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

Theorem 2503lem3 17069
Description: Lemma for 2503prm 17070. 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 12282 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12485 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12492 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12689 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14037 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 691 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12510 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12487 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12689 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12689 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12486 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12489 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12689 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12484 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12689 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12288 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12694 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2830 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17067 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12334 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2733 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12705 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17002 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12490 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12491 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12689 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12689 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12488 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12689 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12689 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12689 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12689 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12689 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12689 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12493 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12689 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12689 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12584 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12584 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16451 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 691 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12307 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12694 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12220 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12694 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2733 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2733 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12284 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11216 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7418 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12344 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2761 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12359 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12796 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12705 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12726 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12415 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12702 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16352 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17048 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16645 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 691 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 229 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2761 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2733 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12294 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11216 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7418 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12362 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2761 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12309 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11216 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7416 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12768 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2761 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12727 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17003 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2733 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12300 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11216 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12355 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7418 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12747 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2761 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12306 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11216 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7416 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12767 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11403 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2761 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12727 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17003 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2733 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12357 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12696 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2761 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12371 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11386 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7418 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11165 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11398 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2761 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7416 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12303 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12358 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11403 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12696 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2765 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12727 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11216 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7416 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12759 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11403 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2761 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12727 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17003 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2733 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2733 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12705 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12372 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7418 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2761 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12789 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11220 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12368 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12734 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12727 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12297 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12774 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11220 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11399 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12734 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12727 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17003 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2733 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2733 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12705 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12727 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7416 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12751 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2761 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12727 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17003 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2733 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2733 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12705 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7417 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12778 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11220 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11403 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12734 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2761 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12783 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11220 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12763 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11403 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12735 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12727 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12373 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7416 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12750 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11403 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2761 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12727 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17003 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2733 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12481 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11398 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11399 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7418 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2761 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7416 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2761 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12727 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12290 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11216 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7416 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12749 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11403 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2761 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12727 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7416 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12352 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12696 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2765 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12727 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2764 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17003 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17004 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 205   = wceq 1542  wcel 2107   class class class wbr 5148  (class class class)co 7406  0cc0 11107  1c1 11108   + caddc 11110   · cmul 11112  cmin 11441  cn 12209  2c2 12264  3c3 12265  4c4 12266  5c5 12267  6c6 12268  7c7 12269  8c8 12270  9c9 12271  0cn0 12469  cz 12555  cdc 12674  cexp 14024  cdvds 16194   gcd cgcd 16432  cprime 16605
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7722  ax-cnex 11163  ax-resscn 11164  ax-1cn 11165  ax-icn 11166  ax-addcl 11167  ax-addrcl 11168  ax-mulcl 11169  ax-mulrcl 11170  ax-mulcom 11171  ax-addass 11172  ax-mulass 11173  ax-distr 11174  ax-i2m1 11175  ax-1ne0 11176  ax-1rid 11177  ax-rnegex 11178  ax-rrecex 11179  ax-cnre 11180  ax-pre-lttri 11181  ax-pre-lttrn 11182  ax-pre-ltadd 11183  ax-pre-mulgt0 11184  ax-pre-sup 11185
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6298  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6493  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-riota 7362  df-ov 7409  df-oprab 7410  df-mpo 7411  df-om 7853  df-1st 7972  df-2nd 7973  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8368  df-rdg 8407  df-1o 8463  df-2o 8464  df-er 8700  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-fin 8940  df-sup 9434  df-inf 9435  df-pnf 11247  df-mnf 11248  df-xr 11249  df-ltxr 11250  df-le 11251  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11869  df-nn 12210  df-2 12272  df-3 12273  df-4 12274  df-5 12275  df-6 12276  df-7 12277  df-8 12278  df-9 12279  df-n0 12470  df-z 12556  df-dec 12675  df-uz 12820  df-rp 12972  df-fz 13482  df-fl 13754  df-mod 13832  df-seq 13964  df-exp 14025  df-cj 15043  df-re 15044  df-im 15045  df-sqrt 15179  df-abs 15180  df-dvds 16195  df-gcd 16433  df-prm 16606
This theorem is referenced by:  2503prm  17070
  Copyright terms: Public domain W3C validator