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

Theorem 2503lem3 17177
Description: Lemma for 2503prm 17178. 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 12293 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12499 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12506 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12705 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14089 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 702 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12524 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12501 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12705 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12705 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12500 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12503 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12705 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12498 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12705 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12299 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12714 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2860 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17175 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12343 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2764 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12726 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17110 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12504 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12505 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12705 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12705 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12502 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12705 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12705 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12705 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12705 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12705 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12705 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12507 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12705 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12705 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12598 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12598 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16549 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 702 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12318 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12714 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12223 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12714 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2764 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2764 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12295 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11189 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7410 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12354 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2787 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12369 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12817 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12726 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12747 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12428 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12723 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16448 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17156 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16748 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 702 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 232 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2787 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2764 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12305 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11189 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7410 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12372 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2787 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12320 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11189 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7408 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12789 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2787 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12748 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17111 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2764 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12311 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11189 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12365 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7410 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12768 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2787 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12317 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11189 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7408 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12788 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11377 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2787 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12748 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17111 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2764 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12367 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12717 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2787 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12381 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11360 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7410 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11133 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11372 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2787 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7408 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12314 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12368 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11377 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12717 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2791 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12748 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11189 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7408 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12780 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11377 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2787 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12748 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17111 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2764 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2764 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12726 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12382 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7410 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2787 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12810 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11193 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12378 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12755 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12748 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12308 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12795 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11193 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11373 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12755 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12748 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17111 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2764 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2764 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12726 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12748 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7408 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12772 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2787 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12748 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17111 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2764 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2764 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12726 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7409 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12799 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11193 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11377 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12755 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2787 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12804 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11193 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12784 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11377 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12756 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12748 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12383 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7408 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12771 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11377 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2787 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12748 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17111 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2764 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12495 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11372 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11373 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7410 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2787 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7408 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2787 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12748 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12301 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11189 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7408 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12770 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11377 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2787 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12748 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7408 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12362 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12717 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2791 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12748 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2790 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17111 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17112 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 208   = wceq 1562  wcel 2144   class class class wbr 5102  (class class class)co 7398  0cc0 11075  1c1 11076   + caddc 11078   · cmul 11080  cmin 11416  cn 12212  2c2 12274  3c3 12275  4c4 12276  5c5 12277  6c6 12278  7c7 12279  8c8 12280  9c9 12281  0cn0 12483  cz 12570  cdc 12690  cexp 14076  cdvds 16288   gcd cgcd 16530  cprime 16707
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1817  ax-4 1831  ax-5 1932  ax-6 1989  ax-7 2030  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2214  ax-ext 2736  ax-sep 5248  ax-nul 5258  ax-pow 5324  ax-pr 5392  ax-un 7720  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 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1100  df-3an 1101  df-tru 1565  df-fal 1575  df-ex 1802  df-nf 1806  df-sb 2093  df-mo 2568  df-eu 2598  df-clab 2743  df-cleq 2756  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3458  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5544  df-eprel 5549  df-po 5557  df-so 5558  df-fr 5602  df-we 5604  df-xp 5655  df-rel 5656  df-cnv 5657  df-co 5658  df-dm 5659  df-rn 5660  df-res 5661  df-ima 5662  df-pred 6290  df-ord 6351  df-on 6352  df-lim 6353  df-suc 6354  df-iota 6479  df-fun 6525  df-fn 6526  df-f 6527  df-f1 6528  df-fo 6529  df-f1o 6530  df-fv 6531  df-riota 7355  df-ov 7401  df-oprab 7402  df-mpo 7403  df-om 7849  df-1st 7972  df-2nd 7973  df-frecs 8264  df-wrecs 8295  df-recs 8344  df-rdg 8383  df-1o 8439  df-2o 8440  df-er 8680  df-en 8930  df-dom 8931  df-sdom 8932  df-fin 8933  df-sup 9390  df-inf 9391  df-pnf 11220  df-mnf 11221  df-xr 11222  df-ltxr 11223  df-le 11224  df-sub 11418  df-neg 11419  df-div 11847  df-nn 12213  df-2 12282  df-3 12283  df-4 12284  df-5 12285  df-6 12286  df-7 12287  df-8 12288  df-9 12289  df-n0 12484  df-z 12571  df-dec 12691  df-uz 12842  df-rp 12996  df-fz 13515  df-fl 13804  df-mod 13882  df-seq 14017  df-exp 14077  df-cj 15128  df-re 15129  df-im 15130  df-sqrt 15264  df-abs 15265  df-dvds 16289  df-gcd 16531  df-prm 16708
This theorem is referenced by:  2503prm  17178
  Copyright terms: Public domain W3C validator