Theorem pcprmpw2 12332

Description: Self-referential expression for a prime power. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Jan-2015.)

Assertion

Ref	Expression
pcprmpw2	⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛) ↔ 𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑛   𝑃,𝑛

Proof of Theorem pcprmpw2

Dummy variable 𝑝 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simplr 528	. . . . 5 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝐴 ∈ ℕ)
2	1	nnnn0d 9229	. . . 4 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝐴 ∈ ℕ0)
3		prmnn 12110	. . . . . . 7 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
4	3	ad2antrr 488	. . . . . 6 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝑃 ∈ ℕ)
5		pccl 12299	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℕ0)
6	5	adantr 276	. . . . . 6 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℕ0)
7	4, 6	nnexpcld 10676	. . . . 5 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℕ)
8	7	nnnn0d 9229	. . . 4 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℕ0)
9	6	nn0red 9230	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℝ)
10	9	leidd 8471	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃 pCnt 𝐴) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴))
11		simpll 527	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝑃 ∈ ℙ)
12	6	nn0zd 9373	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℤ)
13		pcid 12323	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℤ) → (𝑃 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))) = (𝑃 pCnt 𝐴))
14	11, 12, 13	syl2anc 411	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))) = (𝑃 pCnt 𝐴))
15	10, 14	breqtrrd 4032	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃 pCnt 𝐴) ≤ (𝑃 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
16	15	ad2antrr 488	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 = 𝑃) → (𝑃 pCnt 𝐴) ≤ (𝑃 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
17		simpr 110	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 = 𝑃) → 𝑝 = 𝑃)
18	17	oveq1d 5890	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 = 𝑃) → (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑃 pCnt 𝐴))
19	17	oveq1d 5890	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 = 𝑃) → (𝑝 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))) = (𝑃 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
20	16, 18, 19	3brtr4d 4036	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 = 𝑃) → (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
21		simplrr 536	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))
22		prmz 12111	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℤ)
23	22	adantl 277	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑝 ∈ ℤ)
24	1	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐴 ∈ ℕ)
25	24	nnzd 9374	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐴 ∈ ℤ)
26		simprl 529	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝑛 ∈ ℕ0)
27	4, 26	nnexpcld 10676	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃↑𝑛) ∈ ℕ)
28	27	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑃↑𝑛) ∈ ℕ)
29	28	nnzd 9374	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑃↑𝑛) ∈ ℤ)
30		dvdstr 11835	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑛) ∈ ℤ) → ((𝑝 ∥ 𝐴 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛)) → 𝑝 ∥ (𝑃↑𝑛)))
31	23, 25, 29, 30	syl3anc 1238	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 ∥ 𝐴 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛)) → 𝑝 ∥ (𝑃↑𝑛)))
32	21, 31	mpan2d 428	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ 𝐴 → 𝑝 ∥ (𝑃↑𝑛)))
33		simpr 110	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑝 ∈ ℙ)
34	11	adantr 276	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ ℙ)
35		simplrl 535	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑛 ∈ ℕ0)
36		prmdvdsexpr 12150	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑝 ∥ (𝑃↑𝑛) → 𝑝 = 𝑃))
37	33, 34, 35, 36	syl3anc 1238	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (𝑃↑𝑛) → 𝑝 = 𝑃))
38	32, 37	syld 45	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ 𝐴 → 𝑝 = 𝑃))
39	38	necon3ad 2389	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ≠ 𝑃 → ¬ 𝑝 ∥ 𝐴))
40	39	imp 124	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → ¬ 𝑝 ∥ 𝐴)
41		simplr 528	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → 𝑝 ∈ ℙ)
42	1	ad2antrr 488	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → 𝐴 ∈ ℕ)
43		pceq0 12321	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ((𝑝 pCnt 𝐴) = 0 ↔ ¬ 𝑝 ∥ 𝐴))
44	41, 42, 43	syl2anc 411	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → ((𝑝 pCnt 𝐴) = 0 ↔ ¬ 𝑝 ∥ 𝐴))
45	40, 44	mpbird 167	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → (𝑝 pCnt 𝐴) = 0)
46	7	ad2antrr 488	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℕ)
47	41, 46	pccld 12300	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → (𝑝 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))) ∈ ℕ0)
48	47	nn0ge0d 9232	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → 0 ≤ (𝑝 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
49	45, 48	eqbrtrd 4026	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
50		prmz 12111	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℤ)
51	50	adantr 276	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → 𝑃 ∈ ℤ)
52	51	ad2antrr 488	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ ℤ)
53		zdceq 9328	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℤ) → DECID 𝑝 = 𝑃)
54	23, 52, 53	syl2anc 411	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → DECID 𝑝 = 𝑃)
55		dcne 2358	. . . . . . . 8 ⊢ (DECID 𝑝 = 𝑃 ↔ (𝑝 = 𝑃 ∨ 𝑝 ≠ 𝑃))
56	54, 55	sylib 122	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 = 𝑃 ∨ 𝑝 ≠ 𝑃))
57	20, 49, 56	mpjaodan 798	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
58	57	ralrimiva 2550	. . . . 5 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
59	1	nnzd 9374	. . . . . 6 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝐴 ∈ ℤ)
60	7	nnzd 9374	. . . . . 6 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℤ)
61		pc2dvds 12329	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℤ) → (𝐴 ∥ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)))))
62	59, 60, 61	syl2anc 411	. . . . 5 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝐴 ∥ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)))))
63	58, 62	mpbird 167	. . . 4 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝐴 ∥ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)))
64		pcdvds 12314	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ 𝐴)
65	64	adantr 276	. . . 4 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ 𝐴)
66		dvdseq 11854	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℕ0) ∧ (𝐴 ∥ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∧ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ 𝐴)) → 𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)))
67	2, 8, 63, 65, 66	syl22anc 1239	. . 3 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)))
68	67	rexlimdvaa 2595	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛) → 𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
69	3	adantr 276	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → 𝑃 ∈ ℕ)
70	69, 5	nnexpcld 10676	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℕ)
71	70	nnzd 9374	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℤ)
72		iddvds 11811	. . . . 5 ⊢ ((𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℤ → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)))
73	71, 72	syl 14	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)))
74		oveq2 5883	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = (𝑃 pCnt 𝐴) → (𝑃↑𝑛) = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)))
75	74	breq2d 4016	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = (𝑃 pCnt 𝐴) → ((𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑𝑛) ↔ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
76	75	rspcev 2842	. . . 4 ⊢ (((𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℕ0 ∧ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑𝑛))
77	5, 73, 76	syl2anc 411	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑𝑛))
78		breq1 4007	. . . 4 ⊢ (𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) → (𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛) ↔ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑𝑛)))
79	78	rexbidv 2478	. . 3 ⊢ (𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑𝑛)))
80	77, 79	syl5ibrcom 157	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛)))
81	68, 80	impbid 129	1 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛) ↔ 𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 708  DECID wdc 834   = wceq 1353   ∈ wcel 2148   ≠ wne 2347  ∀wral 2455  ∃wrex 2456   class class class wbr 4004  (class class class)co 5875  0cc0 7811   ≤ cle 7993  ℕcn 8919  ℕ₀cn0 9176  ℤcz 9253  ↑cexp 10519   ∥ cdvds 11794  ℙcprime 12107   pCnt cpc 12284

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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4119  ax-sep 4122  ax-nul 4130  ax-pow 4175  ax-pr 4210  ax-un 4434  ax-setind 4537  ax-iinf 4588  ax-cnex 7902  ax-resscn 7903  ax-1cn 7904  ax-1re 7905  ax-icn 7906  ax-addcl 7907  ax-addrcl 7908  ax-mulcl 7909  ax-mulrcl 7910  ax-addcom 7911  ax-mulcom 7912  ax-addass 7913  ax-mulass 7914  ax-distr 7915  ax-i2m1 7916  ax-0lt1 7917  ax-1rid 7918  ax-0id 7919  ax-rnegex 7920  ax-precex 7921  ax-cnre 7922  ax-pre-ltirr 7923  ax-pre-ltwlin 7924  ax-pre-lttrn 7925  ax-pre-apti 7926  ax-pre-ltadd 7927  ax-pre-mulgt0 7928  ax-pre-mulext 7929  ax-arch 7930  ax-caucvg 7931

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 831  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2740  df-sbc 2964  df-csb 3059  df-dif 3132  df-un 3134  df-in 3136  df-ss 3143  df-nul 3424  df-if 3536  df-pw 3578  df-sn 3599  df-pr 3600  df-op 3602  df-uni 3811  df-int 3846  df-iun 3889  df-br 4005  df-opab 4066  df-mpt 4067  df-tr 4103  df-id 4294  df-po 4297  df-iso 4298  df-iord 4367  df-on 4369  df-ilim 4370  df-suc 4372  df-iom 4591  df-xp 4633  df-rel 4634  df-cnv 4635  df-co 4636  df-dm 4637  df-rn 4638  df-res 4639  df-ima 4640  df-iota 5179  df-fun 5219  df-fn 5220  df-f 5221  df-f1 5222  df-fo 5223  df-f1o 5224  df-fv 5225  df-isom 5226  df-riota 5831  df-ov 5878  df-oprab 5879  df-mpo 5880  df-1st 6141  df-2nd 6142  df-recs 6306  df-frec 6392  df-1o 6417  df-2o 6418  df-er 6535  df-en 6741  df-sup 6983  df-inf 6984  df-pnf 7994  df-mnf 7995  df-xr 7996  df-ltxr 7997  df-le 7998  df-sub 8130  df-neg 8131  df-reap 8532  df-ap 8539  df-div 8630  df-inn 8920  df-2 8978  df-3 8979  df-4 8980  df-n0 9177  df-xnn0 9240  df-z 9254  df-uz 9529  df-q 9620  df-rp 9654  df-fz 10009  df-fzo 10143  df-fl 10270  df-mod 10323  df-seqfrec 10446  df-exp 10520  df-cj 10851  df-re 10852  df-im 10853  df-rsqrt 11007  df-abs 11008  df-dvds 11795  df-gcd 11944  df-prm 12108  df-pc 12285

This theorem is referenced by:  pcprmpw  12333  dvdsprmpweq  12334