Theorem prmdc 12707

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 9840	. . . . . . 7 ⊢ ¬ 1 ∈ (ℤ≥‘2)
2		eleq1 2294	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 = 1 → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ↔ 1 ∈ (ℤ≥‘2)))
3	1, 2	mtbiri 681	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 = 1 → ¬ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2))
4	3	orim1i 767	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 = 1 ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)) → (¬ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)))
5	4	orcomd 736	. . . 4 ⊢ ((𝑁 = 1 ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)))
6		elnn1uz2 9841	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ ↔ (𝑁 = 1 ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)))
7		df-dc 842	. . . 4 ⊢ (DECID 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ↔ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)))
8	5, 6, 7	3imtr4i 201	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → DECID 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2))
9		2z 9507	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℤ
10	9	a1i 9	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℤ)
11		nnz 9498	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
12		peano2zm 9517	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
13	11, 12	syl 14	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
14	10, 13	fzfigd 10694	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (2...(𝑁 − 1)) ∈ Fin)
15		elfzelz 10260	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) → 𝑥 ∈ ℤ)
16	15	adantl 277	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 𝑥 ∈ ℤ)
17		1red 8194	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 1 ∈ ℝ)
18		2re 9213	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 ∈ ℝ
19	18	a1i 9	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 2 ∈ ℝ)
20	16	zred 9602	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 𝑥 ∈ ℝ)
21		1le2 9352	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ≤ 2
22	21	a1i 9	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 1 ≤ 2)
23		elfzle1 10262	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) → 2 ≤ 𝑥)
24	23	adantl 277	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 2 ≤ 𝑥)
25	17, 19, 20, 22, 24	letrd 8303	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 1 ≤ 𝑥)
26		elnnz1 9502	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ℕ ↔ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝑥))
27	16, 25, 26	sylanbrc 417	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 𝑥 ∈ ℕ)
28	11	adantr 276	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 𝑁 ∈ ℤ)
29		dvdsdc 12364	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → DECID 𝑥 ∥ 𝑁)
30	27, 28, 29	syl2anc 411	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → DECID 𝑥 ∥ 𝑁)
31		dcn 849	. . . . . 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 2605	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))DECID ¬ 𝑥 ∥ 𝑁)
34		dcfi 7180	. . . 4 ⊢ (((2...(𝑁 − 1)) ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))DECID ¬ 𝑥 ∥ 𝑁) → DECID ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁)
35	14, 33, 34	syl2anc 411	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → DECID ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁)
36	8, 35	dcand 940	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → DECID (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁))
37		isprm3 12695	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℙ ↔ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁))
38	37	dcbii 847	. 2 ⊢ (DECID 𝑁 ∈ ℙ ↔ DECID (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁))
39	36, 38	sylibr 134	1 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → DECID 𝑁 ∈ ℙ)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ∨ wo 715  DECID wdc 841   = wceq 1397   ∈ wcel 2202  ∀wral 2510   class class class wbr 4088  ‘cfv 5326  (class class class)co 6018  Fincfn 6909  ℝcr 8031  1c1 8033   ≤ cle 8215   − cmin 8350  ℕcn 9143  2c2 9194  ℤcz 9479  ℤ_≥cuz 9755  ...cfz 10243   ∥ cdvds 12353  ℙcprime 12684

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 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4204  ax-sep 4207  ax-nul 4215  ax-pow 4264  ax-pr 4299  ax-un 4530  ax-setind 4635  ax-iinf 4686  ax-cnex 8123  ax-resscn 8124  ax-1cn 8125  ax-1re 8126  ax-icn 8127  ax-addcl 8128  ax-addrcl 8129  ax-mulcl 8130  ax-mulrcl 8131  ax-addcom 8132  ax-mulcom 8133  ax-addass 8134  ax-mulass 8135  ax-distr 8136  ax-i2m1 8137  ax-0lt1 8138  ax-1rid 8139  ax-0id 8140  ax-rnegex 8141  ax-precex 8142  ax-cnre 8143  ax-pre-ltirr 8144  ax-pre-ltwlin 8145  ax-pre-lttrn 8146  ax-pre-apti 8147  ax-pre-ltadd 8148  ax-pre-mulgt0 8149  ax-pre-mulext 8150  ax-arch 8151  ax-caucvg 8152

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 838  df-dc 842  df-3or 1005  df-3an 1006  df-tru 1400  df-fal 1403  df-nf 1509  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2363  df-ne 2403  df-nel 2498  df-ral 2515  df-rex 2516  df-reu 2517  df-rmo 2518  df-rab 2519  df-v 2804  df-sbc 3032  df-csb 3128  df-dif 3202  df-un 3204  df-in 3206  df-ss 3213  df-nul 3495  df-if 3606  df-pw 3654  df-sn 3675  df-pr 3676  df-op 3678  df-uni 3894  df-int 3929  df-iun 3972  df-br 4089  df-opab 4151  df-mpt 4152  df-tr 4188  df-id 4390  df-po 4393  df-iso 4394  df-iord 4463  df-on 4465  df-ilim 4466  df-suc 4468  df-iom 4689  df-xp 4731  df-rel 4732  df-cnv 4733  df-co 4734  df-dm 4735  df-rn 4736  df-res 4737  df-ima 4738  df-iota 5286  df-fun 5328  df-fn 5329  df-f 5330  df-f1 5331  df-fo 5332  df-f1o 5333  df-fv 5334  df-riota 5971  df-ov 6021  df-oprab 6022  df-mpo 6023  df-1st 6303  df-2nd 6304  df-recs 6471  df-frec 6557  df-1o 6582  df-2o 6583  df-er 6702  df-en 6910  df-fin 6912  df-pnf 8216  df-mnf 8217  df-xr 8218  df-ltxr 8219  df-le 8220  df-sub 8352  df-neg 8353  df-reap 8755  df-ap 8762  df-div 8853  df-inn 9144  df-2 9202  df-3 9203  df-4 9204  df-n0 9403  df-z 9480  df-uz 9756  df-q 9854  df-rp 9889  df-fz 10244  df-fl 10531  df-mod 10586  df-seqfrec 10711  df-exp 10802  df-cj 11407  df-re 11408  df-im 11409  df-rsqrt 11563  df-abs 11564  df-dvds 12354  df-prm 12685

This theorem is referenced by:  pcmptcl  12920  pcmpt  12921  1arith  12945  prminf  13081  lgsval  15739  lgsfvalg  15740  lgsfcl2  15741  lgsval2lem  15745  lgsval4lem  15746  lgsneg  15759  lgsmod  15761  lgsdir  15770  lgsdilem2  15771  lgsdi  15772  lgsne0  15773