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

Theorem 2503lem3 17317
Description: Lemma for 2503prm 17318. 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 12416 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12622 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12629 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12829 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14217 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 705 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12647 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12624 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12829 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12829 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12623 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12626 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12829 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12621 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12829 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12422 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12838 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2857 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17315 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12466 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2761 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12850 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17250 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12627 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12628 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12829 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12829 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12625 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12829 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12829 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12829 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12829 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12829 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12829 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12630 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12829 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12829 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12721 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12721 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16685 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 705 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12441 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12838 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12346 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12838 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2761 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2761 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12418 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11314 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7432 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12477 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2784 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12492 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12941 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12850 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12871 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12551 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12847 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16582 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17296 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16887 . . . . . . . . . . . 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 2784 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12428 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11314 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7432 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12495 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2784 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12443 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11314 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7430 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12913 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2784 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12872 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17251 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2761 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12434 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11314 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12488 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7432 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12892 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2784 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12440 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11314 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7430 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12912 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11502 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2784 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12872 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17251 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2761 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12490 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12841 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2784 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12504 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11485 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7432 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11258 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11497 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2784 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7430 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12437 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12491 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11502 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12841 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2788 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12872 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11314 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7430 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12904 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11502 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2784 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12872 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17251 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2761 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2761 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12850 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12505 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7432 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2784 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12934 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11318 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12501 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12879 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12872 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12431 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12919 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11318 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11498 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12879 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12872 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17251 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2761 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2761 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12850 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12872 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7430 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12896 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2784 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12872 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17251 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2761 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2761 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12850 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7431 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12923 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11318 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11502 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12879 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2784 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12928 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11318 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12908 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11502 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12880 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12872 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12506 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7430 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12895 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11502 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2784 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12872 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17251 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2761 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12618 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11497 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11498 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7432 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2784 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7430 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2784 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12872 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12424 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11314 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7430 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12894 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11502 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2784 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12872 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7430 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12485 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12841 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2788 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12872 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2787 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17251 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17252 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 2145   class class class wbr 5103  (class class class)co 7420  0cc0 11200  1c1 11201   + caddc 11203   · cmul 11205   − cmin 11541  ℕcn 12335  2c2 12397  3c3 12398  4c4 12399  5c5 12400  6c6 12401  7c7 12402  8c8 12403  9c9 12404  ℕ0cn0 12606  ℤcz 12693  cdc 12814  ↑cexp 14204   ∥ cdvds 16422   gcd cgcd 16664  ℙcprime 16846
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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278
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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-sup 9434  df-inf 9435  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-rp 13121  df-fz 13640  df-fl 13932  df-mod 14010  df-seq 14145  df-exp 14205  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-dvds 16423  df-gcd 16665  df-prm 16847
This theorem is used by:  2503prm  17318
  Copyright terms: Public domain W3C validator