MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  2503lem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 2503lem3 17225
Description: Lemma for 2503prm 17226. Calculate the GCD of 2↑18 − 1≡1831 with 𝑁 = 2503. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Mar-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 20-Apr-2015.) (Proof shortened by AV, 15-Sep-2021.)
Hypothesis
Ref Expression
2503prm.1 𝑁 = 2503
Assertion
Ref Expression
2503lem3 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1

Proof of Theorem 2503lem3
StepHypRef Expression
1 2nn 12333 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12539 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12546 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12746 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14132 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 705 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12564 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12541 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12746 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12746 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12540 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12543 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12746 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12538 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12746 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12339 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12755 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2861 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17223 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12383 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2765 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12767 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17158 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12544 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12545 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12746 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12746 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12542 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12746 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12746 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12746 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12746 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12746 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12746 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12547 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12746 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12746 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12638 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12638 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16597 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 705 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12358 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12755 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12263 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12755 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2765 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2765 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12335 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11233 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7431 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12394 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2788 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12409 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12858 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12767 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12788 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12468 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12764 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16496 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17204 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16796 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 705 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 233 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2788 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2765 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12345 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11233 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7431 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12412 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2788 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12360 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11233 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7429 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12830 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2788 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12789 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17159 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2765 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12351 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11233 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12405 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7431 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12809 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2788 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12357 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11233 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7429 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12829 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11421 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2788 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12789 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17159 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2765 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12407 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12758 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2788 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12421 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11404 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7431 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11177 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11416 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2788 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7429 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12354 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12408 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11421 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12758 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2792 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12789 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11233 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7429 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12821 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11421 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2788 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12789 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17159 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2765 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2765 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12767 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12422 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7431 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2788 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12851 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11237 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12418 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12796 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12789 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12348 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12836 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11237 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11417 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12796 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12789 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17159 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2765 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2765 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12767 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12789 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7429 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12813 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2788 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12789 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17159 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2765 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2765 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12767 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7430 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12840 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11237 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11421 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12796 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2788 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12845 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11237 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12825 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11421 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12797 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12789 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12423 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7429 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12812 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11421 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2788 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12789 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17159 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2765 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12535 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11416 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11417 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7431 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2788 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7429 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2788 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12789 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12341 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11233 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7429 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12811 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11421 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2788 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12789 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7429 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12402 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12758 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2792 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12789 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2791 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17159 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17160 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3  wb 209   = wceq 1570  wcel 2146   class class class wbr 5111  (class class class)co 7419  0cc0 11119  1c1 11120   + caddc 11122   · cmul 11124  cmin 11460  cn 12252  2c2 12314  3c3 12315  4c4 12316  5c5 12317  6c6 12318  7c7 12319  8c8 12320  9c9 12321  0cn0 12523  cz 12610  cdc 12731  cexp 14119  cdvds 16336   gcd cgcd 16578  cprime 16755
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11175  ax-resscn 11176  ax-1cn 11177  ax-icn 11178  ax-addcl 11179  ax-addrcl 11180  ax-mulcl 11181  ax-mulrcl 11182  ax-mulcom 11183  ax-addass 11184  ax-mulass 11185  ax-distr 11186  ax-i2m1 11187  ax-1ne0 11188  ax-1rid 11189  ax-rnegex 11190  ax-rrecex 11191  ax-cnre 11192  ax-pre-lttri 11193  ax-pre-lttrn 11194  ax-pre-ltadd 11195  ax-pre-mulgt0 11196  ax-pre-sup 11197
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-sup 9409  df-inf 9410  df-pnf 11264  df-mnf 11265  df-xr 11266  df-ltxr 11267  df-le 11268  df-sub 11462  df-neg 11463  df-div 11891  df-nn 12253  df-2 12322  df-3 12323  df-4 12324  df-5 12325  df-6 12326  df-7 12327  df-8 12328  df-9 12329  df-n0 12524  df-z 12611  df-dec 12732  df-uz 12883  df-rp 13037  df-fz 13556  df-fl 13847  df-mod 13925  df-seq 14060  df-exp 14120  df-cj 15178  df-re 15179  df-im 15180  df-sqrt 15314  df-abs 15315  df-dvds 16337  df-gcd 16579  df-prm 16756
This theorem is used by:  2503prm  17226
  Copyright terms: Public domain W3C validator