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

Theorem 2503lem3 16655
Description: Lemma for 2503prm 16656. 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 11868 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12071 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12078 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12273 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 13613 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 692 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12096 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12073 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12273 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12273 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12072 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12075 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12273 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12070 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12273 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 11874 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12278 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2827 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 16653 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 11920 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2736 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12289 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 16588 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12076 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12077 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12273 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12273 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12074 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12273 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12273 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12273 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12273 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12273 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12273 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12079 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12273 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12273 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12167 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12167 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16035 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 692 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 11893 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12278 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 11806 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12278 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2736 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2736 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 11870 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mulid2i 10803 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7203 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 11930 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2759 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 11945 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12380 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12289 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12310 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12001 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12286 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 15936 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 16634 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16231 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 692 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 233 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2759 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2736 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 11880 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mulid2i 10803 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7203 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 11948 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2759 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 11895 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mulid2i 10803 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7201 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12352 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2759 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12311 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 16589 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2736 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 11886 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mulid2i 10803 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 11941 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7203 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12331 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2759 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 11892 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mulid2i 10803 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7201 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12351 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 10989 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2759 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12311 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 16589 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2736 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 11943 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12280 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2759 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 11957 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 10972 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7203 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 10752 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addid1i 10984 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2759 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7201 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 11889 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 11944 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 10989 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12280 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2763 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12311 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mulid2i 10803 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7201 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12343 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 10989 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2759 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12311 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 16589 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2736 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2736 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12289 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 11958 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7203 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2759 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12373 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 10807 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 11954 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12318 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12311 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 11883 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12358 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 10807 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addid2i 10985 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12318 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12311 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 16589 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2736 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2736 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12289 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12311 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7201 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12335 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2759 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12311 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 16589 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2736 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2736 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12289 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7202 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12362 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 10807 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 10989 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12318 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2759 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12367 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 10807 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12347 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 10989 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12319 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12311 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 11959 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7201 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12334 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 10989 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2759 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12311 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 16589 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2736 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12067 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addid1i 10984 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addid2i 10985 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7203 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2759 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7201 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2759 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12311 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 11876 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mulid2i 10803 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7201 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12333 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 10989 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2759 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12311 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7201 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 11938 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12280 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2763 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12311 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2762 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 16589 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 16590 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 209   = wceq 1543  wcel 2112   class class class wbr 5039  (class class class)co 7191  0cc0 10694  1c1 10695   + caddc 10697   · cmul 10699  cmin 11027  cn 11795  2c2 11850  3c3 11851  4c4 11852  5c5 11853  6c6 11854  7c7 11855  8c8 11856  9c9 11857  0cn0 12055  cz 12141  cdc 12258  cexp 13600  cdvds 15778   gcd cgcd 16016  cprime 16191
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2018  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2160  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-sep 5177  ax-nul 5184  ax-pow 5243  ax-pr 5307  ax-un 7501  ax-cnex 10750  ax-resscn 10751  ax-1cn 10752  ax-icn 10753  ax-addcl 10754  ax-addrcl 10755  ax-mulcl 10756  ax-mulrcl 10757  ax-mulcom 10758  ax-addass 10759  ax-mulass 10760  ax-distr 10761  ax-i2m1 10762  ax-1ne0 10763  ax-1rid 10764  ax-rnegex 10765  ax-rrecex 10766  ax-cnre 10767  ax-pre-lttri 10768  ax-pre-lttrn 10769  ax-pre-ltadd 10770  ax-pre-mulgt0 10771  ax-pre-sup 10772
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2073  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2809  df-nfc 2879  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3056  df-rex 3057  df-reu 3058  df-rmo 3059  df-rab 3060  df-v 3400  df-sbc 3684  df-csb 3799  df-dif 3856  df-un 3858  df-in 3860  df-ss 3870  df-pss 3872  df-nul 4224  df-if 4426  df-pw 4501  df-sn 4528  df-pr 4530  df-tp 4532  df-op 4534  df-uni 4806  df-iun 4892  df-br 5040  df-opab 5102  df-mpt 5121  df-tr 5147  df-id 5440  df-eprel 5445  df-po 5453  df-so 5454  df-fr 5494  df-we 5496  df-xp 5542  df-rel 5543  df-cnv 5544  df-co 5545  df-dm 5546  df-rn 5547  df-res 5548  df-ima 5549  df-pred 6140  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6316  df-fun 6360  df-fn 6361  df-f 6362  df-f1 6363  df-fo 6364  df-f1o 6365  df-fv 6366  df-riota 7148  df-ov 7194  df-oprab 7195  df-mpo 7196  df-om 7623  df-1st 7739  df-2nd 7740  df-wrecs 8025  df-recs 8086  df-rdg 8124  df-1o 8180  df-2o 8181  df-er 8369  df-en 8605  df-dom 8606  df-sdom 8607  df-fin 8608  df-sup 9036  df-inf 9037  df-pnf 10834  df-mnf 10835  df-xr 10836  df-ltxr 10837  df-le 10838  df-sub 11029  df-neg 11030  df-div 11455  df-nn 11796  df-2 11858  df-3 11859  df-4 11860  df-5 11861  df-6 11862  df-7 11863  df-8 11864  df-9 11865  df-n0 12056  df-z 12142  df-dec 12259  df-uz 12404  df-rp 12552  df-fz 13061  df-fl 13332  df-mod 13408  df-seq 13540  df-exp 13601  df-cj 14627  df-re 14628  df-im 14629  df-sqrt 14763  df-abs 14764  df-dvds 15779  df-gcd 16017  df-prm 16192
This theorem is referenced by:  2503prm  16656
  Copyright terms: Public domain W3C validator