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

Theorem 2503lem3 17158
Description: Lemma for 2503prm 17159. 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 12313 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12517 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12524 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12723 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14092 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 692 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12542 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12519 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12723 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12723 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12518 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12521 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12723 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12516 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12723 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12319 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12728 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2830 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17156 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12365 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2735 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12739 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17092 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12522 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12523 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12723 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12723 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12520 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12723 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12723 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12723 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12723 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12723 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12723 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12525 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12723 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12723 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12617 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12617 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16532 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 692 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12338 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12728 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12251 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12728 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2735 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2735 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12315 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11240 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7417 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12375 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2758 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12390 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12830 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12739 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12760 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12446 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12736 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16431 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17137 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16730 . . . . . . . . . . . 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 2758 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2735 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12325 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11240 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7417 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12393 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2758 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12340 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11240 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7415 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12802 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2758 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12761 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17093 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2735 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12331 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11240 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12386 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7417 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12781 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2758 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12337 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11240 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7415 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12801 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11427 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2758 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12761 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17093 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2735 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12388 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12730 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2758 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12402 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11410 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7417 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11187 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11422 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2758 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7415 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12334 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12389 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11427 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12730 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2762 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12761 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11240 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7415 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12793 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11427 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2758 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12761 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17093 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2735 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2735 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12739 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12403 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7417 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2758 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12823 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11244 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12399 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12768 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12761 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12328 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12808 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11244 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11423 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12768 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12761 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17093 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2735 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2735 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12739 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12761 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7415 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12785 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2758 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12761 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17093 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2735 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2735 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12739 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7416 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12812 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11244 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11427 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12768 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2758 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12817 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11244 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12797 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11427 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12769 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12761 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12404 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7415 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12784 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11427 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2758 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12761 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17093 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2735 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12513 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11422 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11423 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7417 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2758 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7415 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2758 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12761 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12321 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11240 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7415 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12783 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11427 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2758 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12761 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7415 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12383 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12730 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2762 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12761 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2761 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17093 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17094 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 206   = wceq 1540  wcel 2108   class class class wbr 5119  (class class class)co 7405  0cc0 11129  1c1 11130   + caddc 11132   · cmul 11134  cmin 11466  cn 12240  2c2 12295  3c3 12296  4c4 12297  5c5 12298  6c6 12299  7c7 12300  8c8 12301  9c9 12302  0cn0 12501  cz 12588  cdc 12708  cexp 14079  cdvds 16272   gcd cgcd 16513  cprime 16690
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 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2707  ax-sep 5266  ax-nul 5276  ax-pow 5335  ax-pr 5402  ax-un 7729  ax-cnex 11185  ax-resscn 11186  ax-1cn 11187  ax-icn 11188  ax-addcl 11189  ax-addrcl 11190  ax-mulcl 11191  ax-mulrcl 11192  ax-mulcom 11193  ax-addass 11194  ax-mulass 11195  ax-distr 11196  ax-i2m1 11197  ax-1ne0 11198  ax-1rid 11199  ax-rnegex 11200  ax-rrecex 11201  ax-cnre 11202  ax-pre-lttri 11203  ax-pre-lttrn 11204  ax-pre-ltadd 11205  ax-pre-mulgt0 11206  ax-pre-sup 11207
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 2065  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2809  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3359  df-reu 3360  df-rab 3416  df-v 3461  df-sbc 3766  df-csb 3875  df-dif 3929  df-un 3931  df-in 3933  df-ss 3943  df-pss 3946  df-nul 4309  df-if 4501  df-pw 4577  df-sn 4602  df-pr 4604  df-op 4608  df-uni 4884  df-iun 4969  df-br 5120  df-opab 5182  df-mpt 5202  df-tr 5230  df-id 5548  df-eprel 5553  df-po 5561  df-so 5562  df-fr 5606  df-we 5608  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6290  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6484  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7362  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7862  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-2o 8481  df-er 8719  df-en 8960  df-dom 8961  df-sdom 8962  df-fin 8963  df-sup 9454  df-inf 9455  df-pnf 11271  df-mnf 11272  df-xr 11273  df-ltxr 11274  df-le 11275  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11895  df-nn 12241  df-2 12303  df-3 12304  df-4 12305  df-5 12306  df-6 12307  df-7 12308  df-8 12309  df-9 12310  df-n0 12502  df-z 12589  df-dec 12709  df-uz 12853  df-rp 13009  df-fz 13525  df-fl 13809  df-mod 13887  df-seq 14020  df-exp 14080  df-cj 15118  df-re 15119  df-im 15120  df-sqrt 15254  df-abs 15255  df-dvds 16273  df-gcd 16514  df-prm 16691
This theorem is referenced by:  2503prm  17159
  Copyright terms: Public domain W3C validator