Theorem pcprmpw2 12264

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 520	. . . . 5 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝐴 ∈ ℕ)
2	1	nnnn0d 9167	. . . 4 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝐴 ∈ ℕ0)
3		prmnn 12042	. . . . . . 7 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
4	3	ad2antrr 480	. . . . . 6 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝑃 ∈ ℕ)
5		pccl 12231	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℕ0)
6	5	adantr 274	. . . . . 6 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℕ0)
7	4, 6	nnexpcld 10610	. . . . 5 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℕ)
8	7	nnnn0d 9167	. . . 4 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℕ0)
9	6	nn0red 9168	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℝ)
10	9	leidd 8412	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃 pCnt 𝐴) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴))
11		simpll 519	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝑃 ∈ ℙ)
12	6	nn0zd 9311	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℤ)
13		pcid 12255	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℤ) → (𝑃 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))) = (𝑃 pCnt 𝐴))
14	11, 12, 13	syl2anc 409	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))) = (𝑃 pCnt 𝐴))
15	10, 14	breqtrrd 4010	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃 pCnt 𝐴) ≤ (𝑃 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
16	15	ad2antrr 480	. . . . . . . 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 109	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 = 𝑃) → 𝑝 = 𝑃)
18	17	oveq1d 5857	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 = 𝑃) → (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑃 pCnt 𝐴))
19	17	oveq1d 5857	. . . . . . . 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 4014	. . . . . . 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 526	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))
22		prmz 12043	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℤ)
23	22	adantl 275	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑝 ∈ ℤ)
24	1	adantr 274	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐴 ∈ ℕ)
25	24	nnzd 9312	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐴 ∈ ℤ)
26		simprl 521	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝑛 ∈ ℕ0)
27	4, 26	nnexpcld 10610	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃↑𝑛) ∈ ℕ)
28	27	adantr 274	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑃↑𝑛) ∈ ℕ)
29	28	nnzd 9312	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑃↑𝑛) ∈ ℤ)
30		dvdstr 11768	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑛) ∈ ℤ) → ((𝑝 ∥ 𝐴 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛)) → 𝑝 ∥ (𝑃↑𝑛)))
31	23, 25, 29, 30	syl3anc 1228	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 ∥ 𝐴 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛)) → 𝑝 ∥ (𝑃↑𝑛)))
32	21, 31	mpan2d 425	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ 𝐴 → 𝑝 ∥ (𝑃↑𝑛)))
33		simpr 109	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑝 ∈ ℙ)
34	11	adantr 274	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ ℙ)
35		simplrl 525	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑛 ∈ ℕ0)
36		prmdvdsexpr 12082	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑝 ∥ (𝑃↑𝑛) → 𝑝 = 𝑃))
37	33, 34, 35, 36	syl3anc 1228	. . . . . . . . . . . 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 2378	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ≠ 𝑃 → ¬ 𝑝 ∥ 𝐴))
40	39	imp 123	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → ¬ 𝑝 ∥ 𝐴)
41		simplr 520	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → 𝑝 ∈ ℙ)
42	1	ad2antrr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → 𝐴 ∈ ℕ)
43		pceq0 12253	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ((𝑝 pCnt 𝐴) = 0 ↔ ¬ 𝑝 ∥ 𝐴))
44	41, 42, 43	syl2anc 409	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → ((𝑝 pCnt 𝐴) = 0 ↔ ¬ 𝑝 ∥ 𝐴))
45	40, 44	mpbird 166	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → (𝑝 pCnt 𝐴) = 0)
46	7	ad2antrr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℕ)
47	41, 46	pccld 12232	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ≠ 𝑃) → (𝑝 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))) ∈ ℕ0)
48	47	nn0ge0d 9170	. . . . . . . 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 4004	. . . . . . 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 12043	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℤ)
51	50	adantr 274	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → 𝑃 ∈ ℤ)
52	51	ad2antrr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ ℤ)
53		zdceq 9266	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℤ) → DECID 𝑝 = 𝑃)
54	23, 52, 53	syl2anc 409	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → DECID 𝑝 = 𝑃)
55		dcne 2347	. . . . . . . 8 ⊢ (DECID 𝑝 = 𝑃 ↔ (𝑝 = 𝑃 ∨ 𝑝 ≠ 𝑃))
56	54, 55	sylib 121	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 = 𝑃 ∨ 𝑝 ≠ 𝑃))
57	20, 49, 56	mpjaodan 788	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
58	57	ralrimiva 2539	. . . . 5 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ (𝑝 pCnt (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
59	1	nnzd 9312	. . . . . 6 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝐴 ∈ ℤ)
60	7	nnzd 9312	. . . . . 6 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℤ)
61		pc2dvds 12261	. . . . . 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 409	. . . . 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 166	. . . 4 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝐴 ∥ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)))
64		pcdvds 12246	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ 𝐴)
65	64	adantr 274	. . . 4 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ 𝐴)
66		dvdseq 11786	. . . 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 1229	. . 3 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛))) → 𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)))
68	67	rexlimdvaa 2584	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛) → 𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
69	3	adantr 274	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → 𝑃 ∈ ℕ)
70	69, 5	nnexpcld 10610	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℕ)
71	70	nnzd 9312	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∈ ℤ)
72		iddvds 11744	. . . . 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 5850	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = (𝑃 pCnt 𝐴) → (𝑃↑𝑛) = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)))
75	74	breq2d 3994	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = (𝑃 pCnt 𝐴) → ((𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑𝑛) ↔ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
76	75	rspcev 2830	. . . 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 409	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑𝑛))
78		breq1 3985	. . . 4 ⊢ (𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) → (𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛) ↔ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑𝑛)))
79	78	rexbidv 2467	. . 3 ⊢ (𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) ∥ (𝑃↑𝑛)))
80	77, 79	syl5ibrcom 156	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛)))
81	68, 80	impbid 128	1 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛) ↔ 𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∨ wo 698  DECID wdc 824   = wceq 1343   ∈ wcel 2136   ≠ wne 2336  ∀wral 2444  ∃wrex 2445   class class class wbr 3982  (class class class)co 5842  0cc0 7753   ≤ cle 7934  ℕcn 8857  ℕ₀cn0 9114  ℤcz 9191  ↑cexp 10454   ∥ cdvds 11727  ℙcprime 12039   pCnt cpc 12216

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 4097  ax-sep 4100  ax-nul 4108  ax-pow 4153  ax-pr 4187  ax-un 4411  ax-setind 4514  ax-iinf 4565  ax-cnex 7844  ax-resscn 7845  ax-1cn 7846  ax-1re 7847  ax-icn 7848  ax-addcl 7849  ax-addrcl 7850  ax-mulcl 7851  ax-mulrcl 7852  ax-addcom 7853  ax-mulcom 7854  ax-addass 7855  ax-mulass 7856  ax-distr 7857  ax-i2m1 7858  ax-0lt1 7859  ax-1rid 7860  ax-0id 7861  ax-rnegex 7862  ax-precex 7863  ax-cnre 7864  ax-pre-ltirr 7865  ax-pre-ltwlin 7866  ax-pre-lttrn 7867  ax-pre-apti 7868  ax-pre-ltadd 7869  ax-pre-mulgt0 7870  ax-pre-mulext 7871  ax-arch 7872  ax-caucvg 7873

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-stab 821  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 2297  df-ne 2337  df-nel 2432  df-ral 2449  df-rex 2450  df-reu 2451  df-rmo 2452  df-rab 2453  df-v 2728  df-sbc 2952  df-csb 3046  df-dif 3118  df-un 3120  df-in 3122  df-ss 3129  df-nul 3410  df-if 3521  df-pw 3561  df-sn 3582  df-pr 3583  df-op 3585  df-uni 3790  df-int 3825  df-iun 3868  df-br 3983  df-opab 4044  df-mpt 4045  df-tr 4081  df-id 4271  df-po 4274  df-iso 4275  df-iord 4344  df-on 4346  df-ilim 4347  df-suc 4349  df-iom 4568  df-xp 4610  df-rel 4611  df-cnv 4612  df-co 4613  df-dm 4614  df-rn 4615  df-res 4616  df-ima 4617  df-iota 5153  df-fun 5190  df-fn 5191  df-f 5192  df-f1 5193  df-fo 5194  df-f1o 5195  df-fv 5196  df-isom 5197  df-riota 5798  df-ov 5845  df-oprab 5846  df-mpo 5847  df-1st 6108  df-2nd 6109  df-recs 6273  df-frec 6359  df-1o 6384  df-2o 6385  df-er 6501  df-en 6707  df-sup 6949  df-inf 6950  df-pnf 7935  df-mnf 7936  df-xr 7937  df-ltxr 7938  df-le 7939  df-sub 8071  df-neg 8072  df-reap 8473  df-ap 8480  df-div 8569  df-inn 8858  df-2 8916  df-3 8917  df-4 8918  df-n0 9115  df-xnn0 9178  df-z 9192  df-uz 9467  df-q 9558  df-rp 9590  df-fz 9945  df-fzo 10078  df-fl 10205  df-mod 10258  df-seqfrec 10381  df-exp 10455  df-cj 10784  df-re 10785  df-im 10786  df-rsqrt 10940  df-abs 10941  df-dvds 11728  df-gcd 11876  df-prm 12040  df-pc 12217

This theorem is referenced by:  pcprmpw  12265  dvdsprmpweq  12266