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

Theorem 2503lem3 17085
Description: Lemma for 2503prm 17086. 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 12235 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12434 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12441 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12640 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14015 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 692 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12459 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12436 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12640 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12640 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12435 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12438 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12640 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12433 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12640 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12241 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12645 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2824 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17083 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12282 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2729 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12656 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17019 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12439 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12440 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12640 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12640 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12437 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12640 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12640 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12640 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12640 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12640 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12640 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12442 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12640 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12640 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12534 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12534 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16459 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 692 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12260 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12645 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12173 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12645 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2729 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2729 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12237 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11155 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7381 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12292 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2752 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12307 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12747 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12656 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12677 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12363 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12653 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16358 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17064 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16657 . . . . . . . . . . . 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 2752 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2729 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12247 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11155 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7381 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12310 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2752 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12262 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11155 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7379 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12719 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2752 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12678 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17020 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2729 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12253 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11155 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12303 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7381 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12698 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2752 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12259 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11155 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7379 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12718 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11342 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2752 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12678 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17020 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2729 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12305 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12647 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2752 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12319 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11325 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7381 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11102 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11337 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2752 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7379 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12256 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12306 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11342 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12647 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2756 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12678 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11155 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7379 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12710 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11342 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2752 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12678 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17020 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2729 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2729 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12656 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12320 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7381 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2752 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12740 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11159 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12316 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12685 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12678 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12250 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12725 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11159 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11338 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12685 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12678 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17020 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2729 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2729 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12656 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12678 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7379 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12702 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2752 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12678 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17020 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2729 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2729 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12656 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7380 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12729 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11159 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11342 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12685 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2752 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12734 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11159 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12714 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11342 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12686 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12678 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12321 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7379 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12701 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11342 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2752 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12678 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17020 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2729 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12430 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11337 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11338 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7381 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2752 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7379 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2752 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12678 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12243 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11155 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7379 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12700 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11342 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2752 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12678 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7379 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12300 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12647 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2756 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12678 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2755 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17020 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17021 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 206   = wceq 1540  wcel 2109   class class class wbr 5102  (class class class)co 7369  0cc0 11044  1c1 11045   + caddc 11047   · cmul 11049  cmin 11381  cn 12162  2c2 12217  3c3 12218  4c4 12219  5c5 12220  6c6 12221  7c7 12222  8c8 12223  9c9 12224  0cn0 12418  cz 12505  cdc 12625  cexp 14002  cdvds 16198   gcd cgcd 16440  cprime 16617
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-cnex 11100  ax-resscn 11101  ax-1cn 11102  ax-icn 11103  ax-addcl 11104  ax-addrcl 11105  ax-mulcl 11106  ax-mulrcl 11107  ax-mulcom 11108  ax-addass 11109  ax-mulass 11110  ax-distr 11111  ax-i2m1 11112  ax-1ne0 11113  ax-1rid 11114  ax-rnegex 11115  ax-rrecex 11116  ax-cnre 11117  ax-pre-lttri 11118  ax-pre-lttrn 11119  ax-pre-ltadd 11120  ax-pre-mulgt0 11121  ax-pre-sup 11122
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6262  df-ord 6323  df-on 6324  df-lim 6325  df-suc 6326  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-om 7823  df-1st 7947  df-2nd 7948  df-frecs 8237  df-wrecs 8268  df-recs 8317  df-rdg 8355  df-1o 8411  df-2o 8412  df-er 8648  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-sup 9369  df-inf 9370  df-pnf 11186  df-mnf 11187  df-xr 11188  df-ltxr 11189  df-le 11190  df-sub 11383  df-neg 11384  df-div 11812  df-nn 12163  df-2 12225  df-3 12226  df-4 12227  df-5 12228  df-6 12229  df-7 12230  df-8 12231  df-9 12232  df-n0 12419  df-z 12506  df-dec 12626  df-uz 12770  df-rp 12928  df-fz 13445  df-fl 13730  df-mod 13808  df-seq 13943  df-exp 14003  df-cj 15041  df-re 15042  df-im 15043  df-sqrt 15177  df-abs 15178  df-dvds 16199  df-gcd 16441  df-prm 16618
This theorem is referenced by:  2503prm  17086
  Copyright terms: Public domain W3C validator