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

Theorem 2503lem3 17234
Description: Lemma for 2503prm 17235. 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 12341 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12547 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12554 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12754 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14141 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 705 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12572 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12549 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12754 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12754 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12548 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12551 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12754 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12546 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12754 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12347 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12763 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2856 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17232 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12391 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2760 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12775 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17167 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12552 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12553 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12754 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12754 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12550 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12754 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12754 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12754 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12754 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12754 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12754 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12555 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12754 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12754 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12646 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12646 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16606 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 705 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12366 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12763 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12271 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12763 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12343 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11241 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7426 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12402 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2783 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12417 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12866 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12775 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12796 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12476 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12772 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16505 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17213 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16805 . . . . . . . . . . . 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 2783 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2760 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12353 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11241 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7426 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12420 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2783 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12368 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11241 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7424 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12838 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2783 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12797 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17168 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2760 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12359 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11241 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12413 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7426 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12817 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2783 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12365 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11241 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7424 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12837 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11429 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2783 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12797 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17168 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2760 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12415 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12766 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2783 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12429 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11412 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7426 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11185 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11424 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2783 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7424 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12362 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12416 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11429 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12766 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2787 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12797 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11241 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7424 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12829 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11429 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2783 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12797 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17168 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2760 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2760 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12775 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12430 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7426 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2783 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12859 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11245 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12426 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12804 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12797 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12356 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12844 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11245 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11425 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12804 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12797 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17168 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2760 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2760 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12775 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12797 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7424 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12821 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2783 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12797 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17168 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2760 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2760 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12775 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7425 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12848 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11245 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11429 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12804 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2783 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12853 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11245 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12833 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11429 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12805 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12797 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12431 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7424 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12820 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11429 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2783 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12797 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17168 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2760 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12543 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11424 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11425 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7426 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2783 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7424 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2783 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12797 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12349 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11241 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7424 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12819 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11429 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2783 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12797 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7424 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12410 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12766 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2787 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12797 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2786 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17168 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17169 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 2145   class class class wbr 5103  (class class class)co 7414  0cc0 11127  1c1 11128   + caddc 11130   · cmul 11132  cmin 11468  cn 12260  2c2 12322  3c3 12323  4c4 12324  5c5 12325  6c6 12326  7c7 12327  8c8 12328  9c9 12329  0cn0 12531  cz 12618  cdc 12739  cexp 14128  cdvds 16345   gcd cgcd 16587  cprime 16764
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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-cnex 11183  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204  ax-pre-sup 11205
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 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8458  df-2o 8459  df-er 8699  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-fin 8959  df-sup 9415  df-inf 9416  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11470  df-neg 11471  df-div 11899  df-nn 12261  df-2 12330  df-3 12331  df-4 12332  df-5 12333  df-6 12334  df-7 12335  df-8 12336  df-9 12337  df-n0 12532  df-z 12619  df-dec 12740  df-uz 12891  df-rp 13046  df-fz 13565  df-fl 13856  df-mod 13934  df-seq 14069  df-exp 14129  df-cj 15189  df-re 15190  df-im 15191  df-sqrt 15325  df-abs 15326  df-dvds 16346  df-gcd 16588  df-prm 16765
This theorem is used by:  2503prm  17235
  Copyright terms: Public domain W3C validator