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

Theorem 2503lem3 17080
Description: Lemma for 2503prm 17081. 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 12232 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12431 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12438 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12636 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14011 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 693 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12456 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12433 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12636 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12636 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12432 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12435 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12636 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12430 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12636 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12238 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12641 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2833 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17078 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12279 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2737 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12652 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17014 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12436 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12437 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12636 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12636 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12434 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12636 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12636 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12636 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12636 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12636 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12636 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12439 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12636 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12636 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12530 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12530 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16454 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 693 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12257 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12641 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12170 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12641 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12234 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11151 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7382 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12289 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2760 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12304 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12743 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12652 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12673 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12360 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12649 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16353 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17059 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16652 . . . . . . . . . . . 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 12244 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11151 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7382 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12307 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2760 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12259 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11151 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7380 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12715 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2760 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12674 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17015 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2737 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12250 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11151 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12300 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7382 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12694 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2760 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12256 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11151 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7380 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12714 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11339 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2760 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12674 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17015 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2737 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12302 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12643 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2760 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12316 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11322 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7382 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11098 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11334 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2760 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7380 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12253 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12303 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11339 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12643 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2764 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12674 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11151 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7380 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12706 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11339 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2760 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12674 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17015 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2737 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2737 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12652 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12317 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7382 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2760 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12736 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11155 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12313 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12681 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12674 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12247 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12721 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11155 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11335 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12681 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12674 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17015 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2737 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2737 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12652 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12674 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7380 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12698 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2760 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12674 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17015 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2737 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2737 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12652 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7381 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12725 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11155 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11339 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12681 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2760 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12730 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11155 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12710 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11339 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12682 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12674 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12318 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7380 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12697 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11339 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2760 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12674 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17015 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2737 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12427 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11334 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11335 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7382 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2760 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7380 . . . . . . . 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 12674 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12240 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11151 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7380 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12696 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11339 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2760 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12674 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7380 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12297 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12643 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2764 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12674 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2763 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17015 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17016 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 5100  (class class class)co 7370  0cc0 11040  1c1 11041   + caddc 11043   · cmul 11045  cmin 11378  cn 12159  2c2 12214  3c3 12215  4c4 12216  5c5 12217  6c6 12218  7c7 12219  8c8 12220  9c9 12221  0cn0 12415  cz 12502  cdc 12621  cexp 13998  cdvds 16193   gcd cgcd 16435  cprime 16612
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 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5314  ax-pr 5381  ax-un 7692  ax-cnex 11096  ax-resscn 11097  ax-1cn 11098  ax-icn 11099  ax-addcl 11100  ax-addrcl 11101  ax-mulcl 11102  ax-mulrcl 11103  ax-mulcom 11104  ax-addass 11105  ax-mulass 11106  ax-distr 11107  ax-i2m1 11108  ax-1ne0 11109  ax-1rid 11110  ax-rnegex 11111  ax-rrecex 11112  ax-cnre 11113  ax-pre-lttri 11114  ax-pre-lttrn 11115  ax-pre-ltadd 11116  ax-pre-mulgt0 11117  ax-pre-sup 11118
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 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5529  df-eprel 5534  df-po 5542  df-so 5543  df-fr 5587  df-we 5589  df-xp 5640  df-rel 5641  df-cnv 5642  df-co 5643  df-dm 5644  df-rn 5645  df-res 5646  df-ima 5647  df-pred 6269  df-ord 6330  df-on 6331  df-lim 6332  df-suc 6333  df-iota 6458  df-fun 6504  df-fn 6505  df-f 6506  df-f1 6507  df-fo 6508  df-f1o 6509  df-fv 6510  df-riota 7327  df-ov 7373  df-oprab 7374  df-mpo 7375  df-om 7821  df-1st 7945  df-2nd 7946  df-frecs 8235  df-wrecs 8266  df-recs 8315  df-rdg 8353  df-1o 8409  df-2o 8410  df-er 8647  df-en 8898  df-dom 8899  df-sdom 8900  df-fin 8901  df-sup 9359  df-inf 9360  df-pnf 11182  df-mnf 11183  df-xr 11184  df-ltxr 11185  df-le 11186  df-sub 11380  df-neg 11381  df-div 11809  df-nn 12160  df-2 12222  df-3 12223  df-4 12224  df-5 12225  df-6 12226  df-7 12227  df-8 12228  df-9 12229  df-n0 12416  df-z 12503  df-dec 12622  df-uz 12766  df-rp 12920  df-fz 13438  df-fl 13726  df-mod 13804  df-seq 13939  df-exp 13999  df-cj 15036  df-re 15037  df-im 15038  df-sqrt 15172  df-abs 15173  df-dvds 16194  df-gcd 16436  df-prm 16613
This theorem is referenced by:  2503prm  17081
  Copyright terms: Public domain W3C validator