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

Theorem 2503lem3 17070
Description: Lemma for 2503prm 17071. 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 12222 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12421 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12428 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12626 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14001 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 693 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12446 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12423 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12626 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12626 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12422 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12425 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12626 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12420 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12626 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12228 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12631 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2833 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17068 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12269 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2737 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12642 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17004 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12426 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12427 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12626 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12626 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12424 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12626 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12626 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12626 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12626 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12626 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12626 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12429 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12626 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12626 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12520 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12520 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16444 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 693 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12247 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12631 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12160 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12631 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12224 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11141 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7372 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12279 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2760 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12294 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12733 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12642 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12663 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12350 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12639 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16343 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17049 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16642 . . . . . . . . . . . 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 12234 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11141 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7372 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12297 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2760 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12249 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11141 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7370 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12705 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2760 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12664 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17005 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2737 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12240 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11141 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12290 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7372 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12684 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2760 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12246 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11141 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7370 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12704 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11329 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2760 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12664 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17005 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2737 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12292 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12633 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2760 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12306 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11312 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7372 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11088 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11324 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2760 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7370 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12243 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12293 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11329 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12633 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2764 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12664 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11141 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7370 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12696 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11329 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2760 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12664 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17005 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2737 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2737 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12642 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12307 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7372 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2760 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12726 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11145 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12303 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12671 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12664 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12237 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12711 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11145 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11325 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12671 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12664 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17005 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2737 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2737 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12642 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12664 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7370 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12688 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2760 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12664 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17005 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2737 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2737 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12642 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7371 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12715 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11145 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11329 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12671 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2760 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12720 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11145 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12700 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11329 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12672 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12664 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12308 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7370 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12687 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11329 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2760 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12664 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17005 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2737 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12417 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11324 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11325 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7372 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2760 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7370 . . . . . . . 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 12664 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12230 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11141 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7370 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12686 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11329 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2760 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12664 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7370 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12287 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12633 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2764 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12664 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2763 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17005 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17006 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 5099  (class class class)co 7360  0cc0 11030  1c1 11031   + caddc 11033   · cmul 11035  cmin 11368  cn 12149  2c2 12204  3c3 12205  4c4 12206  5c5 12207  6c6 12208  7c7 12209  8c8 12210  9c9 12211  0cn0 12405  cz 12492  cdc 12611  cexp 13988  cdvds 16183   gcd cgcd 16425  cprime 16602
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 5242  ax-nul 5252  ax-pow 5311  ax-pr 5378  ax-un 7682  ax-cnex 11086  ax-resscn 11087  ax-1cn 11088  ax-icn 11089  ax-addcl 11090  ax-addrcl 11091  ax-mulcl 11092  ax-mulrcl 11093  ax-mulcom 11094  ax-addass 11095  ax-mulass 11096  ax-distr 11097  ax-i2m1 11098  ax-1ne0 11099  ax-1rid 11100  ax-rnegex 11101  ax-rrecex 11102  ax-cnre 11103  ax-pre-lttri 11104  ax-pre-lttrn 11105  ax-pre-ltadd 11106  ax-pre-mulgt0 11107  ax-pre-sup 11108
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 3062  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3401  df-v 3443  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4287  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4582  df-pr 4584  df-op 4588  df-uni 4865  df-iun 4949  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6260  df-ord 6321  df-on 6322  df-lim 6323  df-suc 6324  df-iota 6449  df-fun 6495  df-fn 6496  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-frecs 8225  df-wrecs 8256  df-recs 8305  df-rdg 8343  df-1o 8399  df-2o 8400  df-er 8637  df-en 8888  df-dom 8889  df-sdom 8890  df-fin 8891  df-sup 9349  df-inf 9350  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-div 11799  df-nn 12150  df-2 12212  df-3 12213  df-4 12214  df-5 12215  df-6 12216  df-7 12217  df-8 12218  df-9 12219  df-n0 12406  df-z 12493  df-dec 12612  df-uz 12756  df-rp 12910  df-fz 13428  df-fl 13716  df-mod 13794  df-seq 13929  df-exp 13989  df-cj 15026  df-re 15027  df-im 15028  df-sqrt 15162  df-abs 15163  df-dvds 16184  df-gcd 16426  df-prm 16603
This theorem is referenced by:  2503prm  17071
  Copyright terms: Public domain W3C validator