Theorem pcpremul 12184

Description: Multiplicative property of the prime count pre-function. Note that the primality of 𝑃 is essential for this property; (4 pCnt 2) = 0 but (4 pCnt (2 · 2)) = 1 ≠ 2 · (4 pCnt 2) = 0. Since this is needed to show uniqueness for the real prime count function (over ℚ), we don't bother to define it off the primes. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
pcpremul.1	⊢ 𝑆 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑀}, ℝ, < )
pcpremul.2	⊢ 𝑇 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑁}, ℝ, < )
pcpremul.3	⊢ 𝑈 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)}, ℝ, < )

Assertion

Ref	Expression
pcpremul	⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑆 + 𝑇) = 𝑈)

Distinct variable groups:   𝑛,𝑀   𝑛,𝑁   𝑃,𝑛

Allowed substitution hints:   𝑆(𝑛)   𝑇(𝑛)   𝑈(𝑛)

Proof of Theorem pcpremul

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ssrab2 3213	. . . . . 6 ⊢ {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)} ⊆ ℕ0
2		nn0ssz 9191	. . . . . 6 ⊢ ℕ0 ⊆ ℤ
3	1, 2	sstri 3137	. . . . 5 ⊢ {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)} ⊆ ℤ
4	3	a1i 9	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)} ⊆ ℤ)
5		prmuz2 12024	. . . . . 6 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ (ℤ≥‘2))
6	5	3ad2ant1 1003	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑃 ∈ (ℤ≥‘2))
7		zmulcl 9226	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 · 𝑁) ∈ ℤ)
8	7	ad2ant2r 501	. . . . . 6 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑀 · 𝑁) ∈ ℤ)
9	8	3adant1 1000	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑀 · 𝑁) ∈ ℤ)
10		simp2l 1008	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑀 ∈ ℤ)
11	10	zcnd 9293	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑀 ∈ ℂ)
12		simp3l 1010	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑁 ∈ ℤ)
13	12	zcnd 9293	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑁 ∈ ℂ)
14		simp2r 1009	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑀 ≠ 0)
15		0zd 9185	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 0 ∈ ℤ)
16		zapne 9244	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ) → (𝑀 # 0 ↔ 𝑀 ≠ 0))
17	10, 15, 16	syl2anc 409	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑀 # 0 ↔ 𝑀 ≠ 0))
18	14, 17	mpbird 166	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑀 # 0)
19		simp3r 1011	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑁 ≠ 0)
20		zapne 9244	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ) → (𝑁 # 0 ↔ 𝑁 ≠ 0))
21	12, 15, 20	syl2anc 409	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑁 # 0 ↔ 𝑁 ≠ 0))
22	19, 21	mpbird 166	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑁 # 0)
23	11, 13, 18, 22	mulap0d 8537	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑀 · 𝑁) # 0)
24		zapne 9244	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑀 · 𝑁) ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ) → ((𝑀 · 𝑁) # 0 ↔ (𝑀 · 𝑁) ≠ 0))
25	9, 15, 24	syl2anc 409	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑀 · 𝑁) # 0 ↔ (𝑀 · 𝑁) ≠ 0))
26	23, 25	mpbid 146	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑀 · 𝑁) ≠ 0)
27		eqid 2157	. . . . . 6 ⊢ {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)} = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)}
28	27	pclemdc 12179	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ((𝑀 · 𝑁) ∈ ℤ ∧ (𝑀 · 𝑁) ≠ 0)) → ∀𝑥 ∈ ℤ DECID 𝑥 ∈ {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)})
29	6, 9, 26, 28	syl12anc 1218	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ∀𝑥 ∈ ℤ DECID 𝑥 ∈ {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)})
30	27	pclemub 12178	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ((𝑀 · 𝑁) ∈ ℤ ∧ (𝑀 · 𝑁) ≠ 0)) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦 ∈ {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)}𝑦 ≤ 𝑥)
31	6, 9, 26, 30	syl12anc 1218	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦 ∈ {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)}𝑦 ≤ 𝑥)
32		oveq2 5835	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = (𝑆 + 𝑇) → (𝑃↑𝑥) = (𝑃↑(𝑆 + 𝑇)))
33	32	breq1d 3977	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = (𝑆 + 𝑇) → ((𝑃↑𝑥) ∥ (𝑀 · 𝑁) ↔ (𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
34		eqid 2157	. . . . . . . . . 10 ⊢ {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑀} = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑀}
35		pcpremul.1	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑆 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑀}, ℝ, < )
36	34, 35	pcprecl 12180	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0)) → (𝑆 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃↑𝑆) ∥ 𝑀))
37	6, 10, 14, 36	syl12anc 1218	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑆 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃↑𝑆) ∥ 𝑀))
38	37	simpld 111	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑆 ∈ ℕ0)
39		eqid 2157	. . . . . . . . . 10 ⊢ {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑁} = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑁}
40		pcpremul.2	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑇 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ 𝑁}, ℝ, < )
41	39, 40	pcprecl 12180	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑇 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃↑𝑇) ∥ 𝑁))
42	6, 12, 19, 41	syl12anc 1218	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑇 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃↑𝑇) ∥ 𝑁))
43	42	simpld 111	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑇 ∈ ℕ0)
44	38, 43	nn0addcld 9153	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑆 + 𝑇) ∈ ℕ0)
45		prmnn 12003	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
46	45	3ad2ant1 1003	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑃 ∈ ℕ)
47	46, 44	nnexpcld 10583	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) ∈ ℕ)
48	47	nnzd 9291	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) ∈ ℤ)
49	46, 43	nnexpcld 10583	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑇) ∈ ℕ)
50	49	nnzd 9291	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑇) ∈ ℤ)
51	10, 50	zmulcld 9298	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑀 · (𝑃↑𝑇)) ∈ ℤ)
52	46	nncnd 8853	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑃 ∈ ℂ)
53	52, 43, 38	expaddd 10563	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) = ((𝑃↑𝑆) · (𝑃↑𝑇)))
54	37	simprd 113	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑆) ∥ 𝑀)
55	46, 38	nnexpcld 10583	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑆) ∈ ℕ)
56	55	nnzd 9291	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑆) ∈ ℤ)
57		dvdsmulc 11727	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑃↑𝑆) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑇) ∈ ℤ) → ((𝑃↑𝑆) ∥ 𝑀 → ((𝑃↑𝑆) · (𝑃↑𝑇)) ∥ (𝑀 · (𝑃↑𝑇))))
58	56, 10, 50, 57	syl3anc 1220	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑃↑𝑆) ∥ 𝑀 → ((𝑃↑𝑆) · (𝑃↑𝑇)) ∥ (𝑀 · (𝑃↑𝑇))))
59	54, 58	mpd 13	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑃↑𝑆) · (𝑃↑𝑇)) ∥ (𝑀 · (𝑃↑𝑇)))
60	53, 59	eqbrtrd 3989	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) ∥ (𝑀 · (𝑃↑𝑇)))
61	42	simprd 113	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑇) ∥ 𝑁)
62		dvdscmul 11726	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑃↑𝑇) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → ((𝑃↑𝑇) ∥ 𝑁 → (𝑀 · (𝑃↑𝑇)) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
63	50, 12, 10, 62	syl3anc 1220	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑃↑𝑇) ∥ 𝑁 → (𝑀 · (𝑃↑𝑇)) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
64	61, 63	mpd 13	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑀 · (𝑃↑𝑇)) ∥ (𝑀 · 𝑁))
65	48, 51, 9, 60, 64	dvdstrd 11737	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) ∥ (𝑀 · 𝑁))
66	33, 44, 65	elrabd 2870	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑆 + 𝑇) ∈ {𝑥 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑥) ∥ (𝑀 · 𝑁)})
67		oveq2 5835	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑛 → (𝑃↑𝑥) = (𝑃↑𝑛))
68	67	breq1d 3977	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑛 → ((𝑃↑𝑥) ∥ (𝑀 · 𝑁) ↔ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
69	68	cbvrabv 2711	. . . . 5 ⊢ {𝑥 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑥) ∥ (𝑀 · 𝑁)} = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)}
70	66, 69	eleqtrdi 2250	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑆 + 𝑇) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)})
71	4, 29, 31, 70	suprzubdc 11852	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑆 + 𝑇) ≤ sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)}, ℝ, < ))
72		pcpremul.3	. . 3 ⊢ 𝑈 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑀 · 𝑁)}, ℝ, < )
73	71, 72	breqtrrdi 4009	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑆 + 𝑇) ≤ 𝑈)
74	34, 35	pcprendvds2 12182	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0)) → ¬ 𝑃 ∥ (𝑀 / (𝑃↑𝑆)))
75	6, 10, 14, 74	syl12anc 1218	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ¬ 𝑃 ∥ (𝑀 / (𝑃↑𝑆)))
76	39, 40	pcprendvds2 12182	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ¬ 𝑃 ∥ (𝑁 / (𝑃↑𝑇)))
77	6, 12, 19, 76	syl12anc 1218	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ¬ 𝑃 ∥ (𝑁 / (𝑃↑𝑇)))
78		ioran 742	. . . . 5 ⊢ (¬ (𝑃 ∥ (𝑀 / (𝑃↑𝑆)) ∨ 𝑃 ∥ (𝑁 / (𝑃↑𝑇))) ↔ (¬ 𝑃 ∥ (𝑀 / (𝑃↑𝑆)) ∧ ¬ 𝑃 ∥ (𝑁 / (𝑃↑𝑇))))
79	75, 77, 78	sylanbrc 414	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ¬ (𝑃 ∥ (𝑀 / (𝑃↑𝑆)) ∨ 𝑃 ∥ (𝑁 / (𝑃↑𝑇))))
80		simp1 982	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑃 ∈ ℙ)
81	55	nnne0d 8884	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑆) ≠ 0)
82		dvdsval2 11698	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑃↑𝑆) ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑆) ≠ 0 ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → ((𝑃↑𝑆) ∥ 𝑀 ↔ (𝑀 / (𝑃↑𝑆)) ∈ ℤ))
83	56, 81, 10, 82	syl3anc 1220	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑃↑𝑆) ∥ 𝑀 ↔ (𝑀 / (𝑃↑𝑆)) ∈ ℤ))
84	54, 83	mpbid 146	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑀 / (𝑃↑𝑆)) ∈ ℤ)
85	49	nnne0d 8884	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑇) ≠ 0)
86		dvdsval2 11698	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑃↑𝑇) ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑇) ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑃↑𝑇) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 / (𝑃↑𝑇)) ∈ ℤ))
87	50, 85, 12, 86	syl3anc 1220	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑃↑𝑇) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 / (𝑃↑𝑇)) ∈ ℤ))
88	61, 87	mpbid 146	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑁 / (𝑃↑𝑇)) ∈ ℤ)
89		euclemma 12037	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 / (𝑃↑𝑆)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 / (𝑃↑𝑇)) ∈ ℤ) → (𝑃 ∥ ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇))) ↔ (𝑃 ∥ (𝑀 / (𝑃↑𝑆)) ∨ 𝑃 ∥ (𝑁 / (𝑃↑𝑇)))))
90	80, 84, 88, 89	syl3anc 1220	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃 ∥ ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇))) ↔ (𝑃 ∥ (𝑀 / (𝑃↑𝑆)) ∨ 𝑃 ∥ (𝑁 / (𝑃↑𝑇)))))
91	79, 90	mtbird 663	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ¬ 𝑃 ∥ ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇))))
92	27, 72	pcprecl 12180	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ((𝑀 · 𝑁) ∈ ℤ ∧ (𝑀 · 𝑁) ≠ 0)) → (𝑈 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃↑𝑈) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
93	6, 9, 26, 92	syl12anc 1218	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑈 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃↑𝑈) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
94	93	simpld 111	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑈 ∈ ℕ0)
95		nn0ltp1le 9235	. . . . 5 ⊢ (((𝑆 + 𝑇) ∈ ℕ0 ∧ 𝑈 ∈ ℕ0) → ((𝑆 + 𝑇) < 𝑈 ↔ ((𝑆 + 𝑇) + 1) ≤ 𝑈))
96	44, 94, 95	syl2anc 409	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑆 + 𝑇) < 𝑈 ↔ ((𝑆 + 𝑇) + 1) ≤ 𝑈))
97	46	nnzd 9291	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑃 ∈ ℤ)
98		peano2nn0 9136	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑆 + 𝑇) ∈ ℕ0 → ((𝑆 + 𝑇) + 1) ∈ ℕ0)
99	44, 98	syl 14	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑆 + 𝑇) + 1) ∈ ℕ0)
100		dvdsexp 11766	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ ((𝑆 + 𝑇) + 1) ∈ ℕ0 ∧ 𝑈 ∈ (ℤ≥‘((𝑆 + 𝑇) + 1))) → (𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∥ (𝑃↑𝑈))
101	100	3expia 1187	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ ((𝑆 + 𝑇) + 1) ∈ ℕ0) → (𝑈 ∈ (ℤ≥‘((𝑆 + 𝑇) + 1)) → (𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∥ (𝑃↑𝑈)))
102	97, 99, 101	syl2anc 409	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑈 ∈ (ℤ≥‘((𝑆 + 𝑇) + 1)) → (𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∥ (𝑃↑𝑈)))
103	93	simprd 113	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑈) ∥ (𝑀 · 𝑁))
104	46, 99	nnexpcld 10583	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∈ ℕ)
105	104	nnzd 9291	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∈ ℤ)
106	46, 94	nnexpcld 10583	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑈) ∈ ℕ)
107	106	nnzd 9291	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑈) ∈ ℤ)
108		dvdstr 11736	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑈) ∈ ℤ ∧ (𝑀 · 𝑁) ∈ ℤ) → (((𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∥ (𝑃↑𝑈) ∧ (𝑃↑𝑈) ∥ (𝑀 · 𝑁)) → (𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
109	105, 107, 9, 108	syl3anc 1220	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (((𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∥ (𝑃↑𝑈) ∧ (𝑃↑𝑈) ∥ (𝑀 · 𝑁)) → (𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
110	103, 109	mpan2d 425	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∥ (𝑃↑𝑈) → (𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
111	102, 110	syld 45	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑈 ∈ (ℤ≥‘((𝑆 + 𝑇) + 1)) → (𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∥ (𝑀 · 𝑁)))
112	99	nn0zd 9290	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑆 + 𝑇) + 1) ∈ ℤ)
113	94	nn0zd 9290	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑈 ∈ ℤ)
114		eluz 9458	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑆 + 𝑇) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑈 ∈ ℤ) → (𝑈 ∈ (ℤ≥‘((𝑆 + 𝑇) + 1)) ↔ ((𝑆 + 𝑇) + 1) ≤ 𝑈))
115	112, 113, 114	syl2anc 409	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑈 ∈ (ℤ≥‘((𝑆 + 𝑇) + 1)) ↔ ((𝑆 + 𝑇) + 1) ≤ 𝑈))
116	52, 44	expp1d 10562	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) = ((𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) · 𝑃))
117	11, 13	mulcld 7901	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑀 · 𝑁) ∈ ℂ)
118	47	nncnd 8853	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) ∈ ℂ)
119	47	nnap0d 8885	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) # 0)
120	117, 118, 119	divcanap2d 8670	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) · ((𝑀 · 𝑁) / (𝑃↑(𝑆 + 𝑇)))) = (𝑀 · 𝑁))
121	53	oveq2d 5843	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑀 · 𝑁) / (𝑃↑(𝑆 + 𝑇))) = ((𝑀 · 𝑁) / ((𝑃↑𝑆) · (𝑃↑𝑇))))
122	55	nncnd 8853	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑆) ∈ ℂ)
123	49	nncnd 8853	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑇) ∈ ℂ)
124	55	nnap0d 8885	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑆) # 0)
125	49	nnap0d 8885	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑𝑇) # 0)
126	11, 122, 13, 123, 124, 125	divmuldivapd 8710	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇))) = ((𝑀 · 𝑁) / ((𝑃↑𝑆) · (𝑃↑𝑇))))
127	121, 126	eqtr4d 2193	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑀 · 𝑁) / (𝑃↑(𝑆 + 𝑇))) = ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇))))
128	127	oveq2d 5843	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) · ((𝑀 · 𝑁) / (𝑃↑(𝑆 + 𝑇)))) = ((𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) · ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇)))))
129	120, 128	eqtr3d 2192	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑀 · 𝑁) = ((𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) · ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇)))))
130	116, 129	breq12d 3980	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∥ (𝑀 · 𝑁) ↔ ((𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) · 𝑃) ∥ ((𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) · ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇))))))
131	84, 88	zmulcld 9298	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇))) ∈ ℤ)
132	47	nnne0d 8884	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) ≠ 0)
133		dvdscmulr 11728	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇))) ∈ ℤ ∧ ((𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) ∈ ℤ ∧ (𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) ≠ 0)) → (((𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) · 𝑃) ∥ ((𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) · ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇)))) ↔ 𝑃 ∥ ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇)))))
134	97, 131, 48, 132, 133	syl112anc 1224	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (((𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) · 𝑃) ∥ ((𝑃↑(𝑆 + 𝑇)) · ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇)))) ↔ 𝑃 ∥ ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇)))))
135	130, 134	bitrd 187	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑃↑((𝑆 + 𝑇) + 1)) ∥ (𝑀 · 𝑁) ↔ 𝑃 ∥ ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇)))))
136	111, 115, 135	3imtr3d 201	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (((𝑆 + 𝑇) + 1) ≤ 𝑈 → 𝑃 ∥ ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇)))))
137	96, 136	sylbid 149	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑆 + 𝑇) < 𝑈 → 𝑃 ∥ ((𝑀 / (𝑃↑𝑆)) · (𝑁 / (𝑃↑𝑇)))))
138	91, 137	mtod 653	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ¬ (𝑆 + 𝑇) < 𝑈)
139	44	nn0red 9150	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑆 + 𝑇) ∈ ℝ)
140	94	nn0red 9150	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → 𝑈 ∈ ℝ)
141	139, 140	eqleltd 7997	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → ((𝑆 + 𝑇) = 𝑈 ↔ ((𝑆 + 𝑇) ≤ 𝑈 ∧ ¬ (𝑆 + 𝑇) < 𝑈)))
142	73, 138, 141	mpbir2and 929	1 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≠ 0) ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝑆 + 𝑇) = 𝑈)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∨ wo 698  DECID wdc 820   ∧ w3a 963   = wceq 1335   ∈ wcel 2128   ≠ wne 2327  ∀wral 2435  ∃wrex 2436  {crab 2439   ⊆ wss 3102   class class class wbr 3967  ‘cfv 5173  (class class class)co 5827  supcsup 6929  ℝcr 7734  0cc0 7735  1c1 7736   + caddc 7738   · cmul 7740   < clt 7915   ≤ cle 7916   # cap 8461   / cdiv 8550  ℕcn 8839  2c2 8890  ℕ₀cn0 9096  ℤcz 9173  ℤ_≥cuz 9445  ↑cexp 10428   ∥ cdvds 11695  ℙcprime 12000

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 1427  ax-7 1428  ax-gen 1429  ax-ie1 1473  ax-ie2 1474  ax-8 1484  ax-10 1485  ax-11 1486  ax-i12 1487  ax-bndl 1489  ax-4 1490  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-13 2130  ax-14 2131  ax-ext 2139  ax-coll 4082  ax-sep 4085  ax-nul 4093  ax-pow 4138  ax-pr 4172  ax-un 4396  ax-setind 4499  ax-iinf 4550  ax-cnex 7826  ax-resscn 7827  ax-1cn 7828  ax-1re 7829  ax-icn 7830  ax-addcl 7831  ax-addrcl 7832  ax-mulcl 7833  ax-mulrcl 7834  ax-addcom 7835  ax-mulcom 7836  ax-addass 7837  ax-mulass 7838  ax-distr 7839  ax-i2m1 7840  ax-0lt1 7841  ax-1rid 7842  ax-0id 7843  ax-rnegex 7844  ax-precex 7845  ax-cnre 7846  ax-pre-ltirr 7847  ax-pre-ltwlin 7848  ax-pre-lttrn 7849  ax-pre-apti 7850  ax-pre-ltadd 7851  ax-pre-mulgt0 7852  ax-pre-mulext 7853  ax-arch 7854  ax-caucvg 7855

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 821  df-3or 964  df-3an 965  df-tru 1338  df-fal 1341  df-nf 1441  df-sb 1743  df-eu 2009  df-mo 2010  df-clab 2144  df-cleq 2150  df-clel 2153  df-nfc 2288  df-ne 2328  df-nel 2423  df-ral 2440  df-rex 2441  df-reu 2442  df-rmo 2443  df-rab 2444  df-v 2714  df-sbc 2938  df-csb 3032  df-dif 3104  df-un 3106  df-in 3108  df-ss 3115  df-nul 3396  df-if 3507  df-pw 3546  df-sn 3567  df-pr 3568  df-op 3570  df-uni 3775  df-int 3810  df-iun 3853  df-br 3968  df-opab 4029  df-mpt 4030  df-tr 4066  df-id 4256  df-po 4259  df-iso 4260  df-iord 4329  df-on 4331  df-ilim 4332  df-suc 4334  df-iom 4553  df-xp 4595  df-rel 4596  df-cnv 4597  df-co 4598  df-dm 4599  df-rn 4600  df-res 4601  df-ima 4602  df-iota 5138  df-fun 5175  df-fn 5176  df-f 5177  df-f1 5178  df-fo 5179  df-f1o 5180  df-fv 5181  df-isom 5182  df-riota 5783  df-ov 5830  df-oprab 5831  df-mpo 5832  df-1st 6091  df-2nd 6092  df-recs 6255  df-frec 6341  df-1o 6366  df-2o 6367  df-er 6483  df-en 6689  df-sup 6931  df-inf 6932  df-pnf 7917  df-mnf 7918  df-xr 7919  df-ltxr 7920  df-le 7921  df-sub 8053  df-neg 8054  df-reap 8455  df-ap 8462  df-div 8551  df-inn 8840  df-2 8898  df-3 8899  df-4 8900  df-n0 9097  df-z 9174  df-uz 9446  df-q 9536  df-rp 9568  df-fz 9920  df-fzo 10052  df-fl 10179  df-mod 10232  df-seqfrec 10355  df-exp 10429  df-cj 10754  df-re 10755  df-im 10756  df-rsqrt 10910  df-abs 10911  df-dvds 11696  df-gcd 11843  df-prm 12001

This theorem is referenced by:  pceulem  12185  pcmul  12192