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

Theorem 2503lem3 17116
Description: Lemma for 2503prm 17117. 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 12266 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12465 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12472 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12671 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14046 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 692 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12490 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12467 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12671 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12671 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12466 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12469 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12671 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12464 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12671 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12272 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12676 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2825 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17114 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12313 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2730 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12687 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17050 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12470 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12471 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12671 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12671 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12468 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12671 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12671 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12671 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12671 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12671 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12671 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12473 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12671 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12671 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12565 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12565 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16490 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 692 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12291 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12676 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12204 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12676 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2730 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2730 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12268 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11186 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7402 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12323 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2753 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12338 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12778 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12687 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12708 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12394 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12684 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16389 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17095 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16688 . . . . . . . . . . . 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 2753 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2730 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12278 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11186 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7402 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12341 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2753 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12293 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11186 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7400 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12750 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2753 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12709 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17051 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2730 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12284 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11186 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12334 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7402 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12729 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2753 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12290 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11186 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7400 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12749 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11373 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2753 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12709 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17051 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2730 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12336 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12678 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2753 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12350 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11356 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7402 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11133 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11368 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2753 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7400 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12287 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12337 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11373 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12678 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2757 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12709 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11186 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7400 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12741 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11373 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2753 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12709 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17051 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2730 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2730 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12687 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12351 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7402 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2753 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12771 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11190 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12347 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12716 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12709 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12281 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12756 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11190 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11369 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12716 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12709 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17051 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2730 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2730 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12687 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12709 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7400 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12733 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2753 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12709 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17051 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2730 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2730 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12687 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7401 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12760 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11190 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11373 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12716 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2753 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12765 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11190 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12745 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11373 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12717 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12709 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12352 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7400 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12732 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11373 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2753 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12709 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17051 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2730 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12461 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11368 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11369 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7402 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2753 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7400 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2753 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12709 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12274 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11186 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7400 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12731 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11373 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2753 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12709 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7400 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12331 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12678 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2757 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12709 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2756 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17051 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17052 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 206   = wceq 1540  wcel 2109   class class class wbr 5110  (class class class)co 7390  0cc0 11075  1c1 11076   + caddc 11078   · cmul 11080  cmin 11412  cn 12193  2c2 12248  3c3 12249  4c4 12250  5c5 12251  6c6 12252  7c7 12253  8c8 12254  9c9 12255  0cn0 12449  cz 12536  cdc 12656  cexp 14033  cdvds 16229   gcd cgcd 16471  cprime 16648
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152  ax-pre-sup 11153
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-pss 3937  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5536  df-eprel 5541  df-po 5549  df-so 5550  df-fr 5594  df-we 5596  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-om 7846  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8343  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-2o 8438  df-er 8674  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-fin 8925  df-sup 9400  df-inf 9401  df-pnf 11217  df-mnf 11218  df-xr 11219  df-ltxr 11220  df-le 11221  df-sub 11414  df-neg 11415  df-div 11843  df-nn 12194  df-2 12256  df-3 12257  df-4 12258  df-5 12259  df-6 12260  df-7 12261  df-8 12262  df-9 12263  df-n0 12450  df-z 12537  df-dec 12657  df-uz 12801  df-rp 12959  df-fz 13476  df-fl 13761  df-mod 13839  df-seq 13974  df-exp 14034  df-cj 15072  df-re 15073  df-im 15074  df-sqrt 15208  df-abs 15209  df-dvds 16230  df-gcd 16472  df-prm 16649
This theorem is referenced by:  2503prm  17117
  Copyright terms: Public domain W3C validator