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

Theorem 2503lem3 16885
Description: Lemma for 2503prm 16886. 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 12092 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12295 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12302 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12498 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 13841 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 690 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12320 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12297 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12498 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12498 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12296 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12299 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12498 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12294 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12498 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12098 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12503 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2833 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 16883 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12144 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2736 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12514 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 16818 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12300 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12301 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12498 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12498 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12298 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12498 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12498 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12498 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12498 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12498 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12498 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12303 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12498 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12498 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12391 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12391 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16265 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 690 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12117 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12503 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12030 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12503 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2736 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2736 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12094 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mulid2i 11026 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7319 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12154 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2764 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12169 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12605 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12514 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12535 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12225 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12511 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16166 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 16864 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16461 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 690 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 229 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2764 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2736 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12104 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mulid2i 11026 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7319 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12172 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2764 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12119 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mulid2i 11026 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7317 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12577 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2764 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12536 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 16819 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2736 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12110 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mulid2i 11026 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12165 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7319 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12556 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2764 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12116 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mulid2i 11026 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7317 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12576 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11213 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2764 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12536 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 16819 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2736 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12167 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12505 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2764 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12181 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11196 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7319 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 10975 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addid1i 11208 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2764 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7317 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12113 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12168 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11213 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12505 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2768 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12536 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mulid2i 11026 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7317 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12568 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11213 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2764 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12536 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 16819 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2736 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2736 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12514 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12182 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7319 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2764 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12598 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11030 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12178 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12543 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12536 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12107 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12583 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11030 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addid2i 11209 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12543 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12536 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 16819 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2736 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2736 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12514 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12536 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7317 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12560 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2764 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12536 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 16819 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2736 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2736 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12514 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7318 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12587 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11030 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11213 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12543 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2764 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12592 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11030 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12572 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11213 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12544 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12536 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12183 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7317 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12559 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11213 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2764 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12536 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 16819 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2736 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12291 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addid1i 11208 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addid2i 11209 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7319 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2764 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7317 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2764 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12536 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12100 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mulid2i 11026 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7317 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12558 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11213 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2764 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12536 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7317 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12162 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12505 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2768 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12536 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2767 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 16819 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 16820 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 205   = wceq 1539  wcel 2104   class class class wbr 5081  (class class class)co 7307  0cc0 10917  1c1 10918   + caddc 10920   · cmul 10922  cmin 11251  cn 12019  2c2 12074  3c3 12075  4c4 12076  5c5 12077  6c6 12078  7c7 12079  8c8 12080  9c9 12081  0cn0 12279  cz 12365  cdc 12483  cexp 13828  cdvds 16008   gcd cgcd 16246  cprime 16421
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 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2707  ax-sep 5232  ax-nul 5239  ax-pow 5297  ax-pr 5361  ax-un 7620  ax-cnex 10973  ax-resscn 10974  ax-1cn 10975  ax-icn 10976  ax-addcl 10977  ax-addrcl 10978  ax-mulcl 10979  ax-mulrcl 10980  ax-mulcom 10981  ax-addass 10982  ax-mulass 10983  ax-distr 10984  ax-i2m1 10985  ax-1ne0 10986  ax-1rid 10987  ax-rnegex 10988  ax-rrecex 10989  ax-cnre 10990  ax-pre-lttri 10991  ax-pre-lttrn 10992  ax-pre-ltadd 10993  ax-pre-mulgt0 10994  ax-pre-sup 10995
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3285  df-reu 3286  df-rab 3287  df-v 3439  df-sbc 3722  df-csb 3838  df-dif 3895  df-un 3897  df-in 3899  df-ss 3909  df-pss 3911  df-nul 4263  df-if 4466  df-pw 4541  df-sn 4566  df-pr 4568  df-op 4572  df-uni 4845  df-iun 4933  df-br 5082  df-opab 5144  df-mpt 5165  df-tr 5199  df-id 5500  df-eprel 5506  df-po 5514  df-so 5515  df-fr 5555  df-we 5557  df-xp 5606  df-rel 5607  df-cnv 5608  df-co 5609  df-dm 5610  df-rn 5611  df-res 5612  df-ima 5613  df-pred 6217  df-ord 6284  df-on 6285  df-lim 6286  df-suc 6287  df-iota 6410  df-fun 6460  df-fn 6461  df-f 6462  df-f1 6463  df-fo 6464  df-f1o 6465  df-fv 6466  df-riota 7264  df-ov 7310  df-oprab 7311  df-mpo 7312  df-om 7745  df-1st 7863  df-2nd 7864  df-frecs 8128  df-wrecs 8159  df-recs 8233  df-rdg 8272  df-1o 8328  df-2o 8329  df-er 8529  df-en 8765  df-dom 8766  df-sdom 8767  df-fin 8768  df-sup 9245  df-inf 9246  df-pnf 11057  df-mnf 11058  df-xr 11059  df-ltxr 11060  df-le 11061  df-sub 11253  df-neg 11254  df-div 11679  df-nn 12020  df-2 12082  df-3 12083  df-4 12084  df-5 12085  df-6 12086  df-7 12087  df-8 12088  df-9 12089  df-n0 12280  df-z 12366  df-dec 12484  df-uz 12629  df-rp 12777  df-fz 13286  df-fl 13558  df-mod 13636  df-seq 13768  df-exp 13829  df-cj 14855  df-re 14856  df-im 14857  df-sqrt 14991  df-abs 14992  df-dvds 16009  df-gcd 16247  df-prm 16422
This theorem is referenced by:  2503prm  16886
  Copyright terms: Public domain W3C validator