Theorem pcpre1 13015

Description: Value of the prime power pre-function at 1. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
pclem.1	⊢ 𝐴 = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑁}
pclem.2	⊢ 𝑆 = sup(𝐴, ℝ, < )

Assertion

Ref	Expression
pcpre1	⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → 𝑆 = 0)

Distinct variable groups:   𝑛,𝑁   𝑃,𝑛

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑛)   𝑆(𝑛)

Proof of Theorem pcpre1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		1z 9620	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℤ
2		eleq1 2297	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 = 1 → (𝑁 ∈ ℤ ↔ 1 ∈ ℤ))
3	1, 2	mpbiri 168	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 = 1 → 𝑁 ∈ ℤ)
4		1ne0 9322	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ≠ 0
5		neeq1 2427	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 = 1 → (𝑁 ≠ 0 ↔ 1 ≠ 0))
6	4, 5	mpbiri 168	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 = 1 → 𝑁 ≠ 0)
7	3, 6	jca 306	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 = 1 → (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0))
8		pclem.1	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐴 = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑁}
9		pclem.2	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑆 = sup(𝐴, ℝ, < )
10	8, 9	pcprecl 13012	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑆 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃↑𝑆) ∥ 𝑁))
11	7, 10	sylan2 286	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → (𝑆 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃↑𝑆) ∥ 𝑁))
12	11	simprd 114	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → (𝑃↑𝑆) ∥ 𝑁)
13		simpr 110	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → 𝑁 = 1)
14	12, 13	breqtrd 4140	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → (𝑃↑𝑆) ∥ 1)
15		eluz2nn 9916	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝑃 ∈ ℕ)
16	15	adantr 276	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → 𝑃 ∈ ℕ)
17	11	simpld 112	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → 𝑆 ∈ ℕ0)
18	16, 17	nnexpcld 11082	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → (𝑃↑𝑆) ∈ ℕ)
19	18	nnzd 9717	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → (𝑃↑𝑆) ∈ ℤ)
20		1nn 9265	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ ℕ
21		dvdsle 12555	. . . . . 6 ⊢ (((𝑃↑𝑆) ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℕ) → ((𝑃↑𝑆) ∥ 1 → (𝑃↑𝑆) ≤ 1))
22	19, 20, 21	sylancl 413	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → ((𝑃↑𝑆) ∥ 1 → (𝑃↑𝑆) ≤ 1))
23	14, 22	mpd 13	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → (𝑃↑𝑆) ≤ 1)
24	16	nncnd 9268	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → 𝑃 ∈ ℂ)
25	24	exp0d 11054	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → (𝑃↑0) = 1)
26	23, 25	breqtrrd 4142	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → (𝑃↑𝑆) ≤ (𝑃↑0))
27	16	nnred 9267	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → 𝑃 ∈ ℝ)
28		0nn0 9528	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ ℕ0
29	28	a1i 9	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → 0 ∈ ℕ0)
30		eluz2gt1 9952	. . . . 5 ⊢ (𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) → 1 < 𝑃)
31	30	adantr 276	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → 1 < 𝑃)
32		nn0leexp2 11097	. . . 4 ⊢ (((𝑃 ∈ ℝ ∧ 𝑆 ∈ ℕ0 ∧ 0 ∈ ℕ0) ∧ 1 < 𝑃) → (𝑆 ≤ 0 ↔ (𝑃↑𝑆) ≤ (𝑃↑0)))
33	27, 17, 29, 31, 32	syl31anc 1277	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → (𝑆 ≤ 0 ↔ (𝑃↑𝑆) ≤ (𝑃↑0)))
34	26, 33	mpbird 167	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → 𝑆 ≤ 0)
35	10	simpld 112	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑆 ∈ ℕ0)
36	7, 35	sylan2 286	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → 𝑆 ∈ ℕ0)
37		nn0le0eq0 9541	. . 3 ⊢ (𝑆 ∈ ℕ0 → (𝑆 ≤ 0 ↔ 𝑆 = 0))
38	36, 37	syl 14	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → (𝑆 ≤ 0 ↔ 𝑆 = 0))
39	34, 38	mpbid 147	1 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 = 1) → 𝑆 = 0)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1398   ∈ wcel 2205   ≠ wne 2414  {crab 2526   class class class wbr 4114  ‘cfv 5357  (class class class)co 6058  supcsup 7286  ℝcr 8142  0cc0 8143  1c1 8144   < clt 8324   ≤ cle 8325  ℕcn 9254  2c2 9305  ℕ₀cn0 9513  ℤcz 9594  ℤ_≥cuz 9871  ↑cexp 10924   ∥ cdvds 12498

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 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-coll 4230  ax-sep 4233  ax-nul 4241  ax-pow 4292  ax-pr 4327  ax-un 4559  ax-setind 4664  ax-iinf 4715  ax-cnex 8234  ax-resscn 8235  ax-1cn 8236  ax-1re 8237  ax-icn 8238  ax-addcl 8239  ax-addrcl 8240  ax-mulcl 8241  ax-mulrcl 8242  ax-addcom 8243  ax-mulcom 8244  ax-addass 8245  ax-mulass 8246  ax-distr 8247  ax-i2m1 8248  ax-0lt1 8249  ax-1rid 8250  ax-0id 8251  ax-rnegex 8252  ax-precex 8253  ax-cnre 8254  ax-pre-ltirr 8255  ax-pre-ltwlin 8256  ax-pre-lttrn 8257  ax-pre-apti 8258  ax-pre-ltadd 8259  ax-pre-mulgt0 8260  ax-pre-mulext 8261  ax-arch 8262  ax-caucvg 8263

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-nel 2510  df-ral 2527  df-rex 2528  df-reu 2529  df-rmo 2530  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3046  df-csb 3142  df-dif 3216  df-un 3218  df-in 3220  df-ss 3227  df-nul 3513  df-if 3625  df-pw 3676  df-sn 3700  df-pr 3701  df-op 3703  df-uni 3920  df-int 3955  df-iun 3998  df-br 4115  df-opab 4177  df-mpt 4178  df-tr 4214  df-id 4419  df-po 4422  df-iso 4423  df-iord 4492  df-on 4494  df-ilim 4495  df-suc 4497  df-iom 4718  df-xp 4760  df-rel 4761  df-cnv 4762  df-co 4763  df-dm 4764  df-rn 4765  df-res 4766  df-ima 4767  df-iota 5317  df-fun 5359  df-fn 5360  df-f 5361  df-f1 5362  df-fo 5363  df-f1o 5364  df-fv 5365  df-isom 5366  df-riota 6011  df-ov 6061  df-oprab 6062  df-mpo 6063  df-1st 6347  df-2nd 6348  df-recs 6549  df-frec 6635  df-sup 7288  df-inf 7289  df-pnf 8326  df-mnf 8327  df-xr 8328  df-ltxr 8329  df-le 8330  df-sub 8462  df-neg 8463  df-reap 8866  df-ap 8873  df-div 8964  df-inn 9255  df-2 9313  df-3 9314  df-4 9315  df-n0 9514  df-z 9595  df-uz 9872  df-q 9970  df-rp 10005  df-fz 10362  df-fzo 10499  df-fl 10654  df-mod 10709  df-seqfrec 10834  df-exp 10925  df-cj 11552  df-re 11553  df-im 11554  df-rsqrt 11708  df-abs 11709  df-dvds 12499

This theorem is referenced by:  pczpre  13020  pc1  13028