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

Theorem 2503lem3 17104
Description: Lemma for 2503prm 17105. 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 12249 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12448 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12455 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12654 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14031 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 693 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12473 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12450 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12654 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12654 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12449 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12452 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12654 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12447 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12654 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12255 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12659 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2833 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17102 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12296 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2737 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12670 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17038 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12453 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12454 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12654 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12654 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12451 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12654 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12654 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12654 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12654 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12654 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12654 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12456 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12654 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12654 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12547 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12547 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16477 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 693 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12274 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12659 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12180 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12659 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12251 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11145 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7374 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12306 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2760 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12321 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12761 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12670 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12691 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12377 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12667 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16376 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17083 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16676 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 693 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 230 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2760 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2737 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12261 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11145 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7374 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12324 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2760 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12276 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11145 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7372 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12733 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2760 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12692 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17039 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2737 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12267 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11145 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12317 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7374 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12712 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2760 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12273 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11145 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7372 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12732 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11333 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2760 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12692 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17039 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2737 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12319 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12661 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2760 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12333 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11316 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7374 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11091 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11328 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2760 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7372 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12270 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12320 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11333 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12661 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2764 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12692 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11145 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7372 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12724 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11333 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2760 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12692 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17039 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2737 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2737 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12670 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12334 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7374 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2760 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12754 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11149 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12330 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12699 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12692 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12264 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12739 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11149 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11329 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12699 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12692 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17039 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2737 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2737 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12670 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12692 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7372 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12716 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2760 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12692 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17039 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2737 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2737 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12670 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7373 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12743 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11149 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11333 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12699 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2760 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12748 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11149 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12728 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11333 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12700 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12692 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12335 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7372 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12715 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11333 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2760 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12692 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17039 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2737 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12444 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11328 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11329 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7374 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2760 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7372 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2760 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12692 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12257 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11145 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7372 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12714 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11333 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2760 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12692 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7372 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12314 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12661 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2764 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12692 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2763 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17039 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17040 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 206   = wceq 1542  wcel 2114   class class class wbr 5086  (class class class)co 7362  0cc0 11033  1c1 11034   + caddc 11036   · cmul 11038  cmin 11372  cn 12169  2c2 12231  3c3 12232  4c4 12233  5c5 12234  6c6 12235  7c7 12236  8c8 12237  9c9 12238  0cn0 12432  cz 12519  cdc 12639  cexp 14018  cdvds 16216   gcd cgcd 16458  cprime 16635
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5304  ax-pr 5372  ax-un 7684  ax-cnex 11089  ax-resscn 11090  ax-1cn 11091  ax-icn 11092  ax-addcl 11093  ax-addrcl 11094  ax-mulcl 11095  ax-mulrcl 11096  ax-mulcom 11097  ax-addass 11098  ax-mulass 11099  ax-distr 11100  ax-i2m1 11101  ax-1ne0 11102  ax-1rid 11103  ax-rnegex 11104  ax-rrecex 11105  ax-cnre 11106  ax-pre-lttri 11107  ax-pre-lttrn 11108  ax-pre-ltadd 11109  ax-pre-mulgt0 11110  ax-pre-sup 11111
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-uni 4852  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5521  df-eprel 5526  df-po 5534  df-so 5535  df-fr 5579  df-we 5581  df-xp 5632  df-rel 5633  df-cnv 5634  df-co 5635  df-dm 5636  df-rn 5637  df-res 5638  df-ima 5639  df-pred 6261  df-ord 6322  df-on 6323  df-lim 6324  df-suc 6325  df-iota 6450  df-fun 6496  df-fn 6497  df-f 6498  df-f1 6499  df-fo 6500  df-f1o 6501  df-fv 6502  df-riota 7319  df-ov 7365  df-oprab 7366  df-mpo 7367  df-om 7813  df-1st 7937  df-2nd 7938  df-frecs 8226  df-wrecs 8257  df-recs 8306  df-rdg 8344  df-1o 8400  df-2o 8401  df-er 8638  df-en 8889  df-dom 8890  df-sdom 8891  df-fin 8892  df-sup 9350  df-inf 9351  df-pnf 11176  df-mnf 11177  df-xr 11178  df-ltxr 11179  df-le 11180  df-sub 11374  df-neg 11375  df-div 11803  df-nn 12170  df-2 12239  df-3 12240  df-4 12241  df-5 12242  df-6 12243  df-7 12244  df-8 12245  df-9 12246  df-n0 12433  df-z 12520  df-dec 12640  df-uz 12784  df-rp 12938  df-fz 13457  df-fl 13746  df-mod 13824  df-seq 13959  df-exp 14019  df-cj 15056  df-re 15057  df-im 15058  df-sqrt 15192  df-abs 15193  df-dvds 16217  df-gcd 16459  df-prm 16636
This theorem is referenced by:  2503prm  17105
  Copyright terms: Public domain W3C validator