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

Theorem 2503lem3 16821
Description: Lemma for 2503prm 16822. 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 12029 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12232 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12239 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12434 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 13776 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 688 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12257 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12234 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12434 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12434 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12233 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12236 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12434 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12231 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12434 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12035 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12439 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2836 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 16819 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12081 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2739 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12450 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 16754 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12237 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12238 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12434 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12434 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12235 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12434 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12434 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12434 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12434 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12434 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12434 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12240 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12434 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12434 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12328 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12328 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16201 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 688 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12054 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12439 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 11967 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12439 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2739 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2739 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12031 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mulid2i 10964 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7280 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12091 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2767 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12106 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12541 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12450 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12471 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12162 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12447 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16102 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 16800 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16397 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 688 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 229 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2767 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2739 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12041 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mulid2i 10964 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7280 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12109 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2767 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12056 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mulid2i 10964 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7278 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12513 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2767 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12472 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 16755 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2739 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12047 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mulid2i 10964 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12102 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7280 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12492 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2767 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12053 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mulid2i 10964 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7278 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12512 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11150 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2767 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12472 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 16755 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2739 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12104 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12441 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2767 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12118 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11133 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7280 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 10913 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addid1i 11145 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2767 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7278 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12050 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12105 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11150 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12441 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2771 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12472 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mulid2i 10964 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7278 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12504 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11150 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2767 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12472 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 16755 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2739 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2739 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12450 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12119 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7280 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2767 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12534 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 10968 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12115 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12479 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12472 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12044 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12519 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 10968 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addid2i 11146 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12479 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12472 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 16755 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2739 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2739 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12450 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12472 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7278 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12496 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2767 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12472 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 16755 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2739 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2739 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12450 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7279 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12523 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 10968 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11150 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12479 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2767 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12528 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 10968 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12508 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11150 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12480 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12472 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12120 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7278 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12495 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11150 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2767 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12472 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 16755 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2739 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12228 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addid1i 11145 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addid2i 11146 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7280 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2767 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7278 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2767 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12472 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12037 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mulid2i 10964 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7278 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12494 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11150 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2767 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12472 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7278 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12099 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12441 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2771 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12472 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2770 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 16755 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 16756 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 205   = wceq 1541  wcel 2109   class class class wbr 5078  (class class class)co 7268  0cc0 10855  1c1 10856   + caddc 10858   · cmul 10860  cmin 11188  cn 11956  2c2 12011  3c3 12012  4c4 12013  5c5 12014  6c6 12015  7c7 12016  8c8 12017  9c9 12018  0cn0 12216  cz 12302  cdc 12419  cexp 13763  cdvds 15944   gcd cgcd 16182  cprime 16357
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1801  ax-4 1815  ax-5 1916  ax-6 1974  ax-7 2014  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2140  ax-11 2157  ax-12 2174  ax-ext 2710  ax-sep 5226  ax-nul 5233  ax-pow 5291  ax-pr 5355  ax-un 7579  ax-cnex 10911  ax-resscn 10912  ax-1cn 10913  ax-icn 10914  ax-addcl 10915  ax-addrcl 10916  ax-mulcl 10917  ax-mulrcl 10918  ax-mulcom 10919  ax-addass 10920  ax-mulass 10921  ax-distr 10922  ax-i2m1 10923  ax-1ne0 10924  ax-1rid 10925  ax-rnegex 10926  ax-rrecex 10927  ax-cnre 10928  ax-pre-lttri 10929  ax-pre-lttrn 10930  ax-pre-ltadd 10931  ax-pre-mulgt0 10932  ax-pre-sup 10933
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1786  df-nf 1790  df-sb 2071  df-mo 2541  df-eu 2570  df-clab 2717  df-cleq 2731  df-clel 2817  df-nfc 2890  df-ne 2945  df-nel 3051  df-ral 3070  df-rex 3071  df-reu 3072  df-rmo 3073  df-rab 3074  df-v 3432  df-sbc 3720  df-csb 3837  df-dif 3894  df-un 3896  df-in 3898  df-ss 3908  df-pss 3910  df-nul 4262  df-if 4465  df-pw 4540  df-sn 4567  df-pr 4569  df-tp 4571  df-op 4573  df-uni 4845  df-iun 4931  df-br 5079  df-opab 5141  df-mpt 5162  df-tr 5196  df-id 5488  df-eprel 5494  df-po 5502  df-so 5503  df-fr 5543  df-we 5545  df-xp 5594  df-rel 5595  df-cnv 5596  df-co 5597  df-dm 5598  df-rn 5599  df-res 5600  df-ima 5601  df-pred 6199  df-ord 6266  df-on 6267  df-lim 6268  df-suc 6269  df-iota 6388  df-fun 6432  df-fn 6433  df-f 6434  df-f1 6435  df-fo 6436  df-f1o 6437  df-fv 6438  df-riota 7225  df-ov 7271  df-oprab 7272  df-mpo 7273  df-om 7701  df-1st 7817  df-2nd 7818  df-frecs 8081  df-wrecs 8112  df-recs 8186  df-rdg 8225  df-1o 8281  df-2o 8282  df-er 8472  df-en 8708  df-dom 8709  df-sdom 8710  df-fin 8711  df-sup 9162  df-inf 9163  df-pnf 10995  df-mnf 10996  df-xr 10997  df-ltxr 10998  df-le 10999  df-sub 11190  df-neg 11191  df-div 11616  df-nn 11957  df-2 12019  df-3 12020  df-4 12021  df-5 12022  df-6 12023  df-7 12024  df-8 12025  df-9 12026  df-n0 12217  df-z 12303  df-dec 12420  df-uz 12565  df-rp 12713  df-fz 13222  df-fl 13493  df-mod 13571  df-seq 13703  df-exp 13764  df-cj 14791  df-re 14792  df-im 14793  df-sqrt 14927  df-abs 14928  df-dvds 15945  df-gcd 16183  df-prm 16358
This theorem is referenced by:  2503prm  16822
  Copyright terms: Public domain W3C validator