MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  1arithlem4 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 1arithlem4 16855
Description: Lemma for 1arith 16856. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
1arith.1 𝑀 = (𝑛 ∈ β„• ↦ (𝑝 ∈ β„™ ↦ (𝑝 pCnt 𝑛)))
1arithlem4.2 𝐺 = (𝑦 ∈ β„• ↦ if(𝑦 ∈ β„™, (𝑦↑(πΉβ€˜π‘¦)), 1))
1arithlem4.3 (πœ‘ β†’ 𝐹:β„™βŸΆβ„•0)
1arithlem4.4 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ β„•)
1arithlem4.5 ((πœ‘ ∧ (π‘ž ∈ β„™ ∧ 𝑁 ≀ π‘ž)) β†’ (πΉβ€˜π‘ž) = 0)
Assertion
Ref Expression
1arithlem4 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ β„• 𝐹 = (π‘€β€˜π‘₯))
Distinct variable groups:   𝑛,𝑝,π‘ž,π‘₯,𝑦   𝐹,π‘ž,π‘₯,𝑦   𝑀,π‘ž,π‘₯,𝑦   πœ‘,π‘ž,𝑦   𝑛,𝐺,𝑝,π‘ž,π‘₯   𝑛,𝑁,𝑝,π‘ž,π‘₯
Allowed substitution hints:   πœ‘(π‘₯,𝑛,𝑝)   𝐹(𝑛,𝑝)   𝐺(𝑦)   𝑀(𝑛,𝑝)   𝑁(𝑦)

Proof of Theorem 1arithlem4
StepHypRef Expression
1 1arithlem4.2 . . . . 5 𝐺 = (𝑦 ∈ β„• ↦ if(𝑦 ∈ β„™, (𝑦↑(πΉβ€˜π‘¦)), 1))
2 1arithlem4.3 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐹:β„™βŸΆβ„•0)
32ffvelcdmda 7083 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„™) β†’ (πΉβ€˜π‘¦) ∈ β„•0)
43ralrimiva 3146 . . . . 5 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘¦ ∈ β„™ (πΉβ€˜π‘¦) ∈ β„•0)
51, 4pcmptcl 16820 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝐺:β„•βŸΆβ„• ∧ seq1( Β· , 𝐺):β„•βŸΆβ„•))
65simprd 496 . . 3 (πœ‘ β†’ seq1( Β· , 𝐺):β„•βŸΆβ„•)
7 1arithlem4.4 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ β„•)
86, 7ffvelcdmd 7084 . 2 (πœ‘ β†’ (seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘) ∈ β„•)
9 1arith.1 . . . . . . 7 𝑀 = (𝑛 ∈ β„• ↦ (𝑝 ∈ β„™ ↦ (𝑝 pCnt 𝑛)))
1091arithlem2 16853 . . . . . 6 (((seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘) ∈ β„• ∧ π‘ž ∈ β„™) β†’ ((π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘))β€˜π‘ž) = (π‘ž pCnt (seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)))
118, 10sylan 580 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘ž ∈ β„™) β†’ ((π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘))β€˜π‘ž) = (π‘ž pCnt (seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)))
124adantr 481 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘ž ∈ β„™) β†’ βˆ€π‘¦ ∈ β„™ (πΉβ€˜π‘¦) ∈ β„•0)
137adantr 481 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘ž ∈ β„™) β†’ 𝑁 ∈ β„•)
14 simpr 485 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘ž ∈ β„™) β†’ π‘ž ∈ β„™)
15 fveq2 6888 . . . . . 6 (𝑦 = π‘ž β†’ (πΉβ€˜π‘¦) = (πΉβ€˜π‘ž))
161, 12, 13, 14, 15pcmpt 16821 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘ž ∈ β„™) β†’ (π‘ž pCnt (seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)) = if(π‘ž ≀ 𝑁, (πΉβ€˜π‘ž), 0))
1713nnred 12223 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘ž ∈ β„™) β†’ 𝑁 ∈ ℝ)
18 prmz 16608 . . . . . . . 8 (π‘ž ∈ β„™ β†’ π‘ž ∈ β„€)
1918zred 12662 . . . . . . 7 (π‘ž ∈ β„™ β†’ π‘ž ∈ ℝ)
2019adantl 482 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘ž ∈ β„™) β†’ π‘ž ∈ ℝ)
21 1arithlem4.5 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ (π‘ž ∈ β„™ ∧ 𝑁 ≀ π‘ž)) β†’ (πΉβ€˜π‘ž) = 0)
2221anassrs 468 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ π‘ž ∈ β„™) ∧ 𝑁 ≀ π‘ž) β†’ (πΉβ€˜π‘ž) = 0)
2322ifeq2d 4547 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘ž ∈ β„™) ∧ 𝑁 ≀ π‘ž) β†’ if(π‘ž ≀ 𝑁, (πΉβ€˜π‘ž), (πΉβ€˜π‘ž)) = if(π‘ž ≀ 𝑁, (πΉβ€˜π‘ž), 0))
24 ifid 4567 . . . . . . 7 if(π‘ž ≀ 𝑁, (πΉβ€˜π‘ž), (πΉβ€˜π‘ž)) = (πΉβ€˜π‘ž)
2523, 24eqtr3di 2787 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ π‘ž ∈ β„™) ∧ 𝑁 ≀ π‘ž) β†’ if(π‘ž ≀ 𝑁, (πΉβ€˜π‘ž), 0) = (πΉβ€˜π‘ž))
26 iftrue 4533 . . . . . . 7 (π‘ž ≀ 𝑁 β†’ if(π‘ž ≀ 𝑁, (πΉβ€˜π‘ž), 0) = (πΉβ€˜π‘ž))
2726adantl 482 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ π‘ž ∈ β„™) ∧ π‘ž ≀ 𝑁) β†’ if(π‘ž ≀ 𝑁, (πΉβ€˜π‘ž), 0) = (πΉβ€˜π‘ž))
2817, 20, 25, 27lecasei 11316 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘ž ∈ β„™) β†’ if(π‘ž ≀ 𝑁, (πΉβ€˜π‘ž), 0) = (πΉβ€˜π‘ž))
2911, 16, 283eqtrrd 2777 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘ž ∈ β„™) β†’ (πΉβ€˜π‘ž) = ((π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘))β€˜π‘ž))
3029ralrimiva 3146 . . 3 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘ž ∈ β„™ (πΉβ€˜π‘ž) = ((π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘))β€˜π‘ž))
3191arithlem3 16854 . . . . 5 ((seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘) ∈ β„• β†’ (π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)):β„™βŸΆβ„•0)
328, 31syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)):β„™βŸΆβ„•0)
33 ffn 6714 . . . . 5 (𝐹:β„™βŸΆβ„•0 β†’ 𝐹 Fn β„™)
34 ffn 6714 . . . . 5 ((π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)):β„™βŸΆβ„•0 β†’ (π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)) Fn β„™)
35 eqfnfv 7029 . . . . 5 ((𝐹 Fn β„™ ∧ (π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)) Fn β„™) β†’ (𝐹 = (π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)) ↔ βˆ€π‘ž ∈ β„™ (πΉβ€˜π‘ž) = ((π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘))β€˜π‘ž)))
3633, 34, 35syl2an 596 . . . 4 ((𝐹:β„™βŸΆβ„•0 ∧ (π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)):β„™βŸΆβ„•0) β†’ (𝐹 = (π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)) ↔ βˆ€π‘ž ∈ β„™ (πΉβ€˜π‘ž) = ((π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘))β€˜π‘ž)))
372, 32, 36syl2anc 584 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝐹 = (π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)) ↔ βˆ€π‘ž ∈ β„™ (πΉβ€˜π‘ž) = ((π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘))β€˜π‘ž)))
3830, 37mpbird 256 . 2 (πœ‘ β†’ 𝐹 = (π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)))
39 fveq2 6888 . . 3 (π‘₯ = (seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘) β†’ (π‘€β€˜π‘₯) = (π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘)))
4039rspceeqv 3632 . 2 (((seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘) ∈ β„• ∧ 𝐹 = (π‘€β€˜(seq1( Β· , 𝐺)β€˜π‘))) β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ β„• 𝐹 = (π‘€β€˜π‘₯))
418, 38, 40syl2anc 584 1 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ β„• 𝐹 = (π‘€β€˜π‘₯))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  βˆƒwrex 3070  ifcif 4527   class class class wbr 5147   ↦ cmpt 5230   Fn wfn 6535  βŸΆwf 6536  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  β„cr 11105  0cc0 11106  1c1 11107   Β· cmul 11111   ≀ cle 11245  β„•cn 12208  β„•0cn0 12468  seqcseq 13962  β†‘cexp 14023  β„™cprime 16604   pCnt cpc 16765
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-sup 9433  df-inf 9434  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-fz 13481  df-fl 13753  df-mod 13831  df-seq 13963  df-exp 14024  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-dvds 16194  df-gcd 16432  df-prm 16605  df-pc 16766
This theorem is referenced by:  1arith  16856
  Copyright terms: Public domain W3C validator