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

Theorem 2503lem3 17186
Description: Lemma for 2503prm 17187. 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 12366 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12569 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12576 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12773 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14125 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 691 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12594 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12571 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12773 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12773 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12570 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12573 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12773 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12568 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12773 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12372 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12778 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2840 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17184 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12418 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2740 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12789 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17119 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12574 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12575 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12773 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12773 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12572 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12773 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12773 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12773 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12773 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12773 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12773 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12577 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12773 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12773 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12668 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12668 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16559 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 691 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12391 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12778 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12304 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12778 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2740 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2740 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12368 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11295 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7460 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12428 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2768 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12443 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12880 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12789 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12810 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12499 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12786 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16460 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17165 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16758 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 691 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 230 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2768 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2740 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12378 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11295 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7460 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12446 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2768 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12393 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11295 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7458 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12852 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2768 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12811 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17120 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2740 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12384 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11295 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12439 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7460 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12831 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2768 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12390 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11295 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7458 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12851 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11482 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2768 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12811 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17120 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2740 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12441 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12780 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2768 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12455 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11465 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7460 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11242 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11477 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2768 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7458 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12387 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12442 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11482 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12780 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2772 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12811 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11295 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7458 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12843 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11482 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2768 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12811 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17120 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2740 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2740 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12789 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12456 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7460 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2768 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12873 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11299 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12452 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12818 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12811 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12381 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12858 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11299 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11478 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12818 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12811 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17120 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2740 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2740 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12789 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12811 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7458 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12835 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2768 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12811 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17120 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2740 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2740 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12789 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7459 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12862 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11299 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11482 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12818 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2768 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12867 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11299 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12847 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11482 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12819 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12811 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12457 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7458 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12834 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11482 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2768 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12811 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17120 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2740 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12565 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11477 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11478 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7460 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2768 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7458 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2768 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12811 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12374 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11295 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7458 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12833 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11482 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2768 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12811 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7458 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12436 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12780 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2772 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12811 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2771 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17120 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17121 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 206   = wceq 1537  wcel 2108   class class class wbr 5166  (class class class)co 7448  0cc0 11184  1c1 11185   + caddc 11187   · cmul 11189  cmin 11520  cn 12293  2c2 12348  3c3 12349  4c4 12350  5c5 12351  6c6 12352  7c7 12353  8c8 12354  9c9 12355  0cn0 12553  cz 12639  cdc 12758  cexp 14112  cdvds 16302   gcd cgcd 16540  cprime 16718
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770  ax-cnex 11240  ax-resscn 11241  ax-1cn 11242  ax-icn 11243  ax-addcl 11244  ax-addrcl 11245  ax-mulcl 11246  ax-mulrcl 11247  ax-mulcom 11248  ax-addass 11249  ax-mulass 11250  ax-distr 11251  ax-i2m1 11252  ax-1ne0 11253  ax-1rid 11254  ax-rnegex 11255  ax-rrecex 11256  ax-cnre 11257  ax-pre-lttri 11258  ax-pre-lttrn 11259  ax-pre-ltadd 11260  ax-pre-mulgt0 11261  ax-pre-sup 11262
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-nel 3053  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rmo 3388  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-pss 3996  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-op 4655  df-uni 4932  df-iun 5017  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-tr 5284  df-id 5593  df-eprel 5599  df-po 5607  df-so 5608  df-fr 5652  df-we 5654  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-pred 6332  df-ord 6398  df-on 6399  df-lim 6400  df-suc 6401  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-riota 7404  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-om 7904  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-frecs 8322  df-wrecs 8353  df-recs 8427  df-rdg 8466  df-1o 8522  df-2o 8523  df-er 8763  df-en 9004  df-dom 9005  df-sdom 9006  df-fin 9007  df-sup 9511  df-inf 9512  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11522  df-neg 11523  df-div 11948  df-nn 12294  df-2 12356  df-3 12357  df-4 12358  df-5 12359  df-6 12360  df-7 12361  df-8 12362  df-9 12363  df-n0 12554  df-z 12640  df-dec 12759  df-uz 12904  df-rp 13058  df-fz 13568  df-fl 13843  df-mod 13921  df-seq 14053  df-exp 14113  df-cj 15148  df-re 15149  df-im 15150  df-sqrt 15284  df-abs 15285  df-dvds 16303  df-gcd 16541  df-prm 16719
This theorem is referenced by:  2503prm  17187
  Copyright terms: Public domain W3C validator