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

Theorem 2503lem3 17203
Description: Lemma for 2503prm 17204. 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 12318 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12524 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12531 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12730 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14115 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 704 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12549 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12526 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12730 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12730 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12525 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12528 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12730 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12523 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12730 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12324 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12739 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2859 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17201 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12368 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2763 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12751 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17136 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12529 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12530 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12730 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12730 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12527 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12730 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12730 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12730 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12730 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12730 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12730 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12532 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12730 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12730 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12623 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12623 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16575 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 704 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12343 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12739 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12248 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12739 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12320 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11218 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7422 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12379 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2786 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12394 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12842 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12751 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12772 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12453 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12748 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16474 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17182 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16774 . . . . . . . . . . . 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 2786 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12330 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11218 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7422 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12397 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2786 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12345 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11218 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7420 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12814 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2786 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12773 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17137 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2763 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12336 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11218 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12390 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7422 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12793 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2786 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12342 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11218 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7420 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12813 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11406 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2786 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12773 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17137 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2763 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12392 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12742 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2786 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12406 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11389 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7422 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11162 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11401 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2786 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7420 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12339 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12393 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11406 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12742 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2790 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12773 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11218 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7420 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12805 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11406 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2786 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12773 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17137 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2763 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2763 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12751 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12407 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7422 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2786 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12835 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11222 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12403 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12780 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12773 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12333 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12820 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11222 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11402 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12780 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12773 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17137 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2763 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2763 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12751 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12773 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7420 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12797 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2786 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12773 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17137 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2763 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2763 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12751 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7421 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12824 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11222 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11406 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12780 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2786 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12829 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11222 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12809 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11406 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12781 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12773 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12408 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7420 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12796 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11406 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2786 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12773 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17137 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2763 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12520 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11401 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11402 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7422 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2786 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7420 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2786 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12773 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12326 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11218 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7420 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12795 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11406 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2786 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12773 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7420 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12387 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12742 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2790 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12773 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2789 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17137 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17138 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 2143   class class class wbr 5109  (class class class)co 7410  0cc0 11104  1c1 11105   + caddc 11107   · cmul 11109  cmin 11445  cn 12237  2c2 12299  3c3 12300  4c4 12301  5c5 12302  6c6 12303  7c7 12304  8c8 12305  9c9 12306  0cn0 12508  cz 12595  cdc 12715  cexp 14102  cdvds 16314   gcd cgcd 16556  cprime 16733
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11160  ax-resscn 11161  ax-1cn 11162  ax-icn 11163  ax-addcl 11164  ax-addrcl 11165  ax-mulcl 11166  ax-mulrcl 11167  ax-mulcom 11168  ax-addass 11169  ax-mulass 11170  ax-distr 11171  ax-i2m1 11172  ax-1ne0 11173  ax-1rid 11174  ax-rnegex 11175  ax-rrecex 11176  ax-cnre 11177  ax-pre-lttri 11178  ax-pre-lttrn 11179  ax-pre-ltadd 11180  ax-pre-mulgt0 11181  ax-pre-sup 11182
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-er 8690  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-sup 9398  df-inf 9399  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11447  df-neg 11448  df-div 11876  df-nn 12238  df-2 12307  df-3 12308  df-4 12309  df-5 12310  df-6 12311  df-7 12312  df-8 12313  df-9 12314  df-n0 12509  df-z 12596  df-dec 12716  df-uz 12867  df-rp 13021  df-fz 13540  df-fl 13830  df-mod 13908  df-seq 14043  df-exp 14103  df-cj 15155  df-re 15156  df-im 15157  df-sqrt 15291  df-abs 15292  df-dvds 16315  df-gcd 16557  df-prm 16734
This theorem is used by:  2503prm  17204
  Copyright terms: Public domain W3C validator