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

Theorem 2503lem3 17199
Description: Lemma for 2503prm 17200. 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 12314 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12520 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12527 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12726 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14110 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 704 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12545 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12522 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12726 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12726 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12521 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12524 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12726 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12519 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12726 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12320 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12735 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2865 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17197 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12364 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2769 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12747 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17132 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12525 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12526 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12726 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12726 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12523 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12726 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12726 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12726 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12726 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12726 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12726 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12528 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12726 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12726 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12619 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12619 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16571 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 704 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12339 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12735 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12244 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12735 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2769 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2769 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12316 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11214 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7423 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12375 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2792 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12390 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12838 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12747 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12768 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12449 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12744 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16470 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17178 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16770 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 704 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 233 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2792 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2769 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12326 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11214 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7423 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12393 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2792 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12341 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11214 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7421 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12810 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2792 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12769 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17133 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2769 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12332 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11214 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12386 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7423 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12789 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2792 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12338 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11214 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7421 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12809 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11402 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2792 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12769 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17133 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2769 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12388 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12738 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2792 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12402 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11385 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7423 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11158 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11397 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2792 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7421 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12335 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12389 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11402 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12738 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2796 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12769 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11214 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7421 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12801 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11402 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2792 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12769 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17133 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2769 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2769 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12747 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12403 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7423 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2792 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12831 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11218 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12399 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12776 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12769 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12329 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12816 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11218 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11398 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12776 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12769 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17133 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2769 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2769 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12747 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12769 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7421 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12793 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2792 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12769 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17133 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2769 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2769 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12747 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7422 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12820 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11218 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11402 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12776 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2792 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12825 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11218 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12805 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11402 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12777 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12769 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12404 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7421 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12792 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11402 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2792 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12769 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17133 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2769 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12516 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11397 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11398 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7423 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2792 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7421 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2792 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12769 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12322 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11214 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7421 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12791 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11402 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2792 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12769 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7421 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12383 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12738 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2796 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12769 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2795 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17133 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17134 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 209   = wceq 1567  wcel 2149   class class class wbr 5113  (class class class)co 7411  0cc0 11100  1c1 11101   + caddc 11103   · cmul 11105  cmin 11441  cn 12233  2c2 12295  3c3 12296  4c4 12297  5c5 12298  6c6 12299  7c7 12300  8c8 12301  9c9 12302  0cn0 12504  cz 12591  cdc 12711  cexp 14097  cdvds 16310   gcd cgcd 16552  cprime 16729
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-cnex 11156  ax-resscn 11157  ax-1cn 11158  ax-icn 11159  ax-addcl 11160  ax-addrcl 11161  ax-mulcl 11162  ax-mulrcl 11163  ax-mulcom 11164  ax-addass 11165  ax-mulass 11166  ax-distr 11167  ax-i2m1 11168  ax-1ne0 11169  ax-1rid 11170  ax-rnegex 11171  ax-rrecex 11172  ax-cnre 11173  ax-pre-lttri 11174  ax-pre-lttrn 11175  ax-pre-ltadd 11176  ax-pre-mulgt0 11177  ax-pre-sup 11178
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4877  df-iun 4962  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5557  df-eprel 5562  df-po 5570  df-so 5571  df-fr 5615  df-we 5617  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7368  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8358  df-rdg 8397  df-1o 8453  df-2o 8454  df-er 8694  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-sup 9402  df-inf 9403  df-pnf 11245  df-mnf 11246  df-xr 11247  df-ltxr 11248  df-le 11249  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11872  df-nn 12234  df-2 12303  df-3 12304  df-4 12305  df-5 12306  df-6 12307  df-7 12308  df-8 12309  df-9 12310  df-n0 12505  df-z 12592  df-dec 12712  df-uz 12863  df-rp 13017  df-fz 13536  df-fl 13825  df-mod 13903  df-seq 14038  df-exp 14098  df-cj 15150  df-re 15151  df-im 15152  df-sqrt 15286  df-abs 15287  df-dvds 16311  df-gcd 16553  df-prm 16730
This theorem is referenced by:  2503prm  17200
  Copyright terms: Public domain W3C validator