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

Theorem 2503lem3 17109
Description: Lemma for 2503prm 17110. 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 12259 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12458 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12465 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12664 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14039 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 692 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12483 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12460 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12664 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12664 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12459 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12462 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12664 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12457 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12664 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12265 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12669 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2824 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17107 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12306 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2729 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12680 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17043 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12463 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12464 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12664 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12664 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12461 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12664 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12664 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12664 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12664 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12664 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12664 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12466 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12664 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12664 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12558 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12558 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16483 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 692 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12284 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12669 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12197 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12669 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2729 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2729 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12261 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11179 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7399 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12316 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2752 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12331 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12771 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12680 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12701 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12387 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12677 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16382 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17088 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16681 . . . . . . . . . . . 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 2752 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2729 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12271 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11179 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7399 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12334 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2752 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12286 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11179 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7397 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12743 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2752 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12702 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17044 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2729 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12277 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11179 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12327 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7399 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12722 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2752 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12283 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11179 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7397 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12742 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11366 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2752 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12702 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17044 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2729 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12329 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12671 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2752 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12343 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11349 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7399 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11126 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11361 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2752 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7397 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12280 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12330 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11366 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12671 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2756 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12702 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11179 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7397 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12734 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11366 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2752 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12702 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17044 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2729 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2729 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12680 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12344 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7399 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2752 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12764 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11183 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12340 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12709 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12702 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12274 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12749 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11183 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11362 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12709 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12702 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17044 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2729 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2729 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12680 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12702 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7397 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12726 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2752 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12702 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17044 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2729 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2729 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12680 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7398 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12753 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11183 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11366 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12709 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2752 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12758 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11183 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12738 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11366 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12710 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12702 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12345 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7397 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12725 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11366 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2752 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12702 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17044 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2729 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12454 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11361 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11362 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7399 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2752 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7397 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2752 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12702 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12267 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11179 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7397 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12724 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11366 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2752 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12702 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7397 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12324 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12671 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2756 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12702 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2755 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17044 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17045 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 5107  (class class class)co 7387  0cc0 11068  1c1 11069   + caddc 11071   · cmul 11073  cmin 11405  cn 12186  2c2 12241  3c3 12242  4c4 12243  5c5 12244  6c6 12245  7c7 12246  8c8 12247  9c9 12248  0cn0 12442  cz 12529  cdc 12649  cexp 14026  cdvds 16222   gcd cgcd 16464  cprime 16641
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 2701  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145  ax-pre-sup 11146
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 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-1o 8434  df-2o 8435  df-er 8671  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-fin 8922  df-sup 9393  df-inf 9394  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-div 11836  df-nn 12187  df-2 12249  df-3 12250  df-4 12251  df-5 12252  df-6 12253  df-7 12254  df-8 12255  df-9 12256  df-n0 12443  df-z 12530  df-dec 12650  df-uz 12794  df-rp 12952  df-fz 13469  df-fl 13754  df-mod 13832  df-seq 13967  df-exp 14027  df-cj 15065  df-re 15066  df-im 15067  df-sqrt 15201  df-abs 15202  df-dvds 16223  df-gcd 16465  df-prm 16642
This theorem is referenced by:  2503prm  17110
  Copyright terms: Public domain W3C validator