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

Theorem 2503lem3 17209
Description: Lemma for 2503prm 17210. 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 12324 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12530 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12537 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12736 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14121 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 705 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12555 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12532 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12736 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12736 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12531 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12534 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12736 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12529 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12736 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12330 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12745 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2862 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17207 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12374 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2766 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12757 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17142 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12535 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12536 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12736 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12736 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12533 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12736 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12736 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12736 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12736 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12736 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12736 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12538 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12736 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12736 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12629 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12629 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16581 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 705 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12349 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12745 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12254 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12745 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2766 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2766 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12326 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11224 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7428 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12385 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2789 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12400 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12848 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12757 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12778 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12459 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12754 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16480 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17188 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16780 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 705 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 233 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2789 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2766 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12336 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11224 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7428 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12403 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2789 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12351 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11224 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7426 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12820 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2789 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12779 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17143 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2766 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12342 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11224 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12396 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7428 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12799 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2789 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12348 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11224 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7426 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12819 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11412 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2789 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12779 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17143 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2766 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12398 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12748 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2789 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12412 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11395 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7428 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11168 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11407 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2789 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7426 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12345 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12399 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11412 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12748 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2793 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12779 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11224 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7426 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12811 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11412 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2789 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12779 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17143 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2766 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2766 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12757 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12413 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7428 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2789 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12841 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11228 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12409 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12786 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12779 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12339 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12826 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11228 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11408 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12786 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12779 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17143 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2766 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2766 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12757 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12779 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7426 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12803 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2789 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12779 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17143 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2766 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2766 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12757 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7427 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12830 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11228 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11412 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12786 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2789 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12835 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11228 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12815 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11412 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12787 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12779 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12414 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7426 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12802 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11412 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2789 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12779 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17143 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2766 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12526 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11407 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11408 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7428 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2789 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7426 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2789 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12779 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12332 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11224 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7426 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12801 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11412 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2789 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12779 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7426 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12393 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12748 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2793 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12779 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2792 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17143 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17144 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3  wb 209   = wceq 1570  wcel 2146   class class class wbr 5112  (class class class)co 7416  0cc0 11110  1c1 11111   + caddc 11113   · cmul 11115  cmin 11451  cn 12243  2c2 12305  3c3 12306  4c4 12307  5c5 12308  6c6 12309  7c7 12310  8c8 12311  9c9 12312  0cn0 12514  cz 12601  cdc 12721  cexp 14108  cdvds 16320   gcd cgcd 16562  cprime 16739
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-sep 5260  ax-nul 5272  ax-pow 5339  ax-pr 5407  ax-un 7738  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4491  df-pw 4567  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4876  df-iun 4961  df-br 5113  df-opab 5177  df-mpt 5196  df-tr 5222  df-id 5559  df-eprel 5564  df-po 5572  df-so 5573  df-fr 5617  df-we 5619  df-xp 5670  df-rel 5671  df-cnv 5672  df-co 5673  df-dm 5674  df-rn 5675  df-res 5676  df-ima 5677  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7865  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-1o 8455  df-2o 8456  df-er 8696  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-fin 8949  df-sup 9404  df-inf 9405  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11453  df-neg 11454  df-div 11882  df-nn 12244  df-2 12313  df-3 12314  df-4 12315  df-5 12316  df-6 12317  df-7 12318  df-8 12319  df-9 12320  df-n0 12515  df-z 12602  df-dec 12722  df-uz 12873  df-rp 13027  df-fz 13546  df-fl 13836  df-mod 13914  df-seq 14049  df-exp 14109  df-cj 15161  df-re 15162  df-im 15163  df-sqrt 15297  df-abs 15298  df-dvds 16321  df-gcd 16563  df-prm 16740
This theorem is used by:  2503prm  17210
  Copyright terms: Public domain W3C validator