Theorem prmdc 12502

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 9740	. . . . . . 7 ⊢ ¬ 1 ∈ (ℤ≥‘2)
2		eleq1 2269	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 = 1 → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ↔ 1 ∈ (ℤ≥‘2)))
3	1, 2	mtbiri 677	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 = 1 → ¬ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2))
4	3	orim1i 762	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 = 1 ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)) → (¬ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)))
5	4	orcomd 731	. . . 4 ⊢ ((𝑁 = 1 ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∨ ¬ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)))
6		elnn1uz2 9741	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ ↔ (𝑁 = 1 ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)))
7		df-dc 837	. . . 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 9413	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℤ
10	9	a1i 9	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℤ)
11		nnz 9404	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
12		peano2zm 9423	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
13	11, 12	syl 14	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
14	10, 13	fzfigd 10589	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (2...(𝑁 − 1)) ∈ Fin)
15		elfzelz 10160	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) → 𝑥 ∈ ℤ)
16	15	adantl 277	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 𝑥 ∈ ℤ)
17		1red 8100	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 1 ∈ ℝ)
18		2re 9119	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 ∈ ℝ
19	18	a1i 9	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 2 ∈ ℝ)
20	16	zred 9508	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 𝑥 ∈ ℝ)
21		1le2 9258	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ≤ 2
22	21	a1i 9	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 1 ≤ 2)
23		elfzle1 10162	. . . . . . . . . 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 8209	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))) → 1 ≤ 𝑥)
26		elnnz1 9408	. . . . . . . 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 12159	. . . . . . 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 844	. . . . . 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 2580	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1))DECID ¬ 𝑥 ∥ 𝑁)
34		dcfi 7095	. . . 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 935	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → DECID (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁))
37		isprm3 12490	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℙ ↔ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ ∀𝑥 ∈ (2...(𝑁 − 1)) ¬ 𝑥 ∥ 𝑁))
38	37	dcbii 842	. 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 710  DECID wdc 836   = wceq 1373   ∈ wcel 2177  ∀wral 2485   class class class wbr 4048  ‘cfv 5277  (class class class)co 5954  Fincfn 6837  ℝcr 7937  1c1 7939   ≤ cle 8121   − cmin 8256  ℕcn 9049  2c2 9100  ℤcz 9385  ℤ_≥cuz 9661  ...cfz 10143   ∥ cdvds 12148  ℙcprime 12479

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 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2179  ax-14 2180  ax-ext 2188  ax-coll 4164  ax-sep 4167  ax-nul 4175  ax-pow 4223  ax-pr 4258  ax-un 4485  ax-setind 4590  ax-iinf 4641  ax-cnex 8029  ax-resscn 8030  ax-1cn 8031  ax-1re 8032  ax-icn 8033  ax-addcl 8034  ax-addrcl 8035  ax-mulcl 8036  ax-mulrcl 8037  ax-addcom 8038  ax-mulcom 8039  ax-addass 8040  ax-mulass 8041  ax-distr 8042  ax-i2m1 8043  ax-0lt1 8044  ax-1rid 8045  ax-0id 8046  ax-rnegex 8047  ax-precex 8048  ax-cnre 8049  ax-pre-ltirr 8050  ax-pre-ltwlin 8051  ax-pre-lttrn 8052  ax-pre-apti 8053  ax-pre-ltadd 8054  ax-pre-mulgt0 8055  ax-pre-mulext 8056  ax-arch 8057  ax-caucvg 8058

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 833  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2193  df-cleq 2199  df-clel 2202  df-nfc 2338  df-ne 2378  df-nel 2473  df-ral 2490  df-rex 2491  df-reu 2492  df-rmo 2493  df-rab 2494  df-v 2775  df-sbc 3001  df-csb 3096  df-dif 3170  df-un 3172  df-in 3174  df-ss 3181  df-nul 3463  df-if 3574  df-pw 3620  df-sn 3641  df-pr 3642  df-op 3644  df-uni 3854  df-int 3889  df-iun 3932  df-br 4049  df-opab 4111  df-mpt 4112  df-tr 4148  df-id 4345  df-po 4348  df-iso 4349  df-iord 4418  df-on 4420  df-ilim 4421  df-suc 4423  df-iom 4644  df-xp 4686  df-rel 4687  df-cnv 4688  df-co 4689  df-dm 4690  df-rn 4691  df-res 4692  df-ima 4693  df-iota 5238  df-fun 5279  df-fn 5280  df-f 5281  df-f1 5282  df-fo 5283  df-f1o 5284  df-fv 5285  df-riota 5909  df-ov 5957  df-oprab 5958  df-mpo 5959  df-1st 6236  df-2nd 6237  df-recs 6401  df-frec 6487  df-1o 6512  df-2o 6513  df-er 6630  df-en 6838  df-fin 6840  df-pnf 8122  df-mnf 8123  df-xr 8124  df-ltxr 8125  df-le 8126  df-sub 8258  df-neg 8259  df-reap 8661  df-ap 8668  df-div 8759  df-inn 9050  df-2 9108  df-3 9109  df-4 9110  df-n0 9309  df-z 9386  df-uz 9662  df-q 9754  df-rp 9789  df-fz 10144  df-fl 10426  df-mod 10481  df-seqfrec 10606  df-exp 10697  df-cj 11203  df-re 11204  df-im 11205  df-rsqrt 11359  df-abs 11360  df-dvds 12149  df-prm 12480

This theorem is referenced by:  pcmptcl  12715  pcmpt  12716  1arith  12740  prminf  12876  lgsval  15531  lgsfvalg  15532  lgsfcl2  15533  lgsval2lem  15537  lgsval4lem  15538  lgsneg  15551  lgsmod  15553  lgsdir  15562  lgsdilem2  15563  lgsdi  15564  lgsne0  15565