Theorem prmdc 12041

Description: Primality is decidable. (Contributed by Jim Kingdon, 30-Sep-2024.)

Assertion

Ref	Expression
prmdc	⊢ (𝑁 ∈ ℕ → DECID 𝑁 ∈ ℙ)

Proof of Theorem prmdc

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		1nuz2 9535	. . . . . . 7 ⊢ ¬ 1 ∈ (ℤ≥‘2)
2		eleq1 2227	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 = 1 → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ↔ 1 ∈ (ℤ≥‘2)))
3	1, 2	mtbiri 665	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 = 1 → ¬ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2))
4	3	orim1i 750	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 = 1 ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)) → (¬ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)))
5	4	orcomd 719	. . . 4 ⊢ ((𝑁 = 1 ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)))
6		elnn1uz2 9536	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ ↔ (𝑁 = 1 ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)))
7		df-dc 825	. . . 4 ⊢ (DECID 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ↔ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)))
8	5, 6, 7	3imtr4i 200	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → DECID 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2))
9		2z 9210	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℤ
10	9	a1i 9	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℤ)
11		nnz 9201	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
12		peano2zm 9220	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
13	11, 12	syl 14	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
14	10, 13	fzfigd 10356	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (2...(𝑁 − 1)) ∈ Fin)
15		elfzelz 9951	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) → 𝑥 ∈ ℤ)
16	15	adantl 275	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 𝑥 ∈ ℤ)
17		1red 7905	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 1 ∈ ℝ)
18		2re 8918	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 ∈ ℝ
19	18	a1i 9	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 2 ∈ ℝ)
20	16	zred 9304	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 𝑥 ∈ ℝ)
21		1le2 9056	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ≤ 2
22	21	a1i 9	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 1 ≤ 2)
23		elfzle1 9952	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) → 2 ≤ 𝑥)
24	23	adantl 275	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 2 ≤ 𝑥)
25	17, 19, 20, 22, 24	letrd 8013	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 1 ≤ 𝑥)
26		elnnz1 9205	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ℕ ↔ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝑥))
27	16, 25, 26	sylanbrc 414	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 𝑥 ∈ ℕ)
28	11	adantr 274	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 𝑁 ∈ ℤ)
29		dvdsdc 11724	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → DECID 𝑥 ∥ 𝑁)
30	27, 28, 29	syl2anc 409	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → DECID 𝑥 ∥ 𝑁)
31		dcn 832	. . . . . 6 ⊢ (DECID 𝑥 ∥ 𝑁 → DECID ¬ 𝑥 ∥ 𝑁)
32	30, 31	syl 14	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → DECID ¬ 𝑥 ∥ 𝑁)
33	32	ralrimiva 2537	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))DECID ¬ 𝑥 ∥ 𝑁)
34		dcfi 6937	. . . 4 ⊢ (((2...(𝑁 − 1)) ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))DECID ¬ 𝑥 ∥ 𝑁) → DECID ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁)
35	14, 33, 34	syl2anc 409	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → DECID ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁)
36		dcan 923	. . 3 ⊢ (DECID 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) → (DECID ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁 → DECID (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁)))
37	8, 35, 36	sylc 62	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → DECID (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁))
38		isprm3 12029	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℙ ↔ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁))
39	38	dcbii 830	. 2 ⊢ (DECID 𝑁 ∈ ℙ ↔ DECID (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁))
40	37, 39	sylibr 133	1 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → DECID 𝑁 ∈ ℙ)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ∨ wo 698  DECID wdc 824   = wceq 1342   ∈ wcel 2135  ∀wral 2442   class class class wbr 3976  ‘cfv 5182  (class class class)co 5836  Fincfn 6697  ℝcr 7743  1c1 7745   ≤ cle 7925   − cmin 8060  ℕcn 8848  2c2 8899  ℤcz 9182  ℤ_≥cuz 9457  ...cfz 9935   ∥ cdvds 11713  ℙcprime 12018

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 1434  ax-7 1435  ax-gen 1436  ax-ie1 1480  ax-ie2 1481  ax-8 1491  ax-10 1492  ax-11 1493  ax-i12 1494  ax-bndl 1496  ax-4 1497  ax-17 1513  ax-i9 1517  ax-ial 1521  ax-i5r 1522  ax-13 2137  ax-14 2138  ax-ext 2146  ax-coll 4091  ax-sep 4094  ax-nul 4102  ax-pow 4147  ax-pr 4181  ax-un 4405  ax-setind 4508  ax-iinf 4559  ax-cnex 7835  ax-resscn 7836  ax-1cn 7837  ax-1re 7838  ax-icn 7839  ax-addcl 7840  ax-addrcl 7841  ax-mulcl 7842  ax-mulrcl 7843  ax-addcom 7844  ax-mulcom 7845  ax-addass 7846  ax-mulass 7847  ax-distr 7848  ax-i2m1 7849  ax-0lt1 7850  ax-1rid 7851  ax-0id 7852  ax-rnegex 7853  ax-precex 7854  ax-cnre 7855  ax-pre-ltirr 7856  ax-pre-ltwlin 7857  ax-pre-lttrn 7858  ax-pre-apti 7859  ax-pre-ltadd 7860  ax-pre-mulgt0 7861  ax-pre-mulext 7862  ax-arch 7863  ax-caucvg 7864

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-stab 821  df-dc 825  df-3or 968  df-3an 969  df-tru 1345  df-fal 1348  df-nf 1448  df-sb 1750  df-eu 2016  df-mo 2017  df-clab 2151  df-cleq 2157  df-clel 2160  df-nfc 2295  df-ne 2335  df-nel 2430  df-ral 2447  df-rex 2448  df-reu 2449  df-rmo 2450  df-rab 2451  df-v 2723  df-sbc 2947  df-csb 3041  df-dif 3113  df-un 3115  df-in 3117  df-ss 3124  df-nul 3405  df-if 3516  df-pw 3555  df-sn 3576  df-pr 3577  df-op 3579  df-uni 3784  df-int 3819  df-iun 3862  df-br 3977  df-opab 4038  df-mpt 4039  df-tr 4075  df-id 4265  df-po 4268  df-iso 4269  df-iord 4338  df-on 4340  df-ilim 4341  df-suc 4343  df-iom 4562  df-xp 4604  df-rel 4605  df-cnv 4606  df-co 4607  df-dm 4608  df-rn 4609  df-res 4610  df-ima 4611  df-iota 5147  df-fun 5184  df-fn 5185  df-f 5186  df-f1 5187  df-fo 5188  df-f1o 5189  df-fv 5190  df-riota 5792  df-ov 5839  df-oprab 5840  df-mpo 5841  df-1st 6100  df-2nd 6101  df-recs 6264  df-frec 6350  df-1o 6375  df-2o 6376  df-er 6492  df-en 6698  df-fin 6700  df-pnf 7926  df-mnf 7927  df-xr 7928  df-ltxr 7929  df-le 7930  df-sub 8062  df-neg 8063  df-reap 8464  df-ap 8471  df-div 8560  df-inn 8849  df-2 8907  df-3 8908  df-4 8909  df-n0 9106  df-z 9183  df-uz 9458  df-q 9549  df-rp 9581  df-fz 9936  df-fl 10195  df-mod 10248  df-seqfrec 10371  df-exp 10445  df-cj 10770  df-re 10771  df-im 10772  df-rsqrt 10926  df-abs 10927  df-dvds 11714  df-prm 12019

This theorem is referenced by:  pcmptcl  12249  pcmpt  12250