 9547  df-z 9628  df-uz 9905  df-q 10003  df-rp 10038  df-fz 10395  df-fl 10688  df-mod 10743  df-seqfrec 10868  df-exp 10959  df-cj 11590  df-re 11591  df-im 11592  df-rsqrt 11747  df-abs 11748  df-dvds 12538  df-prm 12869

This theorem is referenced by:  pcmpt  13105  pcmpt2  13106  pcmptdvds  13107  pcprod  13108  1arithlem4  13128