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

Theorem 2503lem3 17050
Description: Lemma for 2503prm 17051. 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 12201 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12400 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12407 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12606 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 13981 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 692 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12425 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12402 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12606 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12606 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12401 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12404 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12606 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12399 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12606 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12207 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12611 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2824 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17048 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12248 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2729 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12622 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 16984 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12405 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12406 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12606 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12606 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12403 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12606 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12606 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12606 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12606 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12606 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12606 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12408 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12606 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12606 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12500 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12500 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16424 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 692 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12226 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12611 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12139 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12611 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2729 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2729 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12203 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11120 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7361 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12258 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2752 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12273 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12713 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12622 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12643 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12329 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12619 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16323 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17029 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16622 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 692 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 230 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2752 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2729 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12213 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11120 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7361 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12276 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2752 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12228 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11120 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7359 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12685 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2752 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12644 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 16985 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2729 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12219 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11120 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12269 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7361 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12664 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2752 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12225 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11120 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7359 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12684 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11308 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2752 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12644 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 16985 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2729 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12271 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12613 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2752 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12285 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11291 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7361 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11067 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11303 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2752 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7359 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12222 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12272 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11308 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12613 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2756 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12644 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11120 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7359 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12676 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11308 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2752 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12644 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 16985 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2729 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2729 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12622 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12286 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7361 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2752 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12706 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11124 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12282 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12651 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12644 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12216 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12691 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11124 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11304 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12651 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12644 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 16985 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2729 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2729 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12622 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12644 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7359 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12668 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2752 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12644 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 16985 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2729 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2729 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12622 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7360 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12695 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11124 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11308 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12651 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2752 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12700 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11124 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12680 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11308 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12652 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12644 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12287 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7359 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12667 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11308 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2752 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12644 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 16985 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2729 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12396 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11303 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11304 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7361 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2752 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7359 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2752 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12644 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12209 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11120 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7359 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12666 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11308 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2752 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12644 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7359 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12266 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12613 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2756 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12644 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2755 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 16985 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 16986 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 206   = wceq 1540  wcel 2109   class class class wbr 5092  (class class class)co 7349  0cc0 11009  1c1 11010   + caddc 11012   · cmul 11014  cmin 11347  cn 12128  2c2 12183  3c3 12184  4c4 12185  5c5 12186  6c6 12187  7c7 12188  8c8 12189  9c9 12190  0cn0 12384  cz 12471  cdc 12591  cexp 13968  cdvds 16163   gcd cgcd 16405  cprime 16582
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-sep 5235  ax-nul 5245  ax-pow 5304  ax-pr 5371  ax-un 7671  ax-cnex 11065  ax-resscn 11066  ax-1cn 11067  ax-icn 11068  ax-addcl 11069  ax-addrcl 11070  ax-mulcl 11071  ax-mulrcl 11072  ax-mulcom 11073  ax-addass 11074  ax-mulass 11075  ax-distr 11076  ax-i2m1 11077  ax-1ne0 11078  ax-1rid 11079  ax-rnegex 11080  ax-rrecex 11081  ax-cnre 11082  ax-pre-lttri 11083  ax-pre-lttrn 11084  ax-pre-ltadd 11085  ax-pre-mulgt0 11086  ax-pre-sup 11087
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3395  df-v 3438  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4285  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-op 4584  df-uni 4859  df-iun 4943  df-br 5093  df-opab 5155  df-mpt 5174  df-tr 5200  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-pred 6249  df-ord 6310  df-on 6311  df-lim 6312  df-suc 6313  df-iota 6438  df-fun 6484  df-fn 6485  df-f 6486  df-f1 6487  df-fo 6488  df-f1o 6489  df-fv 6490  df-riota 7306  df-ov 7352  df-oprab 7353  df-mpo 7354  df-om 7800  df-1st 7924  df-2nd 7925  df-frecs 8214  df-wrecs 8245  df-recs 8294  df-rdg 8332  df-1o 8388  df-2o 8389  df-er 8625  df-en 8873  df-dom 8874  df-sdom 8875  df-fin 8876  df-sup 9332  df-inf 9333  df-pnf 11151  df-mnf 11152  df-xr 11153  df-ltxr 11154  df-le 11155  df-sub 11349  df-neg 11350  df-div 11778  df-nn 12129  df-2 12191  df-3 12192  df-4 12193  df-5 12194  df-6 12195  df-7 12196  df-8 12197  df-9 12198  df-n0 12385  df-z 12472  df-dec 12592  df-uz 12736  df-rp 12894  df-fz 13411  df-fl 13696  df-mod 13774  df-seq 13909  df-exp 13969  df-cj 15006  df-re 15007  df-im 15008  df-sqrt 15142  df-abs 15143  df-dvds 16164  df-gcd 16406  df-prm 16583
This theorem is referenced by:  2503prm  17051
  Copyright terms: Public domain W3C validator