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

Theorem 2503lem3 17064
Description: Lemma for 2503prm 17065. 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 12216 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12415 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12422 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12620 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 13995 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 692 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12440 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12417 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12620 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12620 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12416 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12419 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12620 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12414 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12620 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12222 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12625 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2830 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17062 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12263 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2734 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12636 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 16998 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12420 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12421 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12620 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12620 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12418 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12620 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12620 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12620 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12620 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12620 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12620 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12423 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12620 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12620 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12514 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12514 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16438 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 692 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12241 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12625 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12154 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12625 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2734 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2734 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12218 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11135 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7368 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12273 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2757 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12288 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12727 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12636 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12657 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12344 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12633 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16337 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17043 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16636 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 692 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 230 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2757 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2734 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12228 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11135 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7368 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12291 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2757 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12243 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11135 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7366 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12699 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2757 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12658 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 16999 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2734 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12234 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11135 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12284 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7368 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12678 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2757 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12240 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11135 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7366 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12698 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11323 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2757 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12658 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 16999 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2734 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12286 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12627 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2757 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12300 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11306 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7368 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11082 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11318 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2757 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7366 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12237 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12287 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11323 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12627 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2761 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12658 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11135 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7366 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12690 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11323 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2757 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12658 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 16999 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2734 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2734 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12636 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12301 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7368 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2757 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12720 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11139 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12297 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12665 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12658 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12231 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12705 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11139 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11319 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12665 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12658 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 16999 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2734 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2734 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12636 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12658 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7366 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12682 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2757 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12658 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 16999 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2734 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2734 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12636 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7367 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12709 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11139 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11323 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12665 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2757 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12714 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11139 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12694 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11323 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12666 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12658 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12302 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7366 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12681 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11323 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2757 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12658 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 16999 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2734 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12411 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11318 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11319 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7368 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2757 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7366 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2757 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12658 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12224 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11135 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7366 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12680 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11323 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2757 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12658 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7366 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12281 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12627 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2761 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12658 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2760 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 16999 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17000 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 206   = wceq 1541  wcel 2113   class class class wbr 5096  (class class class)co 7356  0cc0 11024  1c1 11025   + caddc 11027   · cmul 11029  cmin 11362  cn 12143  2c2 12198  3c3 12199  4c4 12200  5c5 12201  6c6 12202  7c7 12203  8c8 12204  9c9 12205  0cn0 12399  cz 12486  cdc 12605  cexp 13982  cdvds 16177   gcd cgcd 16419  cprime 16596
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2706  ax-sep 5239  ax-nul 5249  ax-pow 5308  ax-pr 5375  ax-un 7678  ax-cnex 11080  ax-resscn 11081  ax-1cn 11082  ax-icn 11083  ax-addcl 11084  ax-addrcl 11085  ax-mulcl 11086  ax-mulrcl 11087  ax-mulcom 11088  ax-addass 11089  ax-mulass 11090  ax-distr 11091  ax-i2m1 11092  ax-1ne0 11093  ax-1rid 11094  ax-rnegex 11095  ax-rrecex 11096  ax-cnre 11097  ax-pre-lttri 11098  ax-pre-lttrn 11099  ax-pre-ltadd 11100  ax-pre-mulgt0 11101  ax-pre-sup 11102
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2809  df-nfc 2883  df-ne 2931  df-nel 3035  df-ral 3050  df-rex 3059  df-rmo 3348  df-reu 3349  df-rab 3398  df-v 3440  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4284  df-if 4478  df-pw 4554  df-sn 4579  df-pr 4581  df-op 4585  df-uni 4862  df-iun 4946  df-br 5097  df-opab 5159  df-mpt 5178  df-tr 5204  df-id 5517  df-eprel 5522  df-po 5530  df-so 5531  df-fr 5575  df-we 5577  df-xp 5628  df-rel 5629  df-cnv 5630  df-co 5631  df-dm 5632  df-rn 5633  df-res 5634  df-ima 5635  df-pred 6257  df-ord 6318  df-on 6319  df-lim 6320  df-suc 6321  df-iota 6446  df-fun 6492  df-fn 6493  df-f 6494  df-f1 6495  df-fo 6496  df-f1o 6497  df-fv 6498  df-riota 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-1o 8395  df-2o 8396  df-er 8633  df-en 8882  df-dom 8883  df-sdom 8884  df-fin 8885  df-sup 9343  df-inf 9344  df-pnf 11166  df-mnf 11167  df-xr 11168  df-ltxr 11169  df-le 11170  df-sub 11364  df-neg 11365  df-div 11793  df-nn 12144  df-2 12206  df-3 12207  df-4 12208  df-5 12209  df-6 12210  df-7 12211  df-8 12212  df-9 12213  df-n0 12400  df-z 12487  df-dec 12606  df-uz 12750  df-rp 12904  df-fz 13422  df-fl 13710  df-mod 13788  df-seq 13923  df-exp 13983  df-cj 15020  df-re 15021  df-im 15022  df-sqrt 15156  df-abs 15157  df-dvds 16178  df-gcd 16420  df-prm 16597
This theorem is referenced by:  2503prm  17065
  Copyright terms: Public domain W3C validator