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

Theorem 2503lem3 17101
Description: Lemma for 2503prm 17102. 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 12246 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12445 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12452 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12651 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14028 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 698 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12470 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12447 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12651 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12651 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12446 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12449 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12651 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12444 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12651 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12252 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12656 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2835 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17099 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12293 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2739 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12667 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17035 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12450 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12451 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12651 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12651 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12448 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12651 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12651 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12651 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12651 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12651 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12651 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12453 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12651 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12651 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12544 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12544 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16474 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 698 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12271 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12656 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12177 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12656 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2739 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2739 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12248 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11142 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7369 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12303 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2762 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12318 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12758 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12667 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12688 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12374 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12664 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16373 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17080 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16673 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 698 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 231 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2762 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2739 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12258 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11142 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7369 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12321 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2762 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12273 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11142 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7367 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12730 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2762 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12689 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17036 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2739 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12264 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11142 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12314 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7369 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12709 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2762 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12270 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11142 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7367 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12729 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11330 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2762 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12689 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17036 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2739 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12316 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12658 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2762 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12330 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11313 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7369 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11088 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11325 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2762 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7367 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12267 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12317 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11330 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12658 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2766 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12689 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11142 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7367 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12721 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11330 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2762 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12689 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17036 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2739 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2739 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12667 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12331 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7369 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2762 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12751 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11146 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12327 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12696 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12689 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12261 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12736 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11146 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11326 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12696 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12689 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17036 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2739 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2739 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12667 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12689 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7367 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12713 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2762 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12689 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17036 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2739 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2739 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12667 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7368 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12740 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11146 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11330 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12696 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2762 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12745 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11146 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12725 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11330 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12697 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12689 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12332 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7367 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12712 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11330 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2762 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12689 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17036 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2739 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12441 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11325 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11326 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7369 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2762 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7367 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2762 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12689 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12254 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11142 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7367 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12711 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11330 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2762 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12689 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7367 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12311 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12658 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2766 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12689 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2765 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17036 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17037 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 207   = wceq 1547  wcel 2119   class class class wbr 5073  (class class class)co 7357  0cc0 11030  1c1 11031   + caddc 11033   · cmul 11035  cmin 11369  cn 12166  2c2 12228  3c3 12229  4c4 12230  5c5 12231  6c6 12232  7c7 12233  8c8 12234  9c9 12235  0cn0 12429  cz 12516  cdc 12636  cexp 14015  cdvds 16213   gcd cgcd 16455  cprime 16632
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2711  ax-sep 5219  ax-nul 5229  ax-pow 5295  ax-pr 5363  ax-un 7679  ax-cnex 11086  ax-resscn 11087  ax-1cn 11088  ax-icn 11089  ax-addcl 11090  ax-addrcl 11091  ax-mulcl 11092  ax-mulrcl 11093  ax-mulcom 11094  ax-addass 11095  ax-mulass 11096  ax-distr 11097  ax-i2m1 11098  ax-1ne0 11099  ax-1rid 11100  ax-rnegex 11101  ax-rrecex 11102  ax-cnre 11103  ax-pre-lttri 11104  ax-pre-lttrn 11105  ax-pre-ltadd 11106  ax-pre-mulgt0 11107  ax-pre-sup 11108
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2718  df-cleq 2731  df-clel 2814  df-nfc 2888  df-ne 2935  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3064  df-rmo 3344  df-reu 3345  df-rab 3392  df-v 3433  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3903  df-nul 4263  df-if 4456  df-pw 4532  df-sn 4557  df-pr 4559  df-op 4563  df-uni 4840  df-iun 4924  df-br 5074  df-opab 5136  df-mpt 5155  df-tr 5181  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-pred 6253  df-ord 6314  df-on 6315  df-lim 6316  df-suc 6317  df-iota 6442  df-fun 6488  df-fn 6489  df-f 6490  df-f1 6491  df-fo 6492  df-f1o 6493  df-fv 6494  df-riota 7314  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-om 7808  df-1st 7932  df-2nd 7933  df-frecs 8222  df-wrecs 8253  df-recs 8302  df-rdg 8340  df-1o 8396  df-2o 8397  df-er 8634  df-en 8885  df-dom 8886  df-sdom 8887  df-fin 8888  df-sup 9346  df-inf 9347  df-pnf 11173  df-mnf 11174  df-xr 11175  df-ltxr 11176  df-le 11177  df-sub 11371  df-neg 11372  df-div 11800  df-nn 12167  df-2 12236  df-3 12237  df-4 12238  df-5 12239  df-6 12240  df-7 12241  df-8 12242  df-9 12243  df-n0 12430  df-z 12517  df-dec 12637  df-uz 12781  df-rp 12935  df-fz 13454  df-fl 13743  df-mod 13821  df-seq 13956  df-exp 14016  df-cj 15053  df-re 15054  df-im 15055  df-sqrt 15189  df-abs 15190  df-dvds 16214  df-gcd 16456  df-prm 16633
This theorem is referenced by:  2503prm  17102
  Copyright terms: Public domain W3C validator