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

Theorem 2503lem3 17066
Description: Lemma for 2503prm 17067. 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 12218 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12417 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12424 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12622 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 13997 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 692 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12442 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12419 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12622 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12622 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12418 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12421 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12622 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12416 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12622 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12224 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12627 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2832 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17064 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12265 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2736 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12638 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17000 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12422 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12423 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12622 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12622 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12420 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12622 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12622 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12622 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12622 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12622 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12622 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12425 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12622 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12622 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12516 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12516 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16440 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 692 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12243 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12627 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12156 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12627 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2736 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2736 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12220 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11137 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7370 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12275 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2759 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12290 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12729 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12638 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12659 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12346 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12635 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16339 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17045 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16638 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 692 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 230 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2759 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2736 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12230 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11137 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7370 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12293 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2759 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12245 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11137 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7368 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12701 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2759 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12660 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17001 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2736 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12236 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11137 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12286 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7370 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12680 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2759 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12242 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11137 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7368 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12700 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11325 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2759 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12660 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17001 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2736 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12288 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12629 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2759 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12302 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11308 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7370 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11084 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11320 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2759 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7368 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12239 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12289 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11325 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12629 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2763 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12660 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11137 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7368 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12692 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11325 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2759 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12660 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17001 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2736 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2736 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12638 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12303 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7370 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2759 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12722 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11141 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12299 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12667 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12660 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12233 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12707 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11141 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11321 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12667 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12660 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17001 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2736 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2736 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12638 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12660 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7368 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12684 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2759 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12660 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17001 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2736 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2736 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12638 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7369 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12711 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11141 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11325 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12667 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2759 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12716 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11141 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12696 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11325 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12668 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12660 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12304 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7368 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12683 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11325 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2759 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12660 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17001 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2736 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12413 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11320 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11321 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7370 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2759 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7368 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2759 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12660 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12226 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11137 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7368 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12682 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11325 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2759 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12660 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7368 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12283 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12629 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2763 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12660 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2762 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17001 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17002 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 206   = wceq 1541  wcel 2113   class class class wbr 5098  (class class class)co 7358  0cc0 11026  1c1 11027   + caddc 11029   · cmul 11031  cmin 11364  cn 12145  2c2 12200  3c3 12201  4c4 12202  5c5 12203  6c6 12204  7c7 12205  8c8 12206  9c9 12207  0cn0 12401  cz 12488  cdc 12607  cexp 13984  cdvds 16179   gcd cgcd 16421  cprime 16598
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2184  ax-ext 2708  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680  ax-cnex 11082  ax-resscn 11083  ax-1cn 11084  ax-icn 11085  ax-addcl 11086  ax-addrcl 11087  ax-mulcl 11088  ax-mulrcl 11089  ax-mulcom 11090  ax-addass 11091  ax-mulass 11092  ax-distr 11093  ax-i2m1 11094  ax-1ne0 11095  ax-1rid 11096  ax-rnegex 11097  ax-rrecex 11098  ax-cnre 11099  ax-pre-lttri 11100  ax-pre-lttrn 11101  ax-pre-ltadd 11102  ax-pre-mulgt0 11103  ax-pre-sup 11104
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-op 4587  df-uni 4864  df-iun 4948  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-tr 5206  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-1o 8397  df-2o 8398  df-er 8635  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-sup 9345  df-inf 9346  df-pnf 11168  df-mnf 11169  df-xr 11170  df-ltxr 11171  df-le 11172  df-sub 11366  df-neg 11367  df-div 11795  df-nn 12146  df-2 12208  df-3 12209  df-4 12210  df-5 12211  df-6 12212  df-7 12213  df-8 12214  df-9 12215  df-n0 12402  df-z 12489  df-dec 12608  df-uz 12752  df-rp 12906  df-fz 13424  df-fl 13712  df-mod 13790  df-seq 13925  df-exp 13985  df-cj 15022  df-re 15023  df-im 15024  df-sqrt 15158  df-abs 15159  df-dvds 16180  df-gcd 16422  df-prm 16599
This theorem is referenced by:  2503prm  17067
  Copyright terms: Public domain W3C validator